Облака над Москвой в случае дождливой погоды разгоняют три раза в год: в День Победы (9 мая), в День России (12 июня) и в День города (первая суббота сентября). В праздничный день в 4:00 в небо поднимается воздушная разведка, которая выясняет метеорологическую обстановку. Если на столицу идут грозовые тучи, то на их разгон с одного из подмосковных аэропортов поднимаются самолёты с баллонами, наполненными реагентами. Их подключают к генераторам мелкодисперсионных частиц, которые через трубку-распылитель под высоким давлением выбрасывают на облака струю воздуха с реагентами, температура реагентов составляет −90°C. После этого в этом районе практически сразу выпадают обильные осадки.
Для чего нужны реагенты?
Микрочастицы распылённого реагента выступают как центры кристаллизации — на них намерзают капельки воды, из которых состоит облако, и когда такой кристалл становится достаточно тяжёлым, он падает вниз, превращаясь на подлёте к земле в воду. В результате над районом, где распыляют реагенты, практически сразу начинает лить сильный дождь, а до места празднования тучи уже не доходят.
Какие самолёты участвуют в разгоне облаков?
Для обеспечения безоблачного неба в день проведения праздничных мероприятий в Москве используют транспортные самолёты — Ил-18, Ан-12, Ан-26, Ан-28, Ан-30, Ан-32, Ан-72, Су-30 и М-101 «Гжель».
Какие реагенты используют для разгона облаков?
В зависимости от типа облачности применяют жидкий азот, сухой лед, гранулированную углекислоту и спеццемент. Для нижнего облачного слоя применяют сухой лед, против слоисто-дождевой облачности — жидкий азот, а йодистым серебром разгоняют наиболее мощные дождевые облака.
Жидкий азот неэффективен при температуре окружающей среды выше −0,5°С. Для таких случаев, а также для кучевых облаков применяют спеццемент.
Безопасны ли распыляемые реагенты?
По словам специалистов, все применяемые для этой цели реагенты безвредны.
Хорошая, солнечная погода в последние годы непременно сопровождает все крупные столичные праздники. Теперь погоду можно "заказать". Тучи легко разгоняют и неблагоприятные метеоусловия не портят праздник. Сегодня, 8 мая к формированию погоды над Москвой приступила авиация : На подмосковных аэродромах Раменское и Чкаловский специалисты ВВС России и Агентства атмосферных технологий Росгидромета приступили к загрузке самолетов реагентами.
Первые попытки делать хорошую погоду предпринимались еще в Советском Союзе, и на сегодняшний день российская служба по разгону облаков считается лучшей в мире. Другие страны пока лишь берут на вооружение наш опыт.
Методика создания благоприятных условий погоды начала масштабно применяться с 1995 года. Ранним утром воздушная разведка уточняет обстановку, после с одного из подмосковных аэродромов взлетают самолеты. Против слоистых форм нижнего облачного слоя с высоты в несколько тысяч метров распыляют сухой лед, а против слоисто-дождевой облачности - жидкий азот. Йодистым серебром, которым начинены метеопатроны, бомбардируют наиболее мощные дождевые облака. Попадая в облака, частицы реагента концентрирует влагу вокруг себя, "вытягивая" из туч воду. В результате, над районом, где распылят сухой лед или йодистое серебро, практически сразу начинается сильный дождь. По пути к Москве тучи рассеиваются.
Стоимость таких вылетов может достигать нескольких миллионов рублей. По приблизительным подсчетам, одно мероприятие по созданию хорошей погоды обходится городской казне, в общей сложности, в 2,5 миллиона долларов.
Тем не менее, День Победы москвичи, по всей видимости, будут праздновать под зонтиками: синоптики хоть и обещают теплую погоду, но не исключают дождей, а местами и гроз. "В столице 9 мая ожидаются кратковременные, локальные дожди после обеда, разгон облаков на температуру воздуха существенно не повлияет", - заявил заместитель директора по науке Гидрометцентра России Дмитрий Киктев.
