2-я часть доклада Валерия Уйбо на научно-практической конференции «Экологические угрозы и национальная безопасность России».
II. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА АТМОСФЕРУ
Заряжение или перезарядка облачных элементов
Наиболее простым способом электрического воздействий является использование электрических полей, поскольку известно, что постоянное электрическое поле оказывает положительное влияние на рост и коагуляцию микроскопического водного аэрозоля, оно ориентирует поляризованные частицы так, чтобы они располагались друг по отношению к другу разноимёнными полюсами. Согласно проведенным экспериментам с аэрозолями в электрическом поле, даже при небольшой напряженности (порядка 10 В/см), эффект их роста составляет более 100%. Для частичек воды с размерами 100−600 мк включение поля в 15 В/см увеличивает долю частиц, способных преодолеть энергетический барьер коагуляции, с 30 до 90% [13], то есть в три раза.
В тоже время электрические поля могут заряжать или перезаряжать более крупные облачные элементы. Такого же эффекта можно добиться введением в облако с земли или с самолёта твёрдого заряженного аэрозоля [11, 12]. Способ нацелен на стимулирование осадков за счёт коагуляции капель или на рассеивание облачности за счёт их рассредоточения. Из-за низкой эффективности он не нашёл практического применения.
Воздействие электромагнитными полями
Общим для этого вида воздействий является направленное возбуждение волновых процессов в атмосфере с помощью модулированных во времени высокочастотных импульсов, генерируемых наземными стендами. К разработкам, реализующим этот электрический способ, следует условно отнести Российскую установку «Сура», американскую станцию HAARP и её менее мощные аналоги, образующие систему вдоль полярного круга. К ним, также условно, можно отнести мощные радиолокационные станции противоракетной обороны, излучения которых проникают в ионосферу и могут оказывать воздействия на протекающие в ней процессы. Термин «условно» использован нами потому, что официально эти сооружения (стенды) предназначены для проведения активных воздействий в ионосфере, не оказывающих влияния на тропосферу. Однако мнения многих специалистов сходятся на том, что они имеют большие потенциальные возможности продуктивных воздействий на нижележащие атмосферные слои, исходя из того, что каналы переноса энергии из верхних слоёв в нижние в природе реально существуют [14].
Одной из основных целей системы HAARP и её Российского аналога «Сура» является принудительная раскачка волн в ионосфере, что обеспечивается нагревом определённых её участков. Эта задача успешно решается в сильно ионизированной среде, коей является ионосфера, однако анализ используемых методик, позволяет ставить вопрос о возможности переноса работ по воздействиям на более низкие слои атмосферы (тропосферу), в которых возникающие волны могут стимулировать, например, конденсацию паров воды и получение термодинамических эффектов, влияющих на синоптическую ситуацию.
Очень важно отметить, что упомянутые выше устройства излучают в атмосферу высокочастотные коротковолновые колебания очень большой мощности (порядка 3,5 МВт) за счёт потребления колоссального количества электроэнергии.
При этом отметим, что в России запатентовано несколько способов и технических средств электромагнитного воздействия, не требующих столь больших затрат энергии, например, установка «Урания», автор А.Ф. Смирнов [15]. «Урания» генерирует электромагнитные волны в виде коротких импульсов, которые достигают, по утверждению автора, ионосферы и создают в ней очаги возбуждения. Эти очаги, в свою очередь, вызывают в низлежащих слоях атмосферы центры пониженного давления. Потребляемая мощность такого стенда составляет всего единицы киловатт.
Ионизация атмосферного воздуха
Как уже отмечалось выше, в основе этого механизма лежит однополярная ионизация приземного атмосферного воздуха с последующим инициированием вертикального ионного потока.
В силу того, что процесс ионизации не сопряжён с выделением больших энергий, этот механизм следует отнести к слабым воздействиям. Последние действуют на атмосферу как на открытую систему извне, не вкладывая в неё дополнительной энергии, перераспределяя уже существующие энергетические потоки. Атмосфера, которая отнюдь не является стабильной системой, выступает в качестве некоего усилителя внешнего воздействия с коэффициентом усиления достигающим нескольких порядков [17, 31].
