Как разгоняют облака цемент
Дожди по заказу: как работает пиропатрон для вызова осадков
Ростех в этом году поставит около 2,6 тыс. специальных патронов для вызова дождя. Этим летом осадки, вызванные искусственным способом, уже оказали серьезную помощь при тушении крупных лесных пожаров в Иркутской области и Красноярском крае.
О том, как научились вызывать дожди по заказу, зачем «стреляют» в облака и сколько килотонн воды в одной тучке – в нашем материале.
Первые «делатели» дождя
Исследования в области так называемого активного воздействия на климатическую среду велись еще с 1930-х годов. В середине прошлого столетия эта тема стала центральной не только в научных кругах. В одном из самых популярных романов того времени – «Колыбель для кошки» Курта Воннегута – главный герой Феликс Хонникер создает таинственное и опасное вещество под названием «лёд-9». Один кристаллик привел к гибели всей Земли – вода, даже в атмосфере, начала кристаллизоваться и затвердевать уже при положительной температуре.
У доктора Хонникера есть реальный прототип – старший брат писателя Бернард Воннегут, известный химик и метеоролог. В ноябре 1946 года он открыл эффект действия йодида серебра в кристаллизации воды, который был использован для вызова искусственного дождя или снега.
Бернард Воннегут изготавливает йодисто-серебряную взвесь, 1949 г.
Бернард Воннегут был не единственным ученым-первооткрывателем в данной области. Одновременно с ним, в ноябре 1946 года, другой американский исследователь – физик Винсент Шефер – экспериментировал с облаками. Аналогичного эффекта он добился с помощью сухого льда, а не йодистого серебра. Шеферу первому удалось вынести эксперимент за рамки лаборатории: шесть фунтов сухого льда распылили с самолета над облаком, и на глазах изумленной публики пошел снег.
Спустя пару месяцев, в январе 1947 года, Бернард Воннегут выпустил йодид серебра из генератора на вершине горы Вашингтон и вызвал снежный шквал… и небывалый ажиотаж. Вскоре в США появилась даже профессия «рейнмейкеры» – «делатели дождя». Каждая из таких компаний в своем районе создавала сеть генераторов аэрозоля йодистого серебра, которые дымили на облака. Некоторые штаты даже пытались юридически регулировать эту деятельность, издав закон «о воровстве облаков». Так многолетние теоретические исследования в области воздействия человека на атмосферные процессы получили первое практическое воплощение.
Большие планы на дождь
Кстати, на протяжении многих лет СССР в этой сфере шел впереди планеты всей, руководствуясь по большей части хозяйственными целями. С помощью искусственных дождей предполагалось не только тушить пожары, метод нашел применение и для орошения полей в засушливое время года, и покрытия их снегом в малоснежную зиму.
В нашей стране были проведены широкие экспериментальные исследования для получения дождей из зимних облаков и из летних облаков, не достигающих стадии дождя. Для этого в 1958 году был организован специальный метеорологический полигон с контрольной площадкой размером 50 на 75 км и сетью дождемеров и снегомеров.
Рассеивание реагентов с земли и воздуха
В 1960-х годах начались первые практические работы по воздействию на погоду. Наиболее активно развивались технологии искусственного уменьшения осадков. Например, в дни парадов и демонстраций организовывались работы по улучшению погоды. Для этого нужно было сделать так, чтобы «предназначенные» столице облака пролились дождем еще на подступах к Москве.
В те годы строились большие планы на искусственные дожди. В частности, рассматривался проект восстановления Аральского моря за счет увеличения уровня осадков в горах, откуда берут начало реки Сырдарья и Амударья. Но с распадом СССР научно-исследовательские работы по данному направлению сократились.
Правда, как выяснилось, отечественные технологии в этой сфере вызвали интерес за рубежом. К примеру, работы по увеличению осадков проводились в Иране. Наши эксперты также передавали опыт китайским коллегам накануне пекинской Олимпиады-2008.
