Файл: Мучник, В. М. Физика грозы.pdf

Механизм действия грубодисперсных аэрозолей на мощные ку­ чевые и кучево-дождевые облака заключается в следующем. При сбрасывании в вершину облака аэрозолей происходит их смачи­ вание и быстрый рост вследствие коагуляции с облачными ка­ пельками. При падении крупные капли увлекают за собой воздух, в результате чего в вершину начинает поступать более холодный воздух, что приводит к уменьшению скорости восходящего тока. Ослабление восходящего тока и особенно образование нисходящих токов приводят к опусканию капель, которые ранее были уравно­ вешены восходящим током. Вследствие этого произойдет дальней­ шее ослабление восходящих токов и т. д., вплоть до разрушения конвекции и рассеяния облака.

То, что воздействие грубодисперсными аэрозолями в конечном

•счете является воздействием на систему восходящих токов в кон­ вективных облаках, подтверждается следующим обстоятельством: при воздействии на слоистые облака, для существования которых не требуются интенсивные восходящие токи, пли на туманы поло­ жительный эффект не наблюдается. В то же время воздействия порошкообразным СиО на мощные кучевые облака с вертикальной мощностью до 5 км, в которых существуют сравнительно интен­ сивные восходящие токи, оказались успешными. Частицы СиО имели размеры от 50 до 100 мкм, и их плотность была примерно в 2 раза больше плотности цемента. Оказалось, что для достижения положительного эффекта воздействия этим реагентом достаточно расходовать значительно меньше 1 кг на 1 км3 облака. Так, в 40 из 65 опытов, в которых был зафиксирован положительный эф­ фект, расход реагента СиО составлял от 0,2 до 0,4 кг на 1 км3 об­ лака. Таким образом, эти эксперименты подтвердили, что порошко­ образные реагенты действуют именно на конвективные облака, нарушая систему восходящих токов воздуха, которая им свой­ ственна. По мнению авторов [305], из опытов с мощными куче­ выми облаками следует, что для их рассеяния достаточно вызвать

•сравнительно слабый импульс нисходящих токов, который разви­ вается и охватывает все облако.

И. И. Гайворонский и др. [27, 305] приводят сведения о 68 опы­ тах по воздействиям в основном на развивающиеся внутримассо­ вые и фронтальные грозовые облака, а также на индивидуальные облака СЬ саіѵ. и СЬ cap. У большей части облаков вершины на­ ходились на высотах от 6,5 до 12 км, а температура окружающего воздуха на этих уровнях составляла от —20 до —53° С. Засев про­ изводился в наиболее развитые облака среди наблюдаемых. Для засева использовались порошки цемента и белой глины (гумбрин) высокой дисперсности, с удельной поверхностью 400 м2/кг. Размеры частиц от 5 до 50 мкм. В облака сбрасывалось от 8 до 56 кг реа­ гента в зависимости от их вертикальной мощности. Сбрасывание реагента производилось в те части кучево-дождевых облаков, ко­ торые имели признаки наличия жидкой фазы. Обычно это были части облака, находящиеся под наковальней, или вершины разви­ вающихся ячеек, прорывающиеся через наковальню. Авторы счи­

314

тают, что в 66 из 68 случаев воздействий был получен положи­ тельный эффект, заключающийся в прекращении роста облака,, диссипации вершины и расслоении капельно-жидкой части. Обычно разрушение облаков происходило в течение 10—30 мин. При этом

В табл. 57 приведены данные 19 успешно выполненных опы­ тов в Алазанской долине (Грузинская ССР). Эти данные авторы сопоставляли с данными естественного развития контрольных обла­ ков, обнаруженных вблизи. Была отмечена высокая эффективность порошкообразных реагентов для разрушения кучево-дождевых (грозовых) облаков, даже если их вершины росли со скоростью до 10 м/с. Сопоставление результатов воздействия порошкообраз­

чем второй. Радиолокационные наблюдения за крупнокапельными зонами до и после воздействий обнаружили большую эффективность воздействий, так как после них зоны разрушались.