В нашем случае в качестве одного из мощных резервуаров атмосферной энергии, косвенным образом используемого в процессе воздействий, рассматривается скрытая теплота конденсации переохлаждённого водяного пара. В атмосфере на высотах 0−20 км имеются огромные запасы этой энергии в виде влажного воздуха. Большая её часть (более 60%) не реализуется, и свободно проходит над континентами, не участвуя в перестройке циркуляции атмосферы. Чтобы её высвободить в нужном месте, необходимо создать там вертикальное перемещение ионизированных воздушных масс [18, 19]. Это реально достигается применением технологии «Атлант» При этом начальный эффект воздействий обеспечивается взаимодействием ионов, генерируемых в атмосферный воздух с электрически активными молекулами водяного пара и частицами твёрдого и жидкого аэрозоля непосредственно в приземном слое.
Дж. Томсон, крупный английский физик, член Королевского общества, лауреат Нобелевской премии опубликовал в 1955 году книгу «Предвидимое будущее» [Tomson, 1955], где рассмотрел развитие некоторых наук в ближайшие 100 лет и последствия этого. В главе 5 «Метеорология», говоря о возможности воздействия на погоду и климат, он писал, что
«существуют «запальные действия», когда небольшое количество энергии возрастает и производит совершенно несоразмерный эффект, направляя другие, значительно более крупные источники энергии по каналам, в которые они в противном случае никогда не попали бы».
Механизм усиления атмосферой эффекта, малых воздействий рассматривается в работах [14, 16, 31] из которых можно заключить, что он многозвенный, то есть имеет несколько составляющих, таких как:
1. Воздействия потока ионов на скорость конденсации переохлаждённого водяного пара. Электрические заряды, поляризующие молекулы воды, обеспечивают повышение эффективности процесса конденсации, который протекает на достаточно большой высоте. Образовавшиеся кристаллики льда падают вниз и служат центрами кристаллизации уже в более плотных слоях атмосферы. Последствия перекачки влаги на кристаллы, и дальнейшее усиление конденсации обсуждаются в работе [20]:
«Эти кристаллы существенно влияют на ряд атмосферных характеристик, включая количество осадков и выделение латентного тепла, а в результате выделения тепла меняются индекс завихрённости и динамика тропосферы».
2. Стимулирование химико-физических реакций. Несмотря на наличие достаточно большого количества пыли и других твёрдых аэрозолей, например, частиц дыма, атмосфера всегда испытывает недостаток в веществах, способствующих конденсации и сублимации пара (в активных ядрах конденсации). В атмосфере они появляются как продукты химико-физических реакций. Однако для запуска этих реакций необходима ионизация атмосферного воздуха. В качестве примера можно указать на появление одного из них — долгоживущих тяжёлых ионов-кластеров гидроксония H3O+(H2O)n, которые являются очень активными ядрами конденсации и к тому же обладают свойствами катализаторов в реакциях образования других активных ядер — частиц гигроскопичных аэрозолей и микроскопического водного аэрозоля, таких, как например, NH4+(Н2O)n, NH4NO3 (H O)n и NH4Cl (HO)n. Эффект катализа может достигать большой величины — порядка 10-ти раз.
3. Изменение электрического потенциала межу ионосферой и землёй, которое вызывает усиление поляризационного разделения зарядов в атмосфере. При этом на каплях переохлаждённой воды аккумулируется положительный заряд, стимулирующий образование кристаллов.
4. Изменение электропроводности атмосферного воздуха, в результате чего изменяется величина вертикального тока «поверхность земли — ионосфера».
Все перечисленные составляющие в той или иной степени обеспечивают высвобождение скрытой теплоты переохлаждённого водяного пара в атмосфере.
Не проводя анализа доминирующей роли одного из механизмов усиления эффекта малых воздействий, рассмотрим лишь их комплексное влияние. Важно то, что научные изыскания последних лет подтверждают реальность существования механизмов, обеспечивающих высокий коэффициент усиления слабого воздействия. При этом нельзя не согласиться с выводами авторов цитируемых работ о проблематичности создания математической модели, устанавливающей взаимосвязь ионизации атмосферного воздуха с процессом высвобождения скрытой энергии.
Первые обнадёживающие работы по электрическим воздействиям на атмосферную среду были проведены в СССР в 1938—1940 годах в Ленинградском институте экспериментальной метеорологии в опытах по рассеиванию тумана.
Более масштабные эксперименты по применению ионизации атмосферного воздуха в целях проведения активных воздействий были осуществлены в 60-е годы минувшего столетия известным американским исследователем Ваннегатом, который пытался увеличить количество атмосферных осадков путём перезарядки облачных капель, приводящей к коагуляции [21].
В России в 90-е годы минувшего столетия была создана и запатентована технология «Атлант», которая впервые была применена для рассеивания туманов. Конструктивно установка состоит из излучающей системы, электронного силового блока и измерительного комплекса метеорологических параметров.