Сегодня именно в Китае действует самый масштабный в мире проект по созданию искусственных дождей. Китайская аэрокосмическая научно-техническая корпорация установила в предгорье Тибета на высоте пяти километров над уровнем моря систему устройств, которые выпускают в воздух частички йодида серебра. Предполагается, что ежегодно ожидаемые 10 млрд тонн осадков поднимут уровень воды в реках, в результате чего удастся оросить 1,6 млн квадратных километров посевных полей. Впрочем, как отмечают эксперты, при всей масштабности проекта, используемая технология совсем не нова и известна еще со времен Воннегута.
Как облака превращаются в килотонны воды
Что же происходит с облаком под воздействием йодистого серебра и как оно внезапно может разразиться ливнем?
Для понимания этого процесса, прежде всего, следует вспомнить такое понятие, как фазовая неустойчивость облачной воды – присутствие в облаках, находящихся выше нулевой изотермы (высота, где атмосфера «переходит» через температуру в 0 °С), мелких капелек влаги. Они продолжают оставаться в жидком состоянии, несмотря на отрицательную температуру (до –40 °С) окружающего воздуха.
При этом, как известно, все осадки в облачных высотах зарождаются в виде твердых частиц льда или снега. Поэтому, чтобы вызвать дождь, требуется заставить эту воду кристаллизоваться, что можно сделать искусственно, так сказать, «обмануть» облако. Добиться этого можно двумя способами: либо резко охладить облако, принудив капельки влаги к самопроизвольной кристаллизации (для этого применяются хладагенты), либо внести в него специальные реагенты, формирующие кристаллы (например, йодистое серебро).
Самыми популярными хладагентами уже многие десятилетия остаются сухой лед, с которым экспериментировал еще вышеупомянутый Винсент Шеффер, и жидкий азот. Но при всех своих плюсах хладагенты имеют ряд недостатков, поэтому йодистое серебро получило большую популярность. Кристаллы этого вещества практически изоморфны кристаллам льда и прекрасно выполняют функцию кристаллизации для воды и пара. Как раз это и показал впервые на практике Бернард Воннегут.
Если в облаке распылить мельчайшие частицы йодистого серебра, на них сразу же начнут формироваться снежинки. Один грамм йодистого серебра дает начало для 10 13 льдинок. Нескольких граммов этого вещества достаточно, чтобы из среднего размера облака вылилось 10 тыс. тонн воды. Чтобы доставить на пожар такое количество воды, потребовалось бы более 830 противопожарных самолетов Бе-200.
Кстати, такие реагенты, формирующие кристаллы из переохлажденной жидкости, могут как вызывать осадки, так и задерживать их. Если переборщить с ними, то из-за слишком активной кристаллизации осадкообразование будет замедлено. Так что с помощью йодистого серебра можно не только заставить облако пролиться дождем, но и, напротив, отложить дождь на потом.
«Если льет как из ведра, значит в облаке – дыра»
Для каждого из типов реагентов существует своя технология диспергирования, или, проще говоря, «засева». За рубежом чаще применялись схемы воздействия на облака с помощью наземных генераторов, у нас в стране была разработана и успешно применена методика непосредственного «засева» облаков – с помощью самолетов. Она имеет большие преимущества, в первую очередь, возможность целенаправленного воздействия со строго определенным дозированием реагентов. В одном облаке может содержаться несколько десятков килотонн воды, поэтому очень важно, чтобы выпадение осадков происходило именно в том месте, где это необходимо. Сегодня отечественные специалисты научились управлять этим процессом.
Для «засева» облачности сухим льдом над облаками рассеивают гранулы сухого льда размерами до 2 см. Для кристаллизации облачной воды жидким азотом применяются жидкоазотные самолетные генераторы. За бортом самолета устанавливается специальный распылитель, который выводит жидкий азот в атмосферу, создавая шлейф охлажденного до –90 °С воздуха. Облачная влага, попадая в него, в тот же миг кристаллизуется.
