Здравствуйте!
Этой страницей мы начинаем рассказ о нашей работе.
Глобальные Искусственные Облака И Дожди.
Подписаться на:
Комментарии к сообщению (Atom)
skip to main |
skip to sidebar
Грустная примета – история учит тому, что ничему не учит.
Грустная примета – история учит тому, что ничему не учит.
Две тысячи лет назад извержение Везувия накрыло Помпею. А через 16 веков потомки помпейцев раскопали этот законсервированный город, ободрали его мраморную облицовку и построили другой город. Еще ближе к кратеру вулкана. А Везувий продолжает дымить. Время от времени извергается (примерно раз в 100 лет). И никто не знает, как скоро, куда и с какой силой он может еще грохнуть.
Для Китая землетрясения не в диковинку. Трясло его до нашей эры, трясло всю историю, трясет и сейчас. В 70-х, на памяти нынешнего поколения, там произошло чудовищное землетрясение, унесшее сотни тысяч жизней. И что же? Принес этот трагический опыт заметные плоды? Нет. С упорством, достойным Сизифа, без оглядки на 2000-летний с лишним опыт, вновь были возведены сейсмоопасные постройки. Пришел 2008 год……?!
Двадцатый век был отмечен невиданными по кровопролитию катастрофами в виде двух мировых и множества локальных войн.
Не хотелось бы проводить параллель, но сто лет назад в 1908 году, когда Российский темп развития лидировал в гонке по вертикали, никому и в голову не могло прийти, что недалек 1914 год, вернее то, что за ним последует.
Геополитическое напряжение 1914 года, не идет ни в какое сравнение с тем, что мы имеем сегодня. Главные детали этого состояния изучены, переизучены и опубликованы. Для желающих все это понять, секретов нет. И что же?
Антропоген явил гипертрофию мощи и безнадежность отставания разума в осмыслении плодов этой мощи.
Одни говорят, что цивилизация перед лицом конечной энтропии.
Другие, проще и понятнее: «Цивилизация в тупике».
Составляющие этого просты.
Галопирующее потребление ограниченных планетарных ресурсов давно перешагнуло безопасные пределы.
На первое место среди дефицитов (ставящих под сомнение возможность выживания человечества) вышла вода.
Опасный рубеж объема потребления воды человечеством был пройден еще в 90-х годах прошлого века. А темпы потребления с тех пор только нарастают.
Вкупе с опустыниванием это образует гигантский шлейф смежных проблем, кои венчает новое геополитическое напряжение, перед которым меркнут годы холодной войны.
Простая арифметика отпускает человечеству всего несколько десятилетий на поиск выхода и сам выход из этого пике.
Запоздалое понимание происходящего привело к тому, что 23 декабря 2003 года Генеральная Ассамблея ООН провозгласила период 2005–2015 годов, начиная с Международного дня водных ресурсов 22 марта 2005 года, Международным десятилетием действий «Вода для жизни» (резолюция 58/217).
На этой же сессии, Генеральная Ассамблея постановила провозгласить 2006 год Международным годом пустынь и опустынивания (резолюция 58/211 от 23 декабря 2003 года).
Формализм такого подхода повергает в изумление. Можно подумать, что у голосовавших на этих ассамблеях где-то недалеко есть запасная планета, куда они эвакуируются со своими семьями и деньгами в любой момент, как только Земля утратит свою пригодность для обитания.
Дефицит воды как нарастал, так и нарастает. Никаких реальных путей выхода из этой проблемы не предложено.
А суммарные темпы опустынивания в планетарном масштабе поражают воображение.
По разным оценкам это достигает от 7 до 24 кв.км/час.
То есть, с лица Земли каждый час, стирается площадь небольшого города! (Реймерс Н.Ф. «Природопользование». Москва. Мысль, 1990).
ВДУМАЙТЕСЬ!
За 6000 лет писаной истории обитаемое пространство человека сократилось более чем вдвое, то есть от 35 миллионов квадратных километров земельных ресурсов осталось лишь 15 миллионов. Само же человечество, по подсчетам специалистов, за это время увеличилось более чем в 70 раз. В наследство от этих тысячелетий нам достались Сахара, Гоби, Каракумы и т.д.
В начале Египетской истории не было никакой пустыни Сахары! На этом месте были просто райские кущи!
Проедание цивилизацией биоресурсов, накопленных в прошлые геологические эпохи, продолжается. Более того, это проедание ускоряется.
Не трудно представить, что начнет делать вооруженное до зубов человечество, если этот «пир во время чумы» не прекратится.
Немного о воде. В Японии литр натуральной питьевой воды стоил уже в 90-х годах, как литр молока. А в Германии то же сравнение правомочно по отношению к рейнскому вину.
На рубеже ХХ и ХХI веков потребление воды в мире достигло 10% от общего объема атмосферных осадков, выпадающих на сушу и доступных для использования. Однако критической величиной являются уже 7%, так как это рубеж способности естественных вод к самоочищению.