Руководитель общественной экологической организации "Экозащита" Владимир Сливяк уверен, что "искусственное устранение природных осадков над Москвой нередко ведет к тому, что потом лить как из ведра дождь может очень долго". Так случается, когда резко меняется влажность воздуха, изменяется и направление движения воздушных фронтов. Такая картина наблюдалась после разгона туч над Москвой в честь Дня независимости России - 12 июня 2005 года.
По мнению самих метеорологов, все разговоры по поводу негативных последействий реагентов не имеют под собой никаких оснований. Руководитель отдела активных воздействий Росгидромета Валерий Стасенко говорит: "Выводы экологов относительно того, что дождливая погода является следствием наших мероприятий, это не более чем домыслы. Нам известны периоды существования облаков, известны закономерности выпадения и формирования осадков".
Реагент существует в атмосфере меньше суток. После попадания в облако он вымывается из него вместе с осадками, - уверены метеорологи.
Координатор климатической программы российского отделения Всемирного фонда дикой природы Алексей Кокорин также заявил, что разгон туч с помощью реагентов не угрожает экологии. "Разгон облаков с помощью реагентов может повлиять на погоду, но это локальный эффект - дождь, который будет идти на Москву после применения реагентов, пройдет где-то в области. Но для климата в целом, флоры и фауны ничего страшного нет", - сказал Кокорин.
Тучи над Москвой в случае необходимости разгоняют до 12 самолетов Военно-воздушных сил (ВВС) РФ, оснащенных специальной аппаратурой по воздействию на облака. Для выполнения этих работ, совместно с Агентством атмосферных технологий Росгидромета, подобраны лучшие экипажи на самолетах Ан-12, Ан-26, Ан-28, Ан-32, Ил-18 и Су-30,имеющие опыт выполнения работ по воздействию на облака.
В их отсеках размещены системы, включающие в свой состав "сосуды Дюара" для перевозки и распыления жидкого азота. С внешней стороны, в хвостовой части, на некоторых самолетах установлены специальные устройства, предназначенные для отстрела патронов, содержащих соединение серебра.
Работы выполняютcя с аэродрома Чкаловский и в окрестностях столицы сбрасываются около 280 тонн экологически безопасных реагентов.
Задача операторов воздействия – попасть в самый центр облака, чтобы реагенты вобрали в себя максимальное количество влаги и таким образом спровоцировали дождь в запланированной зоне. Тучи обрабатывают не над Москвой, а вокруг нее, в радиусе 300 километров. Получается, что над столицей возникает своеобразный “зонтик”. Эффективность разгона туч высокая, но 100-процентной гарантии все-таки не дает никто.
Специалисты Росгидромета и военные заявляют, что используют экологически безопасные вещества: углекислоту и йодистое серебро. Безоблачная погода в Москве может продлиться двое-трое суток после “воздействия”.
Dmitriy Pichugin - Russian AviaPhoto Team - Antonov An-26
Dmitriy Pichugin - Russian AviaPhoto Team - Antonov An-28
Teemu Tuuri - FAP - Antonov An-32A
Мы привыкли, что в дни больших праздников московские парады и гуляния не омрачены плохой погодой. Технология локального улучшения погоды сегодня хорошо отработана, хотя история этого направления уходит вглубь веков.
От погоды зависят все
Любые новости включают в себя прогноз погоды, уж слишком много от нее зависит. Наши предки молились о дожде и пытались заставить облака пролиться дождем при помощи колокольного звона. С появлением артиллерии стали стрелять по облакам, несущим град, чтобы спасти урожай. Но успешность этих попыток была непредсказуемой: иногда получалось, иногда нет. Современная наука научилась управлять погодой хотя бы локально. Многих интересует вопрос о том, над Москвой и делают ли это на самом деле? Возможен ли в любом другом месте? Не вредно ли это? Не портится ли от этого климат в соседних местностях?