Для вызова дождей с помощью йодистого серебра используются специальные пиропатроны. В России для искусственного вызывания осадков используется самолет Ан-26 «Циклон». По сути, это обычный транспортный самолет, но по бокам фюзеляжа установлены устройства для отстрела пиропатронов с йодистым серебром. «Выстрелы» производятся на высоте около пяти километров над землей. Пиропатрон массой 75-80 граммов сгорает примерно за 40 секунд, выделяя продукты горения йодистого серебра. В течение 30 минут начинается формирование дождевого фронта.
Самолет Ан-26 «Циклон». Фото: Дмитрий Терехов
Такие пиропатроны в России выпускаются в «НИИ прикладной химии», входящем в состав Госкорпорации Ростех. В прошлом году Ростех поставил «Авиалесоохране» порядка 2 тыс. пиропатронов ПВ-26М. В текущем году планируемый объем поставок – 2,6 тыс. штук. Этим летом осадки, вызванные искусственным способом, уже оказали серьезную помощь в ликвидации крупных лесных пожаров в Забайкальском и Красноярском краях.
Плата за солнце
9 Мая в Москве всегда бывает хорошая погода. Ежегодно столичные власти тратят миллионы рублей для того, чтобы День Победы не омрачался тучами или дождем. В этом году, по данным заммэра по вопросам ЖКХ Петра Бирюкова, на разгон облаков выделено 430 миллионов рублей. Как сообщил главком ВВС генерал-полковник Виктор Бондарев, десять самолетов уже готовы к выполнению этой задачи.
МОСЛЕНТА выяснила, насколько метеозащита влияет на экологию города и здоровье горожан.
Российская служба по разгону облаков считается одной из лучших в мире. Первые попытки улучшения погоды при помощи специальных реактивных самолетов Ту-16 «Циклон» совершались советскими метеорологами еще в 1970-е годы. Однако по-настоящему широко эта технология стала применяться в городе при бывшем мэре Москвы Юрии Лужкове. В 1995 году в преддверии масштабного празднования 50-летия Победы облака разгоняли в столице впервые. С тех пор погоду улучшают минимум дважды в год — 9 Мая и в День Города.
В 2011 году на разгон облаков перед 9 мая было выделено около 150 миллионов рублей, в 2012 году — 192 миллиона, в 2013 году — менее 180 миллионов, в 2014 году — чуть более 180 миллионов, в 2015 — 430 миллионов рублей.
В 2009 году Лужков даже предложил разгонять снежные облака зимой, чтобы ограничить количество снега в городе. Однако эта идея не была реализована.
В настоящее время за улучшение погоды в Москве отвечает специальный отдел активных воздействий Росгидромета. Для разгона туч используются реагенты на основе йодистого серебра, сухого льда и цементной пыли.
«Сам механизм физико-химического воздействия основан на вбросе неких аэрозолей, которые являются конденсатом водяного пара. Благодаря этим безвредным веществам происходит искусственное удаление пара из облака в виде капель», — пояснил МОСЛЕНТЕ сотрудник отдела физики высоких слоев атмосферы центральной аэрологической обсерватории Росгидромета Владимир Юшков.
По его словам, этот процесс совершенно не влияет на самочувствие людей, «поскольку при разгоне облаков оказывается воздействие только на циркуляцию воздуха, а атмосферное давление при этом никак не меняется».
Россия. Московская область. 8 мая 2012. Самолет ВВС РФ во время взлета с реагентами на борту, предназначенными для разгона облаков в целях обеспечения благоприятных погодных условий в столице во время празднования Дня Победы.