США в 90-х годах свое водопотребление довели до эквивалента 80% всего их национального речного стока.
(Б.Скиннер «Хватит ли человечеству земных ресурсов», Москва, «Мир», 1989)
Если бы не грунтовые воды, реки США уже давно превратились бы в сточные канавы.
Израиль ввозит к себе воду на танкерах.
В мире идет формирование рынка воды.
Чудовищность реальности требует сопоставимого подхода к ее оптимизации. Нужен радикальный, по сути, «хирургический» путь решения названных проблем. Традиционные методы бессильны.
Нужны новые, стратегические технологии.
В борьбе за выживание человечеству свойственно заимствовать для этого у природы и мудрость, и средства.
Нет сомнений, что настало время вновь обратиться к этому опыту.
Для устранения вышеназванных дефицитов единственным реальным средством может быть лишь дождевая вода.
Что можно взять в арсенале природы, чтобы делать искусственные дожди там, где они нужны, но естественным образом не выпадают? Безусловно, что этот путь получения дождевой воды должен быть и экологически безупречен.
Как известно, еще в 40-х годах люди научились вызывать дожди путем засева реагентами подходящих для этого кучевых облаков.
Но, к сожалению, возможности этого действительно гениального изобретения распространяются только на те природные зоны, где такие облака БЫВАЮТ.
А как быть там, где таких облаков нет? А это как раз в таких местах, где нуждаемость
в дождях наибольшая.
Может быть, соединение природных схем с возможностями цивилизации и дадут это радикальное средство? Иначе чего тогда стоит цивилизация, после которой – только пустыня?!
Известны разные проекты.
В одних предлагается искусственно изменить орографию, и таким образом создать в атмосфере конвекции, способные привести к образованию кучевых облаков («Откуда в пустыне взять воду?» Наука и жизнь, № 6, 1990, стр. 67).
В других проектах предлагается изменить альбедо некоторых участков земной поверхности и таким образом активизировать воздушные конвекции для образования облаков (Патент США № 3409220, 1968).
Эти проекты в разных случаях представляются или недостаточно экологичными, или не эффективными.
Автор этих строк обратил внимание на экваториальное восходящее движение воздуха (причина экваториальных дождей), связанное с максимумом инсоляции, и это натолкнуло на мысль, что в принципе, управляя инсоляцией (например, оптически), можно получить восходящее движение воздуха, которое приведет к образованию кучевого облака.
При благоприятных условиях это облако может самостоятельно перерасти в дождевое, или может быть искусственно приведено в такую форму при помощи реагентов.
Скептики скажут: «С ума сошел. Поперечник основания среднего кучевого облака несколько километров. Это ж какая подстилающая поверхность должна быть нагрета, чтобы вызванная ею конвекция привела к образованию такого облака?!». Более того. У скептиков найдутся аргументы и «понаучней». Например, синоптическое правило: «Если на главных изобарических поверхностях 850, 700 и 500 мб образования кучевых облаков (высоты 1,5; 3 и 5,5 км соответственно) суммарный дефицит точек росы превышает 25о С, то для образования дождевых туч условий нет.
Но ведь ПЕРЕШАГНУЛИ же через это правило, с помощью реагентов.
Тогда скептики скажут: «Не все кучевые облака годятся для засева реагентами и превращения в дождевые тучи».
На это у нас ответ: «Можно сделать облака, которые для этого годятся». Эти искусственные облака смогут либо сами перерасти в дождевые тучи, либо им надо будет помочь это сделать при помощи все тех же льдообразующих реагентов.
В ситуации, когда выбирать НЕ ИЗ ЧЕГО, прежде чем отвергать единственное предложение, с ним, наверное, надо сначала основательно разобраться теоретически. Может такой путь дать желаемый результат, или нет? А если может теоретически, то тогда – как его реализовать?
Готово человечество (без громких слов) заплатить такую цену
за свое выживание или нет?
Думается, что если сильные мира сего осознают, наконец, то, куда прикатился наш бедный Земной шар, ставший одноразовой планетой уже на наших глазах, то они за такой ценой не постоят.
Были в истории прецеденты и покруче.
До нашей эры китайцы показали всем последующим поколениям, на что способен человек в отчаянной ситуации.
5000 километров Великой стены соорудили еще тогда, до нашей эры.
Сейчас недалекий обыватель посмеивается над этим сооружением, а оно, между прочим, больше 1000 лет оправдывало свое существование и подправлялось вплоть до времен Чингисхана.
То есть в критической ситуации человек на многое способен. Иначе бы он никогда не стал ЧЕЛОВЕКОМ.