Впереди планеты всей
Российские исследователи научились управлять погодой лучше других. Зарубежные страны только перенимают отечественный опыт. Вплотную вопросом управления погодой занялись в Советском Союзе в 40-50-х годах прошлого века. Вначале разгон облаков носил чисто утилитарный характер: в духе того времени хотели заставить небо проливаться над сельскохозяйственными угодьями. Работы шли успешно, и управление погодой перестало быть утопией.
Накопленные знания пригодились позже в дни Чернобыльской катастрофы. Целью ученых было спасение Днепра от радиоактивного заражения. Попытка оказалась успешной. Если бы не усилия ученых и военных, размер катастрофы был бы гораздо большим.
Как разгоняют тучи над Москвой сегодня? В общем, так же как и 60 лет назад.
Технология разгона облаков
Первым делом нужно установить, как далеко от нужного места находятся дождевые облака. Необходим точный прогноз за 48 часов до предполагаемого времени, например, до парада. Затем изучают состав и характеристику облаков: для каждого из них необходим свой реагент.
Смысл технологии состоит в том, что в центр облака помещают реагент, на который налипает влага. Когда количество сконцентрированной влаги становится критическим, начинается дождь. Облако проливается он раньше того места, куда направлялось облако по воздушным потокам.
В качестве реагентов используются такие вещества:
- сухой лед (углекислота) в гранулах;
- йодистое серебро;
- жидкий азот;
- цемент.
Как разгоняют тучи над Москвой?
Для этого обрабатывают облака на расстоянии 50 или 100 км от того места, на котором не нужен дождь.
Используют для слоистых облаков, находящихся ближе всего к земле. Высыпают этот состав на облака на высоте нескольких тысяч метров. Применяется специальная навигация, обработанные облака помечаются, чтобы не было повторного воздействия.
Слоисто-дождевым облакам, находящимся выше, достается жидкий азот, вернее кристаллы его парения. На самолеты устанавливаются особые большой вместимости, и распыляется над облаком. Вот как разгоняют тучи в Москве при помощи известной всем химии.
Йодистое серебро помещают в особые метеопатроны и стреляют по высоким дождевым облакам. Эти плотные облака состоят из кристаллов льда, время их жизни не превышает 4 часов. Химическая структура йодида серебра очень похожа на кристаллы льда. После попадания в дождевое облако вокруг него быстро образуются очаги конденсации, и вскоре проливается дождь. Одновременно с этим может быть гроза или даже град, таково свойство этих облаков.
Однако это неполный ответ на вопрос о том, как разгоняют тучи над Москвой. Иногда используют еще сухой цемент. Упаковку цемента (стандартный бумажный мешок) цепляют за крюк. Воздействие воздушного потока постепенно разрывает бумагу, и цемент постепенно выдувается. Происходит соединение с водой, и капли падают на землю. Цемент используют для обработки воздуха, чтобы прекратить образование облака.
Вредно ли разгонять тучи?
Этот вопрос постоянно обсуждают жители граничащих с Московской областью регионов, особенно Смоленщины. Логика простая: как разгоняют тучи над Москвой на 9 Мая, так у них бесконечно идут дожди.
Казалось бы, реагенты особого вреда принести не могут, эти вещества давно и хорошо изучены. Однако для разгона облаков используют до 50 т реагентов за 1 раз. На сегодняшний день нет исследований, которые могли бы доказать или опровергнуть вред, наносимый природе. Экологи утверждают, что нарушается хронология выпадения осадков, и это все.
Зафиксированы даже судебные иски о моральном вреде, но ни один иск пока что не был удовлетворен. Недовольство жителей Подмосковья объясняется очень просто: они чувствуют себя неравноправными гражданами. Жители городов и поселков, окружающих Москву, вынуждены все более-менее значимые праздники проводить с дождем, даже если никаких осадков не было по прогнозу.
Вместе с тем люди признают, что разгон облаков просто необходим в случае угрозы урожаю или жилью, когда предвидится ураган или град. У большого числа жителей вызывает неприятие то, как разгоняют тучи в Москве на праздники, потому что у них тот же праздник оказывается полностью испорченным.
