Можно ли управлять дождем? Ю. Серегин

Художник В. ЛОГИНОВ

На нашей планете практически нет мест, где бы люди не имели своих претензий к погоде, и особенно к осадкам. Поэтому, естественно, встает вопрос: а существуют ли методы искусственного регулирования осадков и каковы направления и перспективы исследований в этой области?

Прежде чем ответить на это, напомним, что энергия атмосферных процессов очень велика; так, ветер, перемещающий воздух со скоростью почти 20 м/сек на участке длиной 200 км за 3-4 часа, затрачивает около 1015 кал. энергии. Это в десять раз больше, чем энергия, вырабатываемая 20 такими гидроэлектростанциями, как Волжская имени В. И. Ленина. На образование суховеев также расходуется колоссальное количество энергии. Поэтому сегодня, пока еще нет ее изобилия, ставить задачи о полной ликвидации засухи и об изменении суховейных потоков нельзя.

Ну а как же в наши дни обстоят дела с управлением погодой? В настоящее время воздействие на погодные процессы ведется по предложенному академиком Е. К. Федоровым принципу управления. Он состоит в том, чтобы привести в движение в нужном направлении большое количество веществ и энергии. Само же управляющее воздействие должно сопровождаться их затратами в значительно меньших размерах.

В атмосфере определенная неустойчивость возникает при переохлаждении воды в облаках. Дело в том, что находящиеся в них капли иногда не замерзают даже при температуре -40°. Однако при наличии ледяных кристаллов в облаках капли могут интенсивно переходить в ледяную фазу. Энергия, необходимая для этого, содержится в самом облаке и обусловлена его переохлаждением. Более низкое давление паров над кристаллами льда обеспечивает непрерывный приток пара к ним, и они быстро растут, а переохлажденные капли испаряются.

Таким образом, если ледяные кристаллы ввести в переохлажденное облако, они должны "съесть" все капли и, увеличившись в размере, выпасть на землю. Это был один из первых каналов управляемого воздействия на облака.

В конце 40-х и начале 50-х годов у нас в стране и в США были найдены и стали широко применяться методы искусственной кристаллизации. Одним из первых реагентов для этой цели явился сухой лед. Оказалось, что при испарении одного грамма сухого льда с температурой - 79,8° в облаке может возникнуть около 1015 ледяных кристаллов. Кроме того, было установлено, что аэрозоли йодистого серебра, йодистого свинца, сернистой меди и других могут способствовать формированию кристаллов при температурах, намного выше тех, при которых они образуются в естественных условиях.

Первые успехи в стимулировании осадков породили в ряде стран, и особенно в США, небывалый ажиотаж вокруг этой проблемы. Появилась даже профессия "рейнмекеры" - "делатели" дождя. Как грибы после хорошего дождя, плодились фирмы. Каждая из них в своем районе создавала сеть генераторов аэрозоля йодистого серебра, и они дымили, как только подходящие облака оказывались в зоне их действия. Некоторые штаты даже издали закон "о воровстве" облаков и пытались внести юридические ограничения в регулирование деятельности этих фирм. Однако все оказалось намного сложнее, а результаты воздействия не такими уж обнадеживающими, что показал контроль этих операций в США, Австралии, Советском Союзе и других странах.

В нашей стране были предприняты широкие экспериментальные исследования, чтобы определить возможности получения дополнительных осадков из зимних облаков и из летних конвективных облаков, не достигающих стадии дождя.

Для этого в районе Кривого Рога в 1958 г. был организован метеорологический полигон с рабочей и контрольной площадками размером 50х75 км и с густой сетью дождемеров и снегомеров.

В отличие от зарубежных схем воздействия на облака с помощью наземных генераторов в СССР была разработана и успешно применена методика непосредственного "засева" облаков. Она имеет большие преимущества, так как непосредственный засев позволяет осуществлять целенаправленное воздействие со строго определенным дозированием реагентов.

Наиболее простым явилось определение количества осадков, которые можно было бы получить зимой из слоистых облаков. Из них осадки не выпадают, и задача сводилась к тому, чтобы измерить количество осадков, которые можно получить искусственно из этих облаков.

Самолеты, в хвосте которых находилась установка, дробившая и дозировавшая сухой лед, поднимались в воздух как только в районе полигона наблюдалась слоистая облачность при температуре ниже -3°.

Первый вылет - разведка погоды. И если условия ее подходящие, то начинается опыт.

Сначала определяют скорость ветра и рассчитывают линии воздействия (чтобы осадки попадали на полигон). А затем самолеты линия за линией засевают облака и вдоль каждой они осаждаются или полностью рассеиваются, если их толща не превышает 500 м. Сверху можно наблюдать такую картину: сплошное поле ослепительно белых облаков и над ним крошечный самолет, за которым тянется расширяющаяся серая полоса. Это в зоне, где сброшен сухой лед, началась бурная кристаллизация. И чем дальше от самолета, тем шире и ярче становится полоса. Пролетев 12-15 км, пилот делает разворот и рядом с первой прокладывает вторую полосу, затем третью и т. д. Сначала между ними сохраняется перемычка, потом она становится все меньше и меньше и вскоре исчезает. Через 15-20 минут в зоне воздействия обозначаются первые провалы, а под облаками бушует снежный буран. Так самолет может действовать часами, срезая кромку за кромкой облака и осаждая его на определенной части полигона.