Что такое для нашей цивилизации - решить инженерную задачу сооружения легкого разборного комплекса зеркал для перераспределения инсоляции на площади в несколько квадратных километров? (По сравнению с альтернативой в виде Армагеддона) Пустяк! Грубо говоря, цивилизация решит подобную задачу и на порядок масштабней, если жизнь заставит. Запасной то планеты Земля нет ни у нищих, ни у миллиардеров, ни у царей. Мы все в одной лодке, вместе со всеми нашими потомками. По «ту» сторону уже никому не понадобятся ни власть, ни деньги, ни все остальные достижения и достояния. Геополитическая катастрофа во всем ее безобразии приближается, а времени осталось не много…
Теперь по существу самого предложения, которое можно назвать солнечным метеотроном (ранняя версия – патент № 2071243 1997г).
Допустим, цивилизация начала ХХI века решила (если нет, то пусть вдохновится опытом жителей острова Пасхи, или строителей египетских пирамид, или тех же древних китайцев) инженерную задачу в том, чтобы собрать солнечные зайчики от зеркал на участке земной поверхности с поперечником 1 – 5 км. Понятно, что этих зеркал должно быть много. Да и рассредоточены они должны быть на большой территории. Понятно, что на первый взгляд это выглядит, мягко говоря, диковато, «циклопически». Но если вспомнить, КАКОЙ ГРУЗ у нас на другой чаше весов, то первое, опрометчивое впечатление как-то тускнеет. Названная задача сегодня решаема!
Итак, мы сумели сконцентрировать инсоляцию на участке с поперечником 1 – 5 км, в зависимости от географической широты этого действа.
Для наглядности результат такого воздействия можно рассмотреть на аэрологических диаграммах, в сравнении с результатами естественных метеорологических процессов.
Еще раз коротко:
Суть этого изобретения сводится к разогреву приземного воздуха путем оптической концентрации инсоляции на подстилающей поверхности диаметром 1-5 км до температуры, которая образует достаточно мощную воздушную конвекцию. Конвекцию, которая может создать такое кучевое облако (Cu), которое само перерастет в кучево-дождевое. Или в такое, которое можно сделать кучево-дождевым путем засева этого (Cu) льдообразующими реагентами.
В рассматриваемом ниже примере метеорологические данные не способствуют естественному возникновению кучево-дождевого облака (Cb).
(Атмосферные температуры одного из летних дней на юге России. Приложение - диаграммы № 1, № 2.
ab – кривая точек росы, CD – кривая стратификации,
eK- адиабатическая кривая состояния)
Суммарный дефицит точек росы на уровнях 850, 700 и 500 мб превышает 25о С. Значит естественное развитие кучево-дождевой облачности невозможно.
Теперь определим, можно ли получить (Cb) путем засева возможной в этом случае облачности реагентами, например AgJ.
Если нет данных прямого радиозондирования указанных облаков, то это можно сделать, приблизительно рассчитав вероятный уровень конвекции, с учетом вовлечений, и минимальную температуру внутриоблачного объема по имеющимся прогностическим данным.
Это и даст представление о пригодности (или непригодности) этих естественных облаков для искусственного их превращения в (Cb).
Такой расчет можно сделать с помощью аэрологической диаграммы, например по методу И. А. Славина («Практикум по синоптической метеорологии», профессор А. С. Зверев, Гидрометеоиздат, 1972), или по методу Нелли Ильиничны Глушковой (приложение – страница 63 «Руководство по организации и проведению противоградовых работ» Ленинград, Гидрометеоиздат, 1981), или иным способом.
При построении неадиабатической кривой состояния (ZK) по методу Н.И.Глушковой на диаграмме № 2 видно, что вероятный уровень конвекции достигает ~ 4,4 км, а минимальная температура в этом облаке ~ -6о С.
Для эффективного применения основного (среди применяемых) реагента AgJ эта температура критическая, и значит маловероятен положительный эффект его применения в этом случае.
Теперь, в условиях этих же метеоданных, рассмотрим результат применения указанного солнечного метеотрона (диаграмма № 3).
В этом примере, как выше сказано, приземный воздух нагревается подстилающей поверхностью (диаметром 1 – 5 км), которая в свою очередь нагрета оптической системой метеотрона.
Стартовая (приземная) температура этого воздуха ~ + 48о С, то есть она более чем на 20 градусов выше температуры окружающего воздуха. Это вызовет мощную конвекцию. До уровня конденсации состояние этого восходящего воздуха будет изменяться по сухой адиабате, почти не перемешиваясь с окружающим воздухом.
Выше уровня конденсации (который в этом случае на высоте ~ 4 км) вероятное состояние этого восходящего воздуха будет изменяться по влажной адиабате, но с учетом вовлечений. То есть вероятная – неадиабатическая кривая состояния этого воздуха на бланке диаграммы будет расположена левее влажноадиабатической кривой его состояния (еК).
Теперь графическими построениями на разных уровнях через 200 гПа выше уровня конденсации определим по методу Н.И.Глушковой, (Приложение – указанная страница 63) точки, через которые пройдет эта вероятная неадиабатическая кривая состояния (ZK). Уровень конвекции в этом случае (согласно теории) может достичь высоты 11 км. Площадь (красная штриховка) положительной энергии неустойчивости и отрицательные температуры внутриоблачного объема, а так же максимальные разности температур между кривой стратификации (CD) и неадиабатической кривой состояния (ZK), указывают на то, что это будет мощное дождевое облако (Cb).