Как многие, наверное, помнят, доктор Феликс Хонникер, персонаж ироничной антиутопии Курта Воннегута« Колыбель для кошки», создал таинственный и ужасный« лед-девять». Стоило лишь бросить один кристаллик этого льда в лужу, как вся влага на Земле, включая атмосферную, начинала кристаллизоваться и твердеть уже при положительной температуре. Фантастика фантастикой, но у творения доктора Хонникера есть некий реальный прототип. Сам же писатель вдохновлялся трудами собственного брата Бернарда, известного химика и метеоролога, придумавшего, как вызвать искусственный дождь или снег
Лаборатория Перед началом активного воздействия на облака со специального самолета-метеолаборатории проводится разведка состояния облачности. На борту самолета установлен измерительно-вычислительный комплекс, получающий и обрабатывающий информацию от разнообразных датчиков
Ледяной факел На фото показан распылитель жидкого азота, установленный на самолете Ан-26
Общий вид генератора мелкодисперсных частиц льда
Стрельба по облакам На фото — самолетные устройства отстрела пиропатронов с йодистым серебром. Конструктивно это «оружие» схоже с установками для отстрела ложных тепловых целей
Генератор льдообразующего аэрозоля ГЛА-105 — на основе 105-мм фейерверочного изделия
На основе штатных пусковых установок — одноствольной
На основе штатных пусковых установок — многоствольной
Точнее говоря, Бернард Воннегут был лишь одним из американских ученых, работавших в этой области. Другой исследователь — физик Винсент Шефер — экспериментировал с искусственно созданным в камере переохлажденным (то есть состоящим из находящейся при минусовой температуре, но не принявшей кристаллическую форму водяной взвеси) облаком. Чтобы заставить воду изменить агрегатное состояние, он «вдувал» в облако мелкодисперсные вещества (соль, тальк, пыль), частички которого могли стать центрами кристаллизации. Но почему-то никак не становились. Наконец Шефер, решив, что температура в камере недостаточно низка, бросил туда кусочек сухого льда (замороженного углекислого газа CO2) и… в насыщенном влагой воздухе заклубился густой сизый туман, а затем пошел снег. Капельки воды самопроизвольно кристаллизовались и выпали в виде осадка. Эффекта с аналогичным результатом, но несколько иной природой (об этом мы скажем позже) добился и Бернард Воннегут — правда, с помощью не сухого льда, а йодистого серебра (AgJ). Эти два лабораторных эксперимента были проведены в 1946 году (теоретические работы велись как в США, так и в других странах еще с начала XX века). 13 ноября того же года шесть фунтов сухого льда распылили с самолета над облаком, плывшим вдоль склонов горы Грейлок в Восточном Массачусетсе. Облако просыпалось снегом. Так был сделан первый шаг в области активного воздействия на атмосферные процессы.
От Чернобыля до Венеции
«Первые практические работы по воздействию на погоду начались в СССР еще в 1960-х, — рассказывает директор Автономного некоммерческого объединения (АНО) «Агентство атмосферных технологий» Виктор Петрович Корнеев, — и так исторически сложилось, что наиболее активно у нас развивались технологии искусственного уменьшения осадков. Еще в первой половине 1980-х годов при Мосгорисполкоме создали экспериментальную производственную лабораторию, которой, в частности, было поручено добиться уменьшения количества выпадающего над столицей снега, — руководители города хотели сэкономить на уборке и вывозе. Кроме того, в дни парадов и демонстраций 1, 9 мая и 7 ноября организовывались работы по улучшению погодных условий. Для этого нужно было сделать так, чтобы ‘предназначенные" Москве облака пролились дождем где-то за пределами кольцевой автодороги».
Особым этапом стала ликвидация последствий аварии на Чернобыльской АЭС. Тогда была поставлена задача не допустить смыва в Днепр и Припять радиоактивной пыли, укрывающей почву в зоне катастрофы. При помощи специальных реагентов пыль удалось связать, предохраняя ее от развеивания ветром. Но потоки дождя представляли серьезную опасность. На борьбу с дождевыми облаками были отправлены транспортные самолеты Ан-12 и даже дальние бомбардировщики Ту-95, вылетавшие к Чернобылю с аэродрома Чкаловский.