Валерий Шарифулин / ТАСС
Как признал сопредседатель Союза общественных экологических организаций Андрей Фролов, «вреда для здоровья людей или экологии в разгоне облаков действительно никакого нет». Вместе с тем, обеспокоенность эколога вызывает дороговизна этой технологии. «В каждом конкретном случае необходимо внимательнее относиться к тому, стоит ли тратить такие деньги на солнечную погоду, или лучше их направить на улучшение непростой экологической ситуации в городе», — уверен эксперт.
Так, по данным открытых источников, в 2011 году на разгон облаков перед 9 Мая было выделено около 150 миллионов рублей, в 2012 году — 192 миллиона, в 2013 году — менее 180 миллионов, в 2014 году — чуть более 180 миллионов. В этом году город готов потратить на это рекордные 430 миллионов рублей.
Как пояснил Юшков, дороговизна разгона облаков связана с использованием авиации. Воздушных судов должно быть несколько. В департаменте ЖКХ сообщили, что в этом году будут задействованы самолеты Ан (модели 26, 28,30, 32 и 72), Су-30, Ил-18 и М-101.
Вместе с тем основное беспокойство горожан вызывают не столько вред или дороговизна этой технологии, сколько дожди, которые, как правило, идут во время разгона туч в Подмосковье, а иногда и в некоторых районах города. «Выпадение осадков на территориях в 50-150 километрах от Москвы неминуемо, когда разгоняют облака. Понятно, что это не нравится горожанам, уезжающим от праздничной городской суеты на дачу в теплые майские деньки», — отметил Фролов.
По данным метеорологов, избежать разгона облаков в этом году вряд ли удастся. Как сообщил ранее МОСЛЕНТЕ ведущий специалист центра погоды «Фобос» Евгений Тишковец, к субботе, 9 мая, погода постепенно испортится, вернутся облачность и дожди.
«Реальную эффективность разгона облаков никто доказать не может»
Московские власти спустят 86 миллионов рублей на ветер
Власти Москвы разгонят облака на 86 млн руб. Деньги выделены из бюджета столицы для метеозащиты города 1 мая. Об этом говорится на официальном портале госзакупок. Для разгона облаков в Москве необходимо несколько десятков самолетов, сообщил сотрудник Гидрометцентра России Александр Голубев. А сам принцип этой процедуры очень прост, добавил эксперт.
Фото: Александр Щербак, Коммерсантъ / купить фото
«Необходимо, чтобы самолет вылетел навстречу облакам до того, как они придут в Москву, по расчетам, это порядка 100-150 км. И самолет на подходе к Москве входит в эти облака или над ними рассеивает специальные вещества — раньше было йодистое серебро, но оно достаточно дорогое, либо цемент рассыпается. Все это, конечно, рассеивается на достаточно большой высоте, существенного экологического вреда здесь нет. Зачем это делается: чтобы создать в облаке ядра дополнительной конденсации, на них оседает вода, содержащаяся в облаках, и под действием силы тяжести капелька постепенно укрупняется, потому что в облаке влажно, и попадает на землю», — рассказал «Коммерсантъ FM» Голубев.
В прошлом году московские власти не разгоняли облака на 1 мая. Однако специалисты пытались улучшить погоду на 9 и 24 мая — в День славянской письменности и культуры, а также 12 июня и в День города. В общей сложности из бюджета было выделено 430 млн руб. Даже 86 млн руб. в этом году совершенно неоправданная трата, считает руководитель юридической компании Urvista Алексей Петропольский.
«Реальная эффективность разгона облаков, то, как это происходит, и вообще происходит ли это по факту, никто доказать не может. Что он там выбросил — муку или реальный порошок — никто вам никогда не скажет. Не любые облака можно разогнать, а деньги выделяются. Компании, которые выигрывают такие тендеры, практически все аффилированные, но дело даже не в их аффилированности, а в том, что их по пальцам перечислить можно. Требуются определенные лицензии, авиапарк, по сути, это обычное отмывание денег, если брать лужковские времена, там миллиарды тратились. Понятно, бюджет снижается каждый год, но он до сих пор остается», — сообщил Петропольский.
