Техника распыления сухого льда и йодистого серебра

Засев переохлажденных облаков - достаточно простое дело. Требуется лишь разбить сухой лед на мелкие кусочки и сбросить их с самолета в облако. Это легко сделать при помощи дробилки льда, установленной на самолете. Обычно применяемая дробилка размельчает лед на кусочки размером от миллиметра до сантиметра. На фото XIII показан конечный продукт одного из видов разбрасывателя сухого льда. Раздробленный лед пропускался через ряд сеток для сортировки кусков по размерам. Самые большие куски имеют в диаметре примерно 1 см, тогда как самые маленькие - величиной с песчинку.

Фото XIII. Кусочки сухого льда из льдодробилки, применявшейся в нескольких опытах по засеву облаков

Количество сухого льда, необходимого для воздействия, зависит от толщины облака и цели засева. В общем оно составляет несколько килограммов на 1-2 км полета.

Советские исследователи использовали другую технику воздействия сухим льдом.^* На самолете обору дуется специальная установка, заполненная кусками сухого льда. Когда самолет летит сквозь переохлажденные облака, воздух, обтекая куски сухого льда, дополнительно охлаждается, вследствие чего образуются ледяные кристаллы. Заметьте, что при этом методе самолет должен лететь сквозь облако. Если же лед разбрасывается, самолет может летать над облаком.

^* (В СССР исследовали различные методы внесения твердой углекислоты. Метод, о котором говорит автор, применялся для раскрытия взлетной полосы аэродромов от низкой облачности и туманов. (Прим. ред.))

По количеству образующихся ледяных кристаллов и быстроте воздействия сухой лед превосходит все реагенты, используемые сейчас при температуре ниже 0° С. Однако серьезное затруднение кроется в необходимости прямого внесения сухого льда в то облако, структуру которого требуется изменить. Далее, раз лед сброшен, он испаряется и в дальнейших процессах не участвует, йодистое серебро обладает рядом преимуществ: его кристаллы так малы, что они движутся вместе с воздухом. Они могут долго находиться в воздухе, всегда готовые образовать ледяные кристаллы, когда на их пути попадается подходящее облако, правда, если частички йодистого серебра не потеряют своей активности из-за действия солнечного света. Скорость распада ядер зависит (в определенных пределах) от способа их получения. Но в общем число образующих лед частиц уменьшается примерно в 10 раз за каждый час воздействия солнечного света. Например, один из типов генераторов образует 10¹³ частиц на каждый кубический метр воздуха. Это число активных частиц уменьшится до 10¹² после воздействия солнечного света в течение часа. Поэтому один генератор, выбрасывающий ядра непосредственно в облако, создает столько же активных ядер, сколько 10 генераторов, продукт которых в течение часа освещается солнцем до того, как частицы йодистого серебра попадут в облако.

Генераторы частиц йодистого серебра очень разнообразны. В большинстве случаев сжигается раствор йодистого серебра в сильно воспламеняющейся жидкости - ацетоне. Следует заметить, что йодистое серебро ядовито и с ним необходимо обращаться осторожно. Кроме того, распыленное йодистое серебро не растворяется в чистом ацетоне, но оно растворяется в растворе йодистого калия в ацетоне.^* Сначала приготовляется раствор йодистого калия, а затем к нему прибавляется йодистое серебро. На практике применяется концентрация от 5 до 20 частей йодистого серебра на 100 частей раствора.

^* (Может быть использован и йодистый натрий.)

Приготовленный раствор йодистого серебра в ацетоне (который мы будем называть просто "раствор") может быть сожжен различными путями. Например, можно пропитать этим раствором древесный или каменный уголь. При горении образуются мельчайшие кристаллы йодистого серебра.

Фото XIV. Первая модель наземного генератора йодистого серебра, разработанная Лесной службой США (проект 'Скайфайр')

В распространенной конструкции наземных генераторов используется пламя газа пропана, в которое при помощи иглы от шприца впрыскивается раствор. Поскольку ацетон - легковоспламеняющаяся жидкость, раствор быстро загорается, йодистое серебро в пламени испаряется. Когда дым охлаждается, образуются кристаллы йодистого серебра диаметром 0,01-0,1 микрон. На фото XIV показан генератор йодистого серебра пропанного типа. Обычный расход раствора составляет 13 кг в час.

Засев облаков при помощи наземных генераторов имеет очень серьезный недостаток. При воздействии трудно быть уверенным, что частички йодистого серебра с земли попадут на высоты, где температура ниже -5°С, и достигнут этих высот над требуемым районом (глава 9). Последнее особенно важно, когда засев производится в летнее время. В этот период года над большей частью США уровень температуры -5°С находится на высотах 5000-6000 м. Поэтому, когда генераторы йодистого серебра находятся на земле, частицы должны подняться на несколько тысяч метров, прежде чем они достигнут тех слоев, в которых смогут проявить активность. Разумеется, частички не поднимаются прямо вверх с достаточно большой скоростью. Они переносятся ветром в горизонтальном направлении и поднимаются только в областях с восходящими потоками или в результате турбулентного перемешивания воздуха. Напомним еще раз, что, чем больше времени затрачивают частицы для достижения ими зоны воздействия, тем больше вероятность того, что солнечный свет "убьет" их эффективность.

Засев с земли не осложняется этими трудностями, когда он производится в горных районах зимой. В некоторых местах облака могут окутывать горные вершины. Если температура воздуха на этих высотах ниже -5°С, то генераторы йодистого серебра, помещенные на вершинах, будут обеспечивать превращение переохлажденных водяных капелек в кристаллы.