А его развитие, в данном примере, стало возможным без применения реагентов, только благодаря большому (много больше, чем обычные максимальные внутримассовые встречающиеся в природе) стартовому градиенту температур между восходящим воздухом и окружающим.
На практике для вычисления величины стартового прогрева конвектирующего воздуха для создания дождевого облака, способного дать запланированные осадки, могут быть применены теоретические положения, представленные в указанном выше пособии («Практикум по синоптической метеорологии», профессор А. С. Зверев, Гидрометеоиздат, 1972). А коррекция развития этого облака может быть проведена при помощи управляемого использования льдообразующих реагентов.
Здесь хотелось бы заметить, что результат, полученный на диаграмме при таком искусственно увеличенном стартовом градиенте температур (между восходящим и окружающим воздухом) приводит к мысли, что сложившийся стереотип представления о том, что суммарный дефицит точек росы на уровнях 850, 700 и 500 мб, меньше или больше 25о С, (являющийся показателем возможности, или невозможности осадков)
сложился в результате обобщения многочисленных метеонаблюдений, при которых вышеназванный градиент температур (между восходящим воздухом и тем, который его окружает) ОБЫЧНО НЕ ПРЕВЫШАЛ величин, свойственных максимальным природным градиентам в таких случаях.
То есть упомянутая норма в 25о С сложилась в результате обобщения статистики всего мирового опыта метеонаблюдений. Зависимость этой нормы от разницы температурных градиентов между восходящим и окружающим воздухом в обычной практике не рассматривается, так как большой разницы между самими этими градиентами в разных ситуациях, как показывает опыт, нет (от долей градуса до нескольких градусов).
Для исключительных случаев (наш пример), когда указанный градиент на много (десятки градусов) больше максимальных природных, эта норма суммарного дефицита точек росы в 25о С, видимо, должна быть пересмотрена в сторону увеличения. Так как при мощной в этом случае конвекции большее (в единицу времени) количество поступающей влаги в зону испарения конденсата (облака) может компенсировать это испарение и перейти в режим накопления, что и необходимо для развития дождевого облака.
Математическое моделирование различных термодинамических ситуаций, инициированных описанным выше способом, показало, что получение внутримассовых атмосферных осадков возможно даже в условиях летнего антициклона в тропической пустыне.
Эти вычисления проводились применительно к фактическим метеорологическим данным, имевшим место в Саудовской Аравии.
В заключении хотелось бы сказать о тактике применения этой, безусловно, громоздкой технологии. Некоторые скептики высказывают опасение, что большой градиент между стартовыми температурами восходящего воздуха и воздуха окружающего этот поток, может привести к ураганным последствиям. Этим скептикам видимо следует напомнить, что на Земле есть много примеров таких больших приземных температурных градиентов (например, вулканы или границы между пустынями и океанами), которые, тем не менее, не приводят к ураганным последствиям.
Эксплуатация солнечных метеотронов на начальной стадии, вероятно должна будет проводиться дистанцированно от населенных пунктов и объектов хозяйственной деятельности, так как потребуется какое то время, для доводки методик точного управления осадкообразовательным процессом начиная с оценки синоптических условий и до получения запланированного результата в виде осадков. Однозначно, что широкомасштабное повсеместное применение таких метеотронов невозможно и бессмысленно по ряду причин. Но это и не требуется. На начальном этапе это применение должно носить характер быстрого реагирования в деле разрядки напряжения (в соответствующих регионах), созданного вышеназванными дефицитами – воды и жизненного пространства.
Что такое, например нынешний Египет. Это жизнь на берегах Нила и еще кое- где на морских побережьях. Остальные 95% этой страны – пустыня.
А всего 6000 лет назад (миг по геологическим меркам) пустыня Сахара (захватившая сейчас почти весь Египет) была краем рек и озер. Не хуже были в свое время и другие великие пустыни мира.
Достаточное количество атмосферных осадков в ключевых точках гидрографических сетей, имевших место на этих территориях в те времена (и просматривающихся по ныне), в состоянии начать поворот жизни от страданий к благоденствию вдоль водных артерий, берущих начало в этих точках. Восстановление естественной способности ландшафтов поддерживать эти реки (которые когда-то и текли в этих местах), снимет необходимость дальнейшей эксплуатации названных метеотронов. То есть они могут быть разобраны и перенесены в другие места, где есть такая необходимость.
Возможны и другие пути использования солнечных метеотронов.
Это могло бы открыть новый способ жизни и развития цивилизации.
Экономика проедания планетарных биоресурсов могла бы смениться экономикой накопления.