Излучающая система представляет собой конструкцию модульного типа, изображённую на Рис.1. Каждый модуль является отдельным сетчатым полым коронирующим электродом, излучающим ионы. (Патенты РФ №№ 2 144 760 и 2 161 881).
В 1993 году с помощью этой установки получен первый опыт инициирования струйных течений (СТ) [8], а в 1999 году проведены работы по инициированию и обнаружению внутренних гравитационных волн (ВГВ) с использованием мюонного годоскопа, разработанного в МИФИ [25]. СТ и ВГВ являются мощными погодоформирующими атмосферными явлениями [26−28], и полученная возможность их инициирования даёт основания считать что разработка электрического способа коррекции погодных условий состоялась уже в то время.
«Тропосферное струйное течение — перенос воздуха в виде узкого течения с большими скоростями в верхней тропосфере и нижней стратосфере, с осью вблизи тропопаузы; в полярных широтах — также и на более низких уровнях. Длина С. Т. порядка тысяч километров, ширина порядка сотен километров, вертикальная мощность порядка нескольких километров. Максимальные скорости ветра на оси могут достигать 50 и 100 м/с; условно принимается за нижний предел 30 м/с. Сдвиг ветра в области С. Т. около 5—10 м/с на 1 км по вертикали и 10 м/с и более на 100 км в горизонтальном направлении. Имеются также и стратосферные струйные течения, до высот порядка 60 км (см. струйное течение на краю полярной ночи, экваториальное струйное течение, летнее стратосферное струйное течение). … Над каждым полушарием всегда можно найти несколько тропосферных С. Т., не огибающих Землю непрерывно, в общем направленных с запада на восток. Однако ориентировка их может сильно отличаться от зональной; они могут значительна перемещаться по широте, сливаться, раздваиваться и пр. … В С. Т. сконцентрирована максимальная кинетическая энергия атмосферы».
К настоящему времени технология апробирована в нескольких регионах России и в ряде зарубежных стран с различными климатическими условиями.
Результаты испытаний доложены на научных семинарах в нескольких научных учреждениях, в том числе в Физическом Институте РАН (ФИАН), в МГУ и СП (б)ГУ. Очень важно отметить, что в институте экспериментальной метеорологии (ИЭМ) ФБГУ НПО «Тайфун» сделано пять докладов и по каждому из них достигалось согласие о проведении совместных исследований. В связи с публикацией статьи «По согласию сторон» [32], касающейся отношения НПО «Тайфун» к разработке электрического метода активных воздействий, следует отметить, что сотрудничество с этой и другими организациями Росгидромета мы продолжаем считать необходимым условием совершенствования и внедрения в практику разработки и по-прежнему надеемся на выполнение достигнутых соглашений.
Широкий спектр технологических возможностей установки, как показывают натурные эксперименты, позволяет осуществлять:
1. Рассеивание туманов и низкой слоистой облачности.
2. Пресечение избыточных осадков.
3. Вызывание осадков, в том числе в условиях засухи.
4. Ликвидацию пожароопасных ситуаций.
5. Ликвидацию смогов в городах и промышленных центрах.
6. Защиту от пылевых бурь.
7. Санацию воздуха в условиях техногенных катастроф.
8. Защиту сельхозугодий от заморозков и т.д.
Публикация результатов испытаний технологии «Атлант» вызвала интерес со стороны ряда российских и зарубежных фирм. В России в силу кажущейся простоты технического оборудования способ получил распространение и сейчас в России насчитывается более десяти групп, которые самостоятельно, полулегально занимаются коррекцией погоды, с использованием технологического оборудовании, аналогичного «Атланту». Однако из-за отсутствия специалистов необходимого уровня и должного опыта, работы зачастую носят ремесленнический характер и заканчиваются неудачей. Негативным последствием этого является дискредитация способа в глазах научной и деловой общественности.
Особо следует отметить, что технология «Атлант» предусматривает создание системы, состоящей из нескольких разнесённых по площади и отстоящих друг от друга на десятки километров установок, генерирующих ионы. Это даёт возможность более целенаправленно и оперативно управлять воздушными потоками на больших территориях синоптического масштаба при возникновении аномальных условий или катастрофических явлений. Из этого следует, что в идеале система коррекции погоды должна быть межгосударственной.
 Статьи /
 758 /
 Искандер-ака
|
| Всего комментариев: 0 | |