В те времена строились большие планы. Например, прорабатывался проект восстановления водозапасов Аральского моря за счет увеличения уровня осадков в горах, откуда берут начало питавшие умирающее море реки Сырдарья и Амударья. Но с распадом СССР научно-исследовательские работы в этой области резко сократились. Правда, как выяснилось, российские технологии оказались весьма интересны некоторым зарубежным партнерам. В 1990-х работы по увеличению осадков проводились в Сирии, а уже в последнее десятилетие — в Иране. Наши эксперты также участвовали в проекте рассеивания туманов на ключевых участках автострады Венеция-Триест (Италия) и передавали опыт китайским коллегам накануне пекинской Олимпиады-2008.
Бороться с облаками и туманами периодически приходится и в России. В 1995—1997 годах возможностью увеличить количество осадков заинтересовалось правительство Якутии. Коротким, но жарким сибирским летом эта республика испытывала недостаток влаги на пастбищах, что создавало проблемы местным животноводам. Как рассказывает В.П. Корнеев, прибывших в Якутию московских специалистов встречали представитель районной власти, сотрудник Института проблем Севера и местный шаман, весьма глубокомысленно изложивший собственную точку зрения на круговорот воды в природе. Однако наиболее известным и самым востребованным направлением работы АНО «Атмосферные технологии» и их коллег из Центральной аэрологической обсерватории по‑прежнему остается то, что в народе называют «разгоном облаков» над крупными мегаполисами, и прежде всего над Москвой.
Воспитание холодом
В основе почти всех способов воздействия на гидрометеорологические процессы лежит использование неустойчивого состояния облачной атмосферы. Прежде всего речь идет о фазовой неустойчивости облачной воды — это, как уже говорилось, присутствие в облаках, находящихся выше нулевой изотермы (так называют высоту, где атмосфера «переходит» через температуру в 0°С), мелких капелек влаги, которая продолжает оставаться жидкостью, несмотря на отрицательную температуру (до -40°С) окружающего воздуха. Чтобы вызвать осадки, требуется заставить эту воду кристаллизоваться.
Сделать это можно двумя способами: либо резко охладить облако, принудив капельки переохлажденной влаги к самопроизвольной кристаллизации под действием резкого охлаждения (для этого применяются хладагенты), либо внести в него центры кристаллизации.
Самыми популярными хладагентами уже многие десятилетия остаются сухой лед, с которым экспериментировал еще Винсент Шеффер, и жидкий азот (N2). Температура испарения для твердого углекислого газа составляет -78°С, а для жидкого азота -169°С. При всех своих плюсах хладагенты имеют ряд недостатков, поэтому иногда применяется реагент, имеющий иной механизм действия, — йодистое серебро (AgJ). Кристаллы этого вещества практически изоморфны кристаллам льда и прекрасно выполняют функцию центров кристаллизации для воды и пара. Этот эффект как раз и был открыт Бернардом Воннегутом, так что йодистое серебро можно считать отдаленным прототипом «льда-девять» из романа «Колыбель для кошки».
Как только в переохлажденном облаке появляются кристаллы, они тут же «съедают» окружающий пар; давление вокруг поверхности кристалла падает, что заставляет испаряться жидкую влагу в облаке; пар снова поглощается растущим кристаллом и т. д. Тяжелеющие кристаллы силой притяжения Земли увлекаются вниз. Этим методом возможно также предотвратить формирование больших капель переохлажденной воды, которые рано или поздно способны превратиться в крупный град. Кроме того, применение реагентов, формирующих кристаллы из переохлажденной жидкости, может не только вызвать осадки, но и… задержать их. Если произвести «перезасев» облака реагентами, то из-за возникновения слишком большой концентрации ядер кристаллизации осