Предложен новый метод стимулирования дождя

Напомним, что, по данным Министерства здравоохранения и социального развития России, страшным летом 2010 года в Москве смертность на душу населения превышала уровень-2009 на 50,7%, а отдельные чиновники Департамента здравоохранения столицы осмеливались заявлять СМИ о двукратном росте смертности — до 700 человек в день. Последствия аномальной жары того года были печальны, но нельзя ли предотвратить наступления чего-то подобного в будущем?

Для профилактики массовых летних пожаров и борьбы с засухой хорошо бы контролировать заболоченность окружающих города территорий, используя увлажнённые районы как заслон на пути пожаров и сопровождающего их смога. Но, как известно, ничего подобного у нас не делалось, скорее даже наоборот.

Возможно, способ есть. Один из вариантов решения проблемы предлагает Виктор Павлюченко, заведующий Лабораторией космических лучей Физического института имени П. Н. Лебедева РАН (ФИАН).

Существующие средства «вызывания дождя» способны гарантированно создать искусственные осадки только в том случае, когда влажность дождевого облака составляет не менее 95%. Иными словами, когда дождь не очень нужен, а массовые пожары вряд ли возможны. Опять же неясно, что делать, если облаков нет вообще. Кандидат физматнаук Павлюченко решил разобраться, действительно ли нельзя спровоцировать дождь в условиях более низкой влажности. И пришёл к выводу, что искусственно вызвать осадки там, где они так нужны, а влажности нет, всё-таки можно.

Для этого он рассмотрел два противоположных фактора формирования погоды и климата — циклон и антициклон. Циклон, как известно, является областью низкого давления. Воздух в нём поднимается вверх в виде воронки, направление закрутки которой в Северном полушарии — против часовой стрелки. При подъёме воздух охлаждается, водяные пары конденсируются — и в результате выпадают осадки. Антициклон, соответственно, — область высокого давления. Воздух в нём перемещается в противоположном циклону направлении, по часовой стрелке. Холодный воздух нагревается, иссушается — и осадков практически не бывает.

1) Силовые тросы, основное усилие от горизонтальных потоков воздуха, один из них заземлен; 2) зачернённые баллоны; 3) проводящий заземлённый каркас типа велосипедного обода со спицами-эмиттерами. (Илл. АНИ «ФИАН-информ».)

«Циклон и антициклон, — поясняет свою мысль г-н Павлюченко, — глобальные процессы. Бороться с антициклоном бессмысленно, так как его энергетика превышает возможности человека. Но для того, чтобы вызвать дождь над какой-то локальной поверхностью, мы можем использовать принцип циклона. Упрощённо говоря, принцип заключается в том, что есть определённая зависимость относительной влажности, температуры и высоты, и если путём поднятия охладить воздух до соответствующей температуры, то водяные пары начнут конденсироваться. Например, если на улице 40 градусов жары и 35-процентная влажность, то нужно поднять его до [высотной] отметки, где температура — двадцать градусов, и тогда начнётся конденсация».

Впрочем, чтобы началась конденсация паров, необходимы центры («зародыши») конденсации. К ним относят пыль, аэрозоли, сажу, пепел и другие мелкие частички. Но особенно эффективно они воздействуют на каплеобразование, когда ещё и заряжены отрицательно. Получается, что для того, чтобы вызвать дождь, нужно ответить на два главных вопроса: как поднять воздух и где взять электрические ионы.

Ответ на второй вопрос лежит прямо в атмосфере Земли. Оказывается, между поверхностью Земли и ионосферой, которая находится на высоте 50 км, есть постоянная разность потенциалов, около 300–500 кВ. По сути, это огромное напряжение, которое на первых трёх километрах высоты распределяется примерно по 100 вольт на метр. Это приводит к тому, что вблизи поверхности, до высоты в 2 км, разность потенциалов составляет около 200 кВ. То есть нужно просто поднять заземлённый проводник на такую высоту, и ионы образуются сами собой, за счёт коронирующего разряда.

Первый вопрос — как поднять воздух в больших масштабах — несколько сложнее. Ответ на него и есть главная составляющая изобретения. Виктор Павлюченко предлагает использовать систему привязных баллонов или аэростатов в виде нескольких расположенных один над другим ярусов (гирлянды). Такие баллоны с поверхностью из зачернённого материала будут активно нагреваться от Солнца и отдавать тепло окружающему воздуху. Нагретый воздух устремится вверх, по пути охлаждаясь. Поднявшись до следующего яруса, на котором происходит дополнительный нагрев, воздух идёт дальше, и так до достижения необходимой высоты. Высота верхнего и нижнего ярусов, их размеры, форма и расстояние между ними определяются метеоусловиями и поставленной задачей. При этом на ярусах закреплены заземлённые эмиттеры, коронирующие в электрическом поле Земли и снабжающие восходящий поток воздуха отрицательными ионами — особо эффективными центрами конденсации. Ярусы могут быть тороидальными или в виде спирали.

Хотя в патенте предлагается делать аэростаты из полиэтилена, УФ-лучи пока никто не отменял, поэтому на практике придётся обратиться к технологиям стандартных аэростатов. (Фото Wikimedia Commons.)

При подъёме воздух всегда закручивается, и если использовать спиральные ярусы, то у него появляется дополнительная устойчивость против сдувания горизонтальными ветрами. Система может быть использована в малооблачную погоду. А вся требующаяся для неё энергия обеспечивается за счёт излучения Солнца и электрического поля Земли.

«Задачей для такой системы, — комментирует разработчик, — может быть не только дождь, но и вентиляция. Например, бывшая столица Казахстана Алма-Ата лежит в котловине, и находящийся там всё время смог нужно как-то отводить, то есть осуществлять вентиляцию. Ветров там практически не бывает, поэтому такой способ пришёлся бы очень кстати для "проветривания" города».

Патент на описываемое изобретение — № 2462026 — принадлежит ФИАНу, а с автором его вы только что познакомились.

От себя заметим, что при всей кажущейся физической непротиворечивости предложенного метода он потребует весьма массированного использования привязных аэростатов (возможно, лишь удерживающих края огромных прочных чёрных полотнищ), сравнимого разве что с периодом обороны Москвы и блокады Ленинграда. Очевидно, в случае изолированных «пятен» больших городов метод может сработать, но для этого потребуется, много, очень много аэростатов — а значит, концепция должна достичь даже не ушей, а разума лиц, облечённых властью. И вот эта задача, увы, может оказаться посложнее разработки эффективного алгоритма вызывания дождя.

Подготовлено по материалам ФИАН-информ.