Остается, однако, пожалеть, что опыты, выполненные И. И. Гай­ воронским и др. [305], не сопровождались прямыми наблюдениями за электрическим полем грозовых облаков и частотой разрядов, ко­ торые характеризуют грозовую деятельность. По-видимому, только такие наблюдения могут быть безусловно доказательными, и на их основании можно оценить эффективность воздействия на грозу. Действительно, при анализе данных табл. 57, сколь инте­ ресными они ни являются, возникают некоторые сомнения, кото­ рые желательно было бы устранить. Так, время диссипации ку­ чево-дождевых облаков, согласно этой таблице, составляет в сред­ нем 18 мин, тогда как среднее время естественного разрушения очагов около 11 мин (М. Л. Маркович и др. [113], Т. Н. Заболоц­ кая и В. М. Мучник [49]). Таким образом, можно предположить, что в ряде случаев, приведенных в таблице, диссипация происхо­ дила не за счет воздействия, а в результате естественного хода развития кучево-дождевых облаков.

В заключение заметим, что существуют успешные попытки оп­ ределить результаты воздействия порошками на электрические ха­ рактеристики теплых конвективных облаков (Н. В. Красногор­ ская [94]). В опытах, описанных Красногорской, один самолет за­ севал облака реагентом, а второй измерял объемный заряд. Было получено, что при засеве теплых конвективных облаков сыпучими веществами их объемный заряд уменьшается. Таким образом, ре­ зультаты данных опытов в какой-то степени подтверждают пред­ ставления И. И. Гайворонского о влиянии засева порошком куче­ во-дождевых облаков на их электрическую активность.

Можно показать, что не только воздействия, в результате ко­

315

полагает, что «всякое воздействие, приводящее к уменьшению вероятности образования града в конвективных облаках, меры, предупреждающие его образование, вместе с тем являются воздей­ ствием на грозовую деятельность». Такого же мнения придержи­ ваются И. М. Имянитов и В. Я- Никандров [71]. Они считают, что «все методы воздействия, приводящие к уменьшению размеров ча­ стиц выпадающих осадков, рассеиванию облаков, будут однозначно вести к уменьшению зарядов, накопленных в облаке, и к уменьше­ нию грозовой опасности». Основанием для подобного рода утверж­ дений служит нижеследующее.

Многочисленные наблюдения на горных станциях и с самоле­ тов дают основание считать, что грозы возникают только в том случае, если в кучево-дождевых облаках образуется крупа или град. Только при процессах роста крупы или града происходит образование и разделение электрических зарядов, достаточных для возникновения электрических разрядов. Так как механизм воз­ действия на град по современным воззрениям заключается в том, что при введении в облака большого числа эффективных ядер кристаллизации происходит одновременный рост большого коли­ чества гидрометеоров, последние не могут вырасти до размеров крупного града на высотах. Образуются гидрометеоры сравни­ тельно малых размеров, которые успевают растаять до выпадения на землю. Уменьшение размеров гидрометеоров приводит к умень­ шению генерации и скорости разделения зарядов в облаках и в ко­ нечном счете к уменьшению, а то и к полному прекращению гро­ зовой деятельности. Необходимо также отметить, что введение кри­ сталлизующих реагентов в переохлажденную капельно-жидкую часть облака приводит к образованию многочисленных ледяных кристаллов, которые сами по себе могут служить разрядниками электрического поля.

Интересно отметить, что в некоторых случаях при воздейст­ виях твердой углекислотой на переохлажденные мощные кучевые облака наблюдается тенденция к уменьшению напряженности электрического поля (И. М. Имянитов и А. П. Чуваев [75], И. М. Имянитов и В. Я- Никандров [71], Н. В. Красногорская [94]). Так, при рассмотрении опытов по воздействиям на конвективные облака, сопровождающихся измерениями электрического поля, было обнаружено, что если в результате воздействия облака имели тенденцию к рассеиванию, то в них всегда наблюдалось уменьшение напряженности поля. К сожалению, перечисленные авторы не при­ вели никаких сведений о виде и стадии развития конвективных облаков, подвергнутых воздействиям.

Определенное подтверждение высказанных выше соображений можно найти в [150]. Статистический анализ результатов воздейст­ вий на грозовые облака йодистым серебром по проекту «Скайфаер» показал, что вероятность разрядов на землю при воздействиях

318