Искусственное вызывание осадков¶

Искусственное вызывание осадков — комплекс метеорологических технологий, направленных на изменение процессов формирования облаков с целью увеличения количества осадков, прекращения града или тумана. Методы основаны на введении в облака веществ-активаторов (ядер конденсации или кристаллизации), которые ускоряют переход влаги из парообразного состояния в жидкое или твёрдое. В России работы по искусственному вызыванию осадков проводятся с 1930-х годов и ведутся в настоящее время, в том числе в рамках федеральной программы «Регулирование физических процессов атмосферы».

¶Физические основы

В обычном атмосферном облаке значительная часть капель находится в переохлаждённом состоянии — жидкой фазе при температуре ниже 0 °C. Такие капли не замерзают в отсутствие ядер кристаллизации. Когда в облако вводятся частицы определённого вещества (йодид серебра, сухой лёд, мочевина и другие), они выполняют роль центров, вокруг которых формируются ледяные кристаллы. Кристаллы растут за счёт испарения переохлаждённых капель (эффект Бержерона — Финдайзена), становятся тяжелее и опадают в виде снега или дождя.

Эффективность метода зависит от запаса влаги в облаке, его толщины, температурного режима и стадии развития. Технология не создаёт осадки «из воздуха» — она лишь ускоряет естественные процессы, переводя в осадок ту влагу, которая уже содержится в атмосфере. При отсутствии влажных облаков вызывание осадков невозможно.

¶История

Первые эксперименты по искусственному вызыванию дождя были проведены в 1946 году в США: Винсент Шефер и Бернард Вонгур из General Electric ввели сухой лёд в переохлаждённое облако и добились снегопада. В 1947 году там же впервые применили йодид серебра. В СССР научные исследования в этой области начались в 1930-е годы под руководством Бориса Введенского, а первые практические работы провёл в 1932 году Семён Супонинский на Украине.

В 1950-е годы в СССР были развёрнуты масштабные программы: в 1953 году создана Аэрофлот-«Аэрогеофизика», в 1958 году — Служба искусственного вызывания осадков. К 1970-м годам СССР обладал крупнейшей в мире сетью противоградовых станций — более 1000 ракетных установок, защищавших сельхозугодия от градобоя.

В России в 2001 году была принята федеральная целевая программа «Регулирование физических процессов атмосферы для уменьшения ущерба от неблагоприятных явлений природы, стихийных бедствий и улучшения агрометеорологических условий», продлённая до 2025 года. Основной исполнитель — Гидрометцентр России совместно с Институтом экспериментальной метеорологии (г. Обнинск).

¶Методы

¶Аэрозольные (агентные)

Наиболее распространённый способ. В облако вводятся химические вещества — активаторы:

Агенты доставляются в облако с помощью самолётов, ракет, зондов и наземных генераторов. Наземные генераторы сжигают растворы йодида серебра и выводят аэрозоль в восходящие потоки, поднимающие её на высоту облака.

¶Метеорологические ракеты

Ракеты типа «Алазань», «Ангара» и другие снабжаются кассетами с активатором. При подлёте к облаку кассета раскрывается, аэрозоль рассеивается на площади до нескольких квадратных километров. Этот метод применяется преимущественно для противоградовой защиты.

¶Термодинамические

В облако вводится большое количество тепла (например, с помощью взрывчатых веществ), что нарушает устойчивость облака и вызывает ливневый дождь. Метод разработан в СССР (работы Виктора Буяновского). Применяется для рассеивания грозовых облаков и градоопасных формирований.

¶Применение в России

• Противоградовая защита. Крупнейшая в мире сеть: более 5000 пунктов наблюдения и свыше 2000 ракетных и зенитных установок. Защищается свыше 30 млн га сельхозугодий.
• Вызывание дождя для сельского хозяйства. Проводится в засушливых районах Поволжья, Юга России, Западной Сибири.
• Рассеивание туманов над аэродромами (в частности, в Москве — аэропорт Внуково, где с 1990-х годов работает система антиобледенительной защиты).
• Санитарная очистка атмосферы — вымывание загрязнений над промышленными центрами.
• Уменьшение интенсивности ливней при паводках.

В 2010 году во время аномальной жары и лесных пожаров в России проводились попытки искусственного вызывания осадков над Подмосковьем, однако их эффективность оставалась дискуссионной.

¶Ограничения и экологические аспекты

Искусственное вызывание осадков не способно кардинально изменить климат или компенсировать многолетнюю засуху. Эффект носит локальный и временный характер: обычно удаётся увеличить количество осадков на 10—30 % в зоне воздействия.

Йодид серебра применяется в малых количествах (единицы граммов на кубический километр облака), его концентрация в осадках в тысячи раз ниже ПДК. Тем не менее вопрос о накоплении серебра в почвах и влиянии на экосистемы остаётся предметом научных дискуссий. В ряде стран (Мексика, Индия, ОАЭ) программы вызывания осадков реализуются в промышленном масштабе.

Для вызывания дождя в реальной жизни частным лицом или небольшой организацией доступны только наземные аэрозольные генераторы на основе йодида серебра, однако их применение требует наличия подходящих облаков и согласования с Гидрометслужбой.

¶Источники

• Буяновский В. М. «Искусственное воздействие на градовые процессы». — Л.: Гидрометеоиздат, 1974.
• Введенский Б. А. «Искусственные осадки и противоградовая защита». — Л.: Гидрометеоиздат, 1967.
• Информационные материалы Гидрометцентра России о программе «Регулирование физических процессов атмосферы».
• Статьи журнала «Известия. Атмосферная и океаническая физика» по теме модификации облаков.