Способ вызывания осадков из конвективных облаков с использованием самолета

 

Использование: прикладная метеорология, а именно в способах воздействия на облака с целью вызывания осадков. Сущность изобретения: способ вызывания осадков из конвективных облаков с использованием самолета, заключается в том, что кристаллизующий реагент вносят в зону формирования осадков, ограниченную по периметру радиолокационной отражаемостью 10^-11 см^-1 на длине волны 3,2 см, а снизу пороговым уровнем температуры 0^oC. При этом до внесения реагента в зону формирования осадков, или одновременно с этим по всему периметру облака формируют искусственную оболочку из кристаллов льда путем воздействия реагентом на видимую периферийную часть облака, расположенную над нулевой изотермой. При этом полученная оболочка из кристаллов льда обладает более высокой отражательной способностью, чем жидкокапельная среда. В результате тепловое излучение облака не теряется бесследно в окружающую среду, а отражаясь от оболочки из кристаллов льда, концентрируется в центральной ее части, прогревая ее и стимулируя тем самым процесс осадкообразования. 2 ил.

Изобретение относится к области активных воздействий на облака с целью вызывания осадков.

Известны различные способы вызывания осадков из конвективных облаков с помощью ракет и артиллерийских снарядов [1] Известные способы имеют существенный недостаток, который заключается в том, что их реализация требует разветвленную сеть ракетных и артиллерийских пунктов, значительное количество обслуживающего персонала и сложную систему управления.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является способ вызывания осадков из конвективных облаков с использованием самолета, когда реагент вносится в зону формирования осадков с помощью бортовых средств [2] Недостатком известного способа является то, что значительная часть тепла, выделяемого в зоне формирования осадков в результате кристаллизации переохлажденных частиц воды под действием реагента рассеивается в окружающую среду в виде излучения. Потеря данной энергии в окружающую среду замедляет процесс осадкообразования, так как менее нагретое облако, вследствие потерь тепла в окружающую среду, движется вверх с меньшей скоростью, а следовательно, и менее эффективно вовлекает в процесс осадкообразования нижние более насыщенные влагой слои облачной среды.

Целью изобретения является стимулирование осадкообразования за счет снижения тепловых потерь излучением из зоны формирования осадков в окружающую среду.

Цель достигается тем, что в известном способе вызывания осадков из конвективных облаков с использованием самолета, включающем внесение кристаллизующего реагента в зону формирования осадков в облаке, до внесения реагента в зону формирования осадков или одновременно с этим по всему периметру облака формируют искусственную оболочку из кристаллов льда путем воздействия на видимую периферийную часть облака, расположенную над нулевой изотермой.

На фиг.1 представлен вертикальный разрез конвективного облака; на фиг.2 горизонтальный его разрез на уровне нулевой изотермы.

Конвективное облако состоит из основания 1 и развивающейся в форме башни части 2, в центральной области которой расположена зона формирования осадков 3, ограниченная по периметру изоконтуром радиолокационной отражаемости 4, соответствующей отражаемости 10^-11 см^-1, а снизу уровнем нулевой изотермы (t₀-t₀).

На фиг.1 и 2 штриховой линией 5 очерчен контур оболочки 6, образованный из ледяных кристаллов вокруг развивающейся части облака 2. Стрелками 7 показаны восходящие воздушные потоки, а стрелками 8 направление, в котором осуществляется воздействие на зону формирования осадков 3 с помощью реагента.

Способ вызывания осадков из конвективных облаков с использованием самолета осуществляется следующим образом.