В сентябре прошлого года мэру Москвы Сергею Собянину предложили запретить разгонять облака по праздникам. Обращение направила член комитета Госдумы по охране здоровья, единоросс Разиет Натхо. Она просила провести экспертизу реагентов, которые используют для разгона облаков, и выяснить, как они влияют на граждан. Использование реагентов для разгона туч может нести вред здоровью и нарушать экологический баланс в городе, отметил член думского комитета по охране здоровья Василий Максимов.
«Понятно только одно: с чисто врачебной точки зрения, любой химический реагент может оказывать влияние и на формирование каких-то аллергических реакций и на нарушение каких-то дыхательных функций. С этим вообще нужно очень осторожно, прежде чем предпринимать такие масштабные мероприятия, которые будут воздействовать на огромное количество людей, нужно проводить какие-то исследования. И мы попробуем инициировать подобные исследования», — отметил Максимов.
В этом году на 1 мая приходится не только праздник весны и труда, но и Пасха у православных россиян.
Разгон облаков: самолет, ведро, лопата
Именно на таком самолете, АН-26, пилот Акименков разгонял облака
Зачерпнув полную лопату реагентов, дядя Вася, ухмыльнувшись, выбрасывает их прямо в клубящуюся под его ногами облачность.
Несколько мгновений и химических реакций спустя на подмосковные леса льет веселый майский дождик. А столпившиеся на Красной площади российские лидеры и тысячи москвичей и гостей столицы под лучами солнца празднуют день Победы.
Сидя в комнате, сплошь уставленной моделями самолетов, летчик-испытатель Александр Акименков вспоминает, как он гонялся за облаками, их рассеивал и «выдаивал», по его словам, практически по всему миру – в том числе и на подступах к Москве.
«В грузовом отсеке или было специальное устройство, которое выбрасывало азотно-кислое серебро, цемент или сухой лед определенными порциями, или же просто открывался люк и дядя Вася с лопатой выбрасывал туда это вещество, опыляя таким образом облака», — рассказывает Акименков, прихлебывая чай.
В России власти «регулируют» погоду уже много лет – с советских времен обеспечивая солнце в Москве на День Победы, День города и теперь еще и День России.
Кроме того, частные компании уверяют, что за какие-нибудь 200 тыс. рублей (6 тыс. долларов) в час они могут разогнать тучи даже в день вашей свадьбы.
И когда мэр Москвы Юрий Лужков предложил в конце прошлого года рассеивать над столицей не дождевые, а зимние облака — с тем, чтобы сэкономить на уборке снега – Акименков отнесся к этой идее с одобрением. В отличие от международного сообщества, которое отреагировало на предложение мэра с определенной долей скепсиса.
Совершенно реально?
Яблоков считает, что разгон туч не причиняет экологии особого вреда (фото Ю. Котляренко-Шухман)
Но, по словам начальника управления геофизического мониторинга и активных воздействий Росгидромета Валерия Стасенко, слова Лужкова – не пустые фантазии. Они основаны на реальных фактах, и именно поэтому работы в этом направлении вот уже несколько месяцев ведутся в Центральной аэрологической лаборатории.
«В начале 80-х годов, еще в советские времена, существовала специальная служба, которая занималась уменьшением снежных осадков над Москвой. Это делалось с помощью 8-10 самолетов, которые были оборудованы средствами активного воздействия», — объяснил Стасенко.
«Они искали самую облачность, в которой сосредоточены наиболее интенсивные осадки и вносили туда кристаллизующие реагенты. Водяной пар концентрировался на кристаллах льда и мы заставляли снег выпадать до Москвы», — добавил он.
По словам Стасенко, эти работы давали уменьшение количества снега в столице на 20, 30, а иногда на 40%.
Потом пришел бурный период перестройки, а с ним финансовые трудности — и службу свернули.