Главным же результатом этого стало бы снижение геополитического напряжения новым путем – путем созидания. Взамен традиционного пути – пути взаимоуничтожения.
С уважением,
Виталий Орановский
Две тысячи лет назад извержение Везувия накрыло Помпею. А через 16 веков потомки помпейцев раскопали этот законсервированный город, ободрали его мраморную облицовку и построили другой город. Еще ближе к кратеру вулкана. А Везувий продолжает дымить. Время от времени извергается (примерно раз в 100 лет). И никто не знает, как скоро, куда и с какой силой он может еще грохнуть.
Для Китая землетрясения не в диковинку. Трясло его до нашей эры, трясло всю историю, трясет и сейчас. В 70-х, на памяти нынешнего поколения, там произошло чудовищное землетрясение, унесшее сотни тысяч жизней. И что же? Принес этот трагический опыт заметные плоды? Нет. С упорством, достойным Сизифа, без оглядки на 2000-летний с лишним опыт, вновь были возведены сейсмоопасные постройки. Пришел 2008 год……?!
Двадцатый век был отмечен невиданными по кровопролитию катастрофами в виде двух мировых и множества локальных войн.
Не хотелось бы проводить параллель, но сто лет назад в 1908 году, когда Российский темп развития лидировал в гонке по вертикали, никому и в голову не могло прийти, что недалек 1914 год, вернее то, что за ним последует.
Геополитическое напряжение 1914 года, не идет ни в какое сравнение с тем, что мы имеем сегодня. Главные детали этого состояния изучены, переизучены и опубликованы. Для желающих все это понять, секретов нет. И что же?
Антропоген явил гипертрофию мощи и безнадежность отставания разума в осмыслении плодов этой мощи.
Одни говорят, что цивилизация перед лицом конечной энтропии.
Другие, проще и понятнее: «Цивилизация в тупике».
Составляющие этого просты.
Галопирующее потребление ограниченных планетарных ресурсов давно перешагнуло безопасные пределы.
На первое место среди дефицитов (ставящих под сомнение возможность выживания человечества) вышла вода.
Опасный рубеж объема потребления воды человечеством был пройден еще в 90-х годах прошлого века. А темпы потребления с тех пор только нарастают.
Вкупе с опустыниванием это образует гигантский шлейф смежных проблем, кои венчает новое геополитическое напряжение, перед которым меркнут годы холодной войны.
Простая арифметика отпускает человечеству всего несколько десятилетий на поиск выхода и сам выход из этого пике.
Запоздалое понимание происходящего привело к тому, что 23 декабря 2003 года Генеральная Ассамблея ООН провозгласила период 2005–2015 годов, начиная с Международного дня водных ресурсов 22 марта 2005 года, Международным десятилетием действий «Вода для жизни» (резолюция 58/217).
На этой же сессии, Генеральная Ассамблея постановила провозгласить 2006 год Международным годом пустынь и опустынивания (резолюция 58/211 от 23 декабря 2003 года).
Формализм такого подхода повергает в изумление. Можно подумать, что у голосовавших на этих ассамблеях где-то недалеко есть запасная планета, куда они эвакуируются со своими семьями и деньгами в любой момент, как только Земля утратит свою пригодность для обитания.
Дефицит воды как нарастал, так и нарастает. Никаких реальных путей выхода из этой проблемы не предложено.
А суммарные темпы опустынивания в планетарном масштабе поражают воображение.
По разным оценкам это достигает от 7 до 24 кв.км/час.
То есть, с лица Земли каждый час, стирается площадь небольшого города! (Реймерс Н.Ф. «Природопользование». Москва. Мысль, 1990).
ВДУМАЙТЕСЬ!
За 6000 лет писаной истории обитаемое пространство человека сократилось более чем вдвое, то есть от 35 миллионов квадратных километров земельных ресурсов осталось лишь 15 миллионов. Само же человечество, по подсчетам специалистов, за это время увеличилось более чем в 70 раз. В наследство от этих тысячелетий нам достались Сахара, Гоби, Каракумы и т.д.
В начале Египетской истории не было никакой пустыни Сахары! На этом месте были просто райские кущи!
Проедание цивилизацией биоресурсов, накопленных в прошлые геологические эпохи, продолжается. Более того, это проедание ускоряется.
Не трудно представить, что начнет делать вооруженное до зубов человечество, если этот «пир во время чумы» не прекратится.
Немного о воде. В Японии литр натуральной питьевой воды стоил уже в 90-х годах, как литр молока. А в Германии то же сравнение правомочно по отношению к рейнскому вину.
На рубеже ХХ и ХХI веков потребление воды в мире достигло 10% от общего объема атмосферных осадков, выпадающих на сушу и доступных для использования. Однако критической величиной являются уже 7%, так как это рубеж способности естественных вод к самоочищению.
США в 90-х годах свое водопотребление довели до эквивалента 80% всего их национального речного стока.