Путем радиолокационного зондирования с земли по известным критериям определяют пригодность конвективного облака для активного воздействия и выявляют область формирования осадков 3, ограниченную по периметру пороговым уровнем радиолокационной отражаемости 10^-11 см^-1 на длине волны 3,2 см, а снизу уровнем нулевой изотермы (t₀-t₀). Затем осуществляют облет самолетом верхней развивающейся части облака 2 по спирали снизу-вверх, либо сверху-вниз, воздействуя на периферийную видимую ее часть кристаллизующим реагентом, либо водой. В первом случае при взаимодействии кристаллизующего реагента с переохлажденными облачными частицами воды по внешнему контуру развивающейся части облака 2 образуется оболочка 5 из ледяных кристаллов, обладающая высокой отражательной способностью в сравнении с жидкокапельной средой. А во втором случае эта же оболочка 5 образуется при распыле обычной воды в периферийную видимую часть облака. При этом вода после распыла, попадая в разряженную среду под воздействием низких (до 30^oC) температур замерзает, превращаясь в ледяную пыль с размерами частиц 10-500 мкм. При этом в процесс кристаллизации вовлекаются и переохлажденные водные частички из периферийной видимой части развивающегося облака 2. После завершения процесса формирования искусственной оболочки ледяных кристаллов вокруг развивающейся части облака 2 с помощью самолета осуществляют воздействие реагентом в зону формирования осадков 3. Для этого генераторы аэрозоля отстреливаются в верхнюю развивающуюся часть облака 2. (На фиг.1 место выброса генераторов аэрозоля показано стрелками 8). В процессе свободного падения генераторов аэрозоля в зоне формирования осадков 3 формируются шлейфы активного дыма, при взаимодействии которого с переохлажденными водными частицами образуются дополнительные центры кристаллизации, стимулирующие процесс осадкообразования. При этом процесс кристаллизации переохлажденных водных частиц сопровождается выделением теплоты фазового перехода, часть которой идет на нагрев облачной среды, а другая часть от центральной части облака излучается в окружающую среду. При этом значительная часть этого радиационного теплового потока, отражаясь от оболочки ледяных кристаллов 5, возвращается обратно в зону формирования осадков, прогревая облачную среду в центральной ее части. При этом стимулируется процесс формирования осадков за счет более интенсивного подъема облака вверх и втягивания в процесс осадкообразования нижних, более насыщенных влагой слоев облачной среды. На фиг.1 восходящие воздушные потоки показаны стрелками 7.

Обработку периферийной видимой части облака 2 и зоны формирования осадков 3 кристаллизующим реагентом можно осуществлять в различных последовательностях. Так, например, при наличии двух самолетов один из них может быть использован для обработки периферийной видимой части облака, а второй в то же время может быть использован для воздействия на выступающую ее часть 2. При наличии только одного самолета целесообразно вначале обрабатывать реагентом периферийную видимую часть, а уже потом воздействовать на центральную часть зоны формирования осадков сверху. Уровень обработки периферийной видимой части облака должен несколько превышать верхний уровень формирования осадков с тем, чтобы сверху в облаке был свободный просвет, соответствующий в первом приближении максимальному поперечному размеру зоны формирования осадков 3. В этом случае прогрев облачной среды в центральной ее части будет более интенсивным, а наличие просвета в верхней ее части будет способствовать беспрепятственному продвижению вверх центральных нагретых его слоев.

Предложенный способ активных воздействий на конвективные облака позволяет сформировать вокруг развивающейся части облака искусственную оболочку из кристаллов льда, обладающую более высокой отражательной способностью, чем жидкокапельная среда, что позволяет использовать радиационные тепловые потоки, идущие из центральной части облака на нагрев самого облака. В результате стимулируется процесс осадкообразования за счет интенсивного подъема развивающейся части облака вверх и втягивания в процесс более насыщенных влагой нижних слоев облачной среды.

Предложенный способ по предварительным оценкам позволяет повысить уровень осадков в среднем на 15-20% Литература 1. Бибилашвили Н.Ш. и др. Руководство по организации и проведению противоградовых работ. Л. Гидрометеоиздат, 1990, с.37-48.

2. Качурин Л.Г. Физические основы воздействия на атмосферные процессы.- Л. Гидрометеоиздат, 1990, с.156-161.

Формула изобретения

Способ вызывания осадков из конвективных облаков с использованием самолета, включающий внесение кристаллизующего реагента в зону формирования осадков в облаке, отличающийся тем, что до внесения реагента в зону формирования осадков или одновременно с этим по всему периметру облака формируют искусственную оболочку из кристаллов льда путем воздействия на видимую периферийную часть облака, расположенную над нулевой изотермой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2