Глава 1. Введение

Есть ли жизнь - в таком виде, в каком мы ее знаем, - на других планетах или на их спутниках? Вряд ли кто-нибудь может с уверенностью ответить на этот вопрос. Но во Вселенной много миллионов планет, и нет ничего удивительного в том, что в один прекрасный день будут открыты другие "Земли". В настоящее время можно лишь твердо сказать, что в нашей солнечной системе нет людей, похожих на нас, как нет, скажем, и роз, похожих на те, что растут в соседнем саду. Нет людей и на Луне. Вы спросите: откуда такая уверенность?

Как-нибудь, когда небо будет ясным и вы окажетесь поблизости от телескопа, посмотрите внимательно на Луну. Если нет телескопа, сходите в библиотеку и возьмите книгу с фотографией поверхности Луны. И в первом и во втором случае вы сможете различить многие детали рельефа Луны.

Теперь представьте себе, что вы стоите на поверхности Луны и смотрите на Землю. Вместо четких контуров поверхности вы увидели бы облака самых разных размеров и очертаний. Поверхность Земли во многих местах из-за тумана будет казаться расплывчатой. Причина всего этого очевидна. Дело в том, что на Земле имеется в изобилии очень важное вещество - вода.

На Луне нет воды, значит, нет водяных паров и, следовательно, нет облаков. Отсюда вытекает, что на Луне не может существовать жизнь, такая, какой мы ее себе представляем.

Когда мы говорим, что Земля располагает огромными запасами воды, мы имеем в виду пресную, солоноватую и очень соленую воду. В давние времена лишь немногих людей волновала проблема снабжения пресной водой. Население на земном шаре было сравнительно малочисленным, крупные города располагались, как правило, на берегах озер или полноводных рек, промышленное потребление воды было незначительным, а ирригация не получила еще широкого распространения. Но в результате промышленной революции, происшедшей более ста лет назад, интенсификации сельского хозяйства, которая имела место в последние 20-30 лет, а также вследствие значительного увеличения населения потребление пресной воды резко возросло. Ученые и государственные деятели во всем мире начали понимать, что без воды не может быть ни роста населения, ни развития промышленности.

Многие десятилетия ведутся интенсивные исследования по наилучшему использованию водных ресурсов. В настоящее время предпринимаются серьезные попытки создать технические средства опреснения морской воды и соленых подземных вод.^* Кроме того, за последние 20 лет было проведено немало экспериментов с целью разработки методов "выжимания" большего количества воды из атмосферы. Но пока эти усилия оказались в значительной мере бесплодными. В следующих главах мы остановимся на исследованиях по воздействию на облака. Теперь же лишь отметим, что неудачи при попытках искусственного стимулирования дождя объясняются главным образом тем, что мы не знаем в деталях, как природа создает дождь или снег. В этой небольшой книге будут разобраны некоторые вопросы физики образования облаков и осадков. Знание этих вопросов очень важно для понимания физических основ экспериментальных воздействий на облака. Прежде чем приступить к рассмотрению собственно облаков, приведем некоторые данные о запасах воды на Земле.^**

^* (В 1964 году между СССР и США было заключено соглашение о совместных работах по опреснению соленых вод. (Прим. ред.))

^** (Большая часть излагаемых здесь сведений заимствована из статьи Дж. Мак-Дональда (J. Е. МсDоnаld. Аdvаnсеs in Gеорhуsics, vol. 5, New Yогк аnd Lоndоn, 1958).)

Общее количество воды во всех ее формах оценивается приблизительно в 1018 тонн. Для тех, кто впервые встречается с таким написанием, поясним, что оно означает число, выражаемое единицей с восемнадцатью нулями. Лишь около 0,01% этой воды сосредоточено в реках и озерах. До 5% воды находится в ледниках и скопилось под землей. Количество водяных паров в атмосфере составляет 0,001% общей массы воды па Земле. В табл. 1 указаны абсолютные количества и относительное распределение воды в различных ее формах.

Таблица 1 Колличество воды в различных формах

Как видим, доля воды, находящейся в атмосфере в виде паров, мала по сравнению с другими формами. И тем не менее общее количество ее весьма существенно. Если считать, что население земного шара составляет приблизительно 2,7 миллиарда человек, и если разделить атмосферную воду поровну между всеми людьми, то на долю каждого придется до 3700 тонн воды. Подсчеты специалистов показывают, что полное обновление всех водяных паров в атмосфере происходит примерно за 12 дней. Таким образом, если бы все водяные пары превращались в дождь, который собирался и равномерно распределялся бы между людьми, то каждый получал бы ежедневно около 310 тонн воды, т. е. 310 000 литров.

Конечно, подобный расчет в значительной мере представляет собой жонглирование любопытными цифрами. Надо сразу же оговориться, что какую-либо пользу может принести только тот дождь или снег, который выпадает на сушу.

По оценкам ученых, годовое количество осадков на всей Земле составляет в среднем 100 см. В сумме это дает около 8·10¹¹ тонн в день. Поскольку континенты занимают приблизительно четвертую часть земной поверхности, то та четверть осадков, которая может быть использована, составит примерно 2·10¹¹ тонн в день. Если это количество равномерно распределить среди людей, то каждому в день досталось бы 8 тонн воды, или 8000 литров.

Любопытно отметить, что потребление воды в Соединенных Штатах Америки в расчете на душу населения составляет в среднем 6250 литров в день. Из них 90% приходится на промышленность и сельское хозяйство (примерно пополам), а остальные 10% потребляются в домашнем хозяйстве.^* Приведенные цифры убедительно показывают, что на Земле достаточно пресной воды для полного удовлетворения потребности в ней. К сожалению, в действительности дело обстоит по-иному. Как это часто бывает, средние цифры лишь вводят в заблуждение. В одних районах земного шара осадков слишком много, в других - слишком мало. Более того, не все осадки выпадают именно тогда, когда в них испытывается нужда.

^* (См.: В. F. Dоdge. Аmeriсаn Scientist, vо1. 48, 1960)

По этой причине приходится использовать воду из естественных хранилищ - озер, рек и подземных резервуаров. Однако и это не разрешает полностью проблемы. Важным потенциальным источником пресной воды являются моря и океаны, но очистка воды от солей и других растворенных в ней веществ обходится пока слишком дорого. При использовании даже самой совершенной (на 1962 год) техники стоимость каждых 4000 литров опресненной воды составила бы 1 доллар^*. Это примерно втрое превышает экономически оправданные затраты. Однако можно надеяться, что технический прогресс и достижения мировой науки позволят решить эту экономическую проблему.

^* (1 доллар = 90 копеек)

Что же касается метеорологов, то они занимаются развитием тех средств, которые способны увеличить количество осадков. Вряд ли можно надеяться, что известные в настоящее время методы воздействий могут привести к значительному изменению водных ресурсов на Земле. И тем не менее есть основания полагать, что они позволят воздействовать на облака и вызывать выпадение осадков над небольшими районами. Чтобы понять, как это можно сделать, необходимо сначала выяснить физический механизм образования облаков и осадков в природе.