Воздействие на облака с помощью ракет на метеорологическом полигоне

А в это время специальные посты на полигоне измеряют количество выпавших осадков. И зная водность облаков, их мощность и протяженность, можно точно рассчитать "коэффициент осаждения", т. е. какую часть содержащейся в облаках воды удалось превратить в осадки. Когда он известен для всех типов облаков и для всего многообразия условий в этих районах, то, зная какая масса облаков и за какое время проходит в сезон над ними, можно рассчитать, сколько дополнительно осадков выпадает там.

Эти облака в результате искусственного вмешательства могут давать дополнительные осадки

В результате этих исследований были выявлены закономерности рассеивания облаков. Оказалось, например, что осаждение слоистых облаков может дать прирост осадков за холодное время года на Украине на 5-10%, но не на всей, а примерно на 1/5 ее территории, поскольку накопление осадков одновременно может осуществляться лишь в локальных областях.

Но это не все. В холодное время существуют фронтальные облака, из которых снег идет и без воздействия. А можно ли из них увеличить осадки путем искусственного вмешательства? Для выяснения этого ставятся интересные опыты с засевом фронтальных облаков.

При этом самолеты "засевают" многокилометровый слой водной части фронта, выполняя сложнейшие маневры. В результате установлено, что для локальных районов на Украине можно получить за счет интенсификации дополнительно около 15-20% осадков.

Исследовалась также возможность получения дополнительных осадков из летних конвективных облаков. Ученые доказали, что при воздействии они дадут обильные осадки, но их мощность должна быть больше 3,6 км, а температура ниже -12°.

Если "засевать" облака, которые не принесли еще дождя, то, как показали многолетние опыты, в локальном районе можно получить лишь 5% дополнительных осадков. Это связано с тем, что "вклад" этих облаков в сумму летних осадков невелик, а основные их "поставщики"- мощные кучево-дождевые и грозовые облака. Обычно количество осадков, выпадающих из них, не превышает 4-5-кратного их водного запаса, в то время как облака, перешедшие в кучево-дождевую и грозовую стадии, могут давать 10-15-кратное количество и более.

Вот тут и возникают проблемы. Да, мы можем получить прибавки в осадках для локального района, но для этого должны осадить все облака, еще не достигшие кучево-дождевой и грозовой стадии. Но ведь часть их при естественном развитии в других районах могла бы вырасти и дать осадки, равные или даже превышающие по количеству полученные искусственно.

Те же вопросы возникают и при анализе опытов с зимними фронтальными облаками. Ведь то, что мы получаем дополнительно на полигоне, может быть, не добирается где-то в другом месте. Это и не позволяет пока повсеместно вызывать "искусственные" дожди. Но там, где этих проблем нет, искусственное стимулирование осадков будет вестись. Так уже идут подготовительные работы для опытов в бассейне Севана и развертываются исследования в Средней Азии. Для этих работ выбраны районы с развитой ирригационной системой. Это сделано так, чтобы один водосбор обеспечивал влагой обширные площади. Например, дополнительные осадки, выпавшие вокруг Севана, могут обеспечить влагой значительную часть Армении через ирригационную систему. Причем если даже при этом получат меньше осадков окружающие Севан районы, то это не сыграет существенной роли. Важно направить их в водосбор озера.

В Средней Азии предполагается провести работы по накоплению в основном зимних осадков в горах, имеющих важное значение для ирригации и энергетики.

Зимой в горных районах Средней Азии часты переохлажденные слоистые облака, а также проходят фронтальные разделы, содержащие большие запасы воды. Проведенные исследования показали, что в местах сбора воды главными реками можно увеличить осадки на 20- 30% при регулярном воздействии зимой на облака.

В настоящее время развивается еще одно направление воздействия на осадки - искусственная генерация облаков. Известно, что мощные кучевые облака возникают при определенных условиях. Это состояние характеризуется как неустойчивое, способное порождать и поддерживать в атмосфере интенсивные восходящие потоки.

Но в природе иногда может не хватать собственной энергии, чтобы возбудить эти движения. И ученые обосновали возможность искусственной "добавки" ее в атмосферу. Для этого они предложили искусственно создавать вертикальные потоки воздуха. Для их получения советские конструкторы создали мощную установку с десятью двигателями. Струи горячего воздуха, возникающие при их работе, направляются вверх с помощью специальных поворотных колен.

Заканчивая наш разговор о воздействии на осадки, отметим, что мы еще далеки от того, чтобы "делать" дожди по заказу, так как пока остается много проблем. Но можно надеяться, что в сравнительно короткое время эти исследования выйдут за рамки экспериментальных работ и искусственные дожди будут служить человеку.