(Б.Скиннер «Хватит ли человечеству земных ресурсов», Москва, «Мир», 1989)
Если бы не грунтовые воды, реки США уже давно превратились бы в сточные канавы.
Израиль ввозит к себе воду на танкерах.
В мире идет формирование рынка воды.
Чудовищность реальности требует сопоставимого подхода к ее оптимизации. Нужен радикальный, по сути, «хирургический» путь решения названных проблем. Традиционные методы бессильны.
Нужны новые, стратегические технологии.
В борьбе за выживание человечеству свойственно заимствовать для этого у природы и мудрость, и средства.
Нет сомнений, что настало время вновь обратиться к этому опыту.
Для устранения вышеназванных дефицитов единственным реальным средством может быть лишь дождевая вода.
Что можно взять в арсенале природы, чтобы делать искусственные дожди там, где они нужны, но естественным образом не выпадают? Безусловно, что этот путь получения дождевой воды должен быть и экологически безупречен.
Как известно, еще в 40-х годах люди научились вызывать дожди путем засева реагентами подходящих для этого кучевых облаков.
Но, к сожалению, возможности этого действительно гениального изобретения распространяются только на те природные зоны, где такие облака БЫВАЮТ.
А как быть там, где таких облаков нет? А это как раз в таких местах, где нуждаемость
в дождях наибольшая.
Может быть, соединение природных схем с возможностями цивилизации и дадут это радикальное средство? Иначе чего тогда стоит цивилизация, после которой – только пустыня?!
Известны разные проекты.
В одних предлагается искусственно изменить орографию, и таким образом создать в атмосфере конвекции, способные привести к образованию кучевых облаков («Откуда в пустыне взять воду?» Наука и жизнь, № 6, 1990, стр. 67).
В других проектах предлагается изменить альбедо некоторых участков земной поверхности и таким образом активизировать воздушные конвекции для образования облаков (Патент США № 3409220, 1968).
Эти проекты в разных случаях представляются или недостаточно экологичными, или не эффективными.
Автор этих строк обратил внимание на экваториальное восходящее движение воздуха (причина экваториальных дождей), связанное с максимумом инсоляции, и это натолкнуло на мысль, что в принципе, управляя инсоляцией (например, оптически), можно получить восходящее движение воздуха, которое приведет к образованию кучевого облака.
При благоприятных условиях это облако может самостоятельно перерасти в дождевое, или может быть искусственно приведено в такую форму при помощи реагентов.
Скептики скажут: «С ума сошел. Поперечник основания среднего кучевого облака несколько километров. Это ж какая подстилающая поверхность должна быть нагрета, чтобы вызванная ею конвекция привела к образованию такого облака?!». Более того. У скептиков найдутся аргументы и «понаучней». Например, синоптическое правило: «Если на главных изобарических поверхностях 850, 700 и 500 мб образования кучевых облаков (высоты 1,5; 3 и 5,5 км соответственно) суммарный дефицит точек росы превышает 25о С, то для образования дождевых туч условий нет.
Но ведь ПЕРЕШАГНУЛИ же через это правило, с помощью реагентов.
Тогда скептики скажут: «Не все кучевые облака годятся для засева реагентами и превращения в дождевые тучи».
На это у нас ответ: «Можно сделать облака, которые для этого годятся». Эти искусственные облака смогут либо сами перерасти в дождевые тучи, либо им надо будет помочь это сделать при помощи все тех же льдообразующих реагентов.
В ситуации, когда выбирать НЕ ИЗ ЧЕГО, прежде чем отвергать единственное предложение, с ним, наверное, надо сначала основательно разобраться теоретически. Может такой путь дать желаемый результат, или нет? А если может теоретически, то тогда – как его реализовать?
Готово человечество (без громких слов) заплатить такую цену
за свое выживание или нет?
Думается, что если сильные мира сего осознают, наконец, то, куда прикатился наш бедный Земной шар, ставший одноразовой планетой уже на наших глазах, то они за такой ценой не постоят.
Были в истории прецеденты и покруче.
До нашей эры китайцы показали всем последующим поколениям, на что способен человек в отчаянной ситуации.
5000 километров Великой стены соорудили еще тогда, до нашей эры.
Сейчас недалекий обыватель посмеивается над этим сооружением, а оно, между прочим, больше 1000 лет оправдывало свое существование и подправлялось вплоть до времен Чингисхана.
То есть в критической ситуации человек на многое способен. Иначе бы он никогда не стал ЧЕЛОВЕКОМ.
Что такое для нашей цивилизации - решить инженерную задачу сооружения легкого разборного комплекса зеркал для перераспределения инсоляции на площади в несколько квадратных километров? (По сравнению с альтернативой в виде Армагеддона) Пустяк! Грубо говоря, цивилизация решит подобную задачу и на порядок масштабней, если жизнь заставит. Запасной то планеты Земля нет ни у нищих, ни у миллиардеров, ни у царей. Мы все в одной лодке, вместе со всеми нашими потомками. По «ту» сторону уже никому не понадобятся ни власть, ни деньги, ни все остальные достижения и достояния. Геополитическая катастрофа во всем ее безобразии приближается, а времени осталось не много…
Теперь по существу самого предложения, которое можно назвать солнечным метеотроном (ранняя версия – патент № 2071243 1997г).