Протест экологов
Теперь же, когда московские власти вновь заговорили о разгоне снежных облаков, упомянув при этом, что несмотря на затраты в 180 млн рублей (6 млн долларов), подобный проект поможет сэкономить около 300 млн рублей (свыше 10 млн долларов) на уборке снега, взбудоражились и российские экологи.
Многие из них считают, что технологии и реагенты, которые применяются при рассеивании туч, не причиняют особого вреда окружающей среде и не нарушают природный баланс, так как период активного воздействия очень короткий.
Однако, по словам Алексея Яблокова, одного из ведущих экологов страны, рассеивание снежных облаков над Москвой будет означать миллионы дополнительных тонн снега, которые обрушатся на Подмосковье и прилегающие области – что может привести к хаосу на дорогах и даже к обрушению крыш и мостов.
Кроме того, недостаток снега создаст проблемы и в самой столице.
«В Москве снег нужен для чего? При сильных морозах деревья не вымерзают потому, что почва покрыта снегом. Если почва не будет укрыта снегом, огромная часть растительности — деревьев, кустарников – погибнет», — говорит Яблоков.
«Кроме того, снег эффективным образом концентрирует загрязнение и очищает атмосферу. Если снег не очистит атмосферу в Москве, то это дополнительные десятки, а может, пара сотен смертей», — полагает ученый.
С помощью разгона облаков Лужков планирует сэкономить миллионы рублей на уборке снега
Но Валерий Стасенко из Росгидромета называет эти опасения безосновательными.
«Глупо говорить, что снега в Москве не будет, ну, не так это. Есть какие-то пределы, 4-5 см снега, когда это нормально, но есть какой-то пороговый уровень, когда останавливается все движение», — говорит Стасенко, подчеркивая, что количество снега при рассеивании облаков будет контролироваться с целью достижения именно этого максимально безопасного уровня.
Стасенко объяснил, что за зиму в месяц на Москву обрушиваются три-четыре средиземноморских циклона, которые и приносят с собой существенные снегопады. Таким образом, самолеты будут заниматься «разгоном» облачности лишь несколько дней в месяц — а это гораздо меньше работы, чем при использовании снегоочистительной техники, работающей практически каждый зимний день.
И хотя в этом году зима подошла к концу, и снег на дорогах скоро и так растает, Стасенко выразил уверенность, что в ближайшем будущем власти все же займутся разгоном снежных облаков. Именно поэтому ученые Центральной аэрологической лаборатории Росгидромета уже несколько месяцев проводят эксперименты, стараясь разработать новые, более эффективные методы «разгона» снежной облачности.
Опасность жидких реагентов
Однако ведущий специалист-климатолог Нина Зайцева из отделения наук о Земле Российской академии наук скептически отнеслась как к новым разработкам, так и к возможностям государства успешно рассеивать снежные облака. Зачастую, отметила она, даже солнце в День Победы или в День города – это в какой-то мере совпадение.
«Я считаю, что разгонять снежные облака — это профанация. Ведь на чем основано воздействие – на реакции реагента, который заносится в облако, и капли, — объяснила Зайцева. — Даже несведущему человеку понятно, что сухой реагент с сухими ледяными частицами практически не взаимодействует».
«Не знаю, может, они предполагают распылять какую-то жидкость – но вот в этом случае вопрос экологии должен стать в первую очередь», — подчеркнула климатолог, объяснив, что распыление жидких химикатов может нанести вред как окружающей среде, так и здоровью людей, на которых выпадут «опыленные» осадки.
Независимо от решения московских властей относительно рассеивания снежных облаков, Россия остается одной из немногих стран, где регулирование погоды означает нечто большее, чем использование противоградовых пушек и борьба с засухой.
Так что, если вы задумали сыграть свадьбу в России — будьте уверены, что найдутся люди, которые обеспечат вам солнышко, несмотря на любые прогнозы.