Допустим, цивилизация начала ХХI века решила (если нет, то пусть вдохновится опытом жителей острова Пасхи, или строителей египетских пирамид, или тех же древних китайцев) инженерную задачу в том, чтобы собрать солнечные зайчики от зеркал на участке земной поверхности с поперечником 1 – 5 км. Понятно, что этих зеркал должно быть много. Да и рассредоточены они должны быть на большой территории. Понятно, что на первый взгляд это выглядит, мягко говоря, диковато, «циклопически». Но если вспомнить, КАКОЙ ГРУЗ у нас на другой чаше весов, то первое, опрометчивое впечатление как-то тускнеет. Названная задача сегодня решаема!
Итак, мы сумели сконцентрировать инсоляцию на участке с поперечником 1 – 5 км, в зависимости от географической широты этого действа.
Для наглядности результат такого воздействия можно рассмотреть на аэрологических диаграммах, в сравнении с результатами естественных метеорологических процессов.
Еще раз коротко:
Суть этого изобретения сводится к разогреву приземного воздуха путем оптической концентрации инсоляции на подстилающей поверхности диаметром 1-5 км до температуры, которая образует достаточно мощную воздушную конвекцию. Конвекцию, которая может создать такое кучевое облако (Cu), которое само перерастет в кучево-дождевое. Или в такое, которое можно сделать кучево-дождевым путем засева этого (Cu) льдообразующими реагентами.
В рассматриваемом ниже примере метеорологические данные не способствуют естественному возникновению кучево-дождевого облака (Cb).
(Атмосферные температуры одного из летних дней на юге России. Приложение - диаграммы № 1, № 2.
ab – кривая точек росы, CD – кривая стратификации,
eK- адиабатическая кривая состояния)
Суммарный дефицит точек росы на уровнях 850, 700 и 500 мб превышает 25о С. Значит естественное развитие кучево-дождевой облачности невозможно.
Теперь определим, можно ли получить (Cb) путем засева возможной в этом случае облачности реагентами, например AgJ.
Если нет данных прямого радиозондирования указанных облаков, то это можно сделать, приблизительно рассчитав вероятный уровень конвекции, с учетом вовлечений, и минимальную температуру внутриоблачного объема по имеющимся прогностическим данным.
Это и даст представление о пригодности (или непригодности) этих естественных облаков для искусственного их превращения в (Cb).
Такой расчет можно сделать с помощью аэрологической диаграммы, например по методу И. А. Славина («Практикум по синоптической метеорологии», профессор А. С. Зверев, Гидрометеоиздат, 1972), или по методу Нелли Ильиничны Глушковой (приложение – страница 63 «Руководство по организации и проведению противоградовых работ» Ленинград, Гидрометеоиздат, 1981), или иным способом.
При построении неадиабатической кривой состояния (ZK) по методу Н.И.Глушковой на диаграмме № 2 видно, что вероятный уровень конвекции достигает ~ 4,4 км, а минимальная температура в этом облаке ~ -6о С.
Для эффективного применения основного (среди применяемых) реагента AgJ эта температура критическая, и значит маловероятен положительный эффект его применения в этом случае.
Теперь, в условиях этих же метеоданных, рассмотрим результат применения указанного солнечного метеотрона (диаграмма № 3).
В этом примере, как выше сказано, приземный воздух нагревается подстилающей поверхностью (диаметром 1 – 5 км), которая в свою очередь нагрета оптической системой метеотрона.
Стартовая (приземная) температура этого воздуха ~ + 48о С, то есть она более чем на 20 градусов выше температуры окружающего воздуха. Это вызовет мощную конвекцию. До уровня конденсации состояние этого восходящего воздуха будет изменяться по сухой адиабате, почти не перемешиваясь с окружающим воздухом.
Выше уровня конденсации (который в этом случае на высоте ~ 4 км) вероятное состояние этого восходящего воздуха будет изменяться по влажной адиабате, но с учетом вовлечений. То есть вероятная – неадиабатическая кривая состояния этого воздуха на бланке диаграммы будет расположена левее влажноадиабатической кривой его состояния (еК).
Теперь графическими построениями на разных уровнях через 200 гПа выше уровня конденсации определим по методу Н.И.Глушковой, (Приложение – указанная страница 63) точки, через которые пройдет эта вероятная неадиабатическая кривая состояния (ZK). Уровень конвекции в этом случае (согласно теории) может достичь высоты 11 км. Площадь (красная штриховка) положительной энергии неустойчивости и отрицательные температуры внутриоблачного объема, а так же максимальные разности температур между кривой стратификации (CD) и неадиабатической кривой состояния (ZK), указывают на то, что это будет мощное дождевое облако (Cb).
А его развитие, в данном примере, стало возможным без применения реагентов, только благодаря большому (много больше, чем обычные максимальные внутримассовые встречающиеся в природе) стартовому градиенту температур между восходящим воздухом и окружающим.
На практике для вычисления величины стартового прогрева конвектирующего воздуха для создания дождевого облака, способного дать запланированные осадки, могут быть применены теоретические положения, представленные в указанном выше пособии («Практикум по синоптической метеорологии», профессор А. С. Зверев, Гидрометеоиздат, 1972). А коррекция развития этого облака может быть проведена при помощи управляемого использования льдообразующих реагентов.
Здесь хотелось бы заметить, что результат, полученный на диаграмме при таком искусственно увеличенном стартовом градиенте температур (между восходящим и окружающим воздухом) приводит к мысли, что сложившийся стереотип представления о том, что суммарный дефицит точек росы на уровнях 850, 700 и 500 мб, меньше или больше 25о С, (являющийся показателем возможности, или невозможности осадков)
сложился в результате обобщения многочисленных метеонаблюдений, при которых вышеназванный градиент температур (между восходящим воздухом и тем, который его окружает) ОБЫЧНО НЕ ПРЕВЫШАЛ величин, свойственных максимальным природным градиентам в таких случаях.
То есть упомянутая норма в 25о С сложилась в результате обобщения статистики всего мирового опыта метеонаблюдений. Зависимость этой нормы от разницы температурных градиентов между восходящим и окружающим воздухом в обычной практике не рассматривается, так как большой разницы между самими этими градиентами в разных ситуациях, как показывает опыт, нет (от долей градуса до нескольких градусов).
Для исключительных случаев (наш пример), когда указанный градиент на много (десятки градусов) больше максимальных природных, эта норма суммарного дефицита точек росы в 25о С, видимо, должна быть пересмотрена в сторону увеличения. Так как при мощной в этом случае конвекции большее (в единицу времени) количество поступающей влаги в зону испарения конденсата (облака) может компенсировать это испарение и перейти в режим накопления, что и необходимо для развития дождевого облака.
Математическое моделирование различных термодинамических ситуаций, инициированных описанным выше способом, показало, что получение внутримассовых атмосферных осадков возможно даже в условиях летнего антициклона в тропической пустыне.
Эти вычисления проводились применительно к фактическим метеорологическим данным, имевшим место в Саудовской Аравии.
В заключении хотелось бы сказать о тактике применения этой, безусловно, громоздкой технологии. Некоторые скептики высказывают опасение, что большой градиент между стартовыми температурами восходящего воздуха и воздуха окружающего этот поток, может привести к ураганным последствиям. Этим скептикам видимо следует напомнить, что на Земле есть много примеров таких больших приземных температурных градиентов (например, вулканы или границы между пустынями и океанами), которые, тем не менее, не приводят к ураганным последствиям.
Эксплуатация солнечных метеотронов на начальной стадии, вероятно должна будет проводиться дистанцированно от населенных пунктов и объектов хозяйственной деятельности, так как потребуется какое то время, для доводки методик точного управления осадкообразовательным процессом начиная с оценки синоптических условий и до получения запланированного результата в виде осадков. Однозначно, что широкомасштабное повсеместное применение таких метеотронов невозможно и бессмысленно по ряду причин. Но это и не требуется. На начальном этапе это применение должно носить характер быстрого реагирования в деле разрядки напряжения (в соответствующих регионах), созданного вышеназванными дефицитами – воды и жизненного пространства.
Что такое, например нынешний Египет. Это жизнь на берегах Нила и еще кое- где на морских побережьях. Остальные 95% этой страны – пустыня.
А всего 6000 лет назад (миг по геологическим меркам) пустыня Сахара (захватившая сейчас почти весь Египет) была краем рек и озер. Не хуже были в свое время и другие великие пустыни мира.
Достаточное количество атмосферных осадков в ключевых точках гидрографических сетей, имевших место на этих территориях в те времена (и просматривающихся по ныне), в состоянии начать поворот жизни от страданий к благоденствию вдоль водных артерий, берущих начало в этих точках. Восстановление естественной способности ландшафтов поддерживать эти реки (которые когда-то и текли в этих местах), снимет необходимость дальнейшей эксплуатации названных метеотронов. То есть они могут быть разобраны и перенесены в другие места, где есть такая необходимость.
Возможны и другие пути использования солнечных метеотронов.
Это могло бы открыть новый способ жизни и развития цивилизации.
Экономика проедания планетарных биоресурсов могла бы смениться экономикой накопления.
Главным же результатом этого стало бы снижение геополитического напряжения новым путем – путем созидания. Взамен традиционного пути – пути взаимоуничтожения.
С уважением,
Виталий Орановский
Из истории экологических катастроф или КАК проедается наша планета
Комментариев нет:
Отправить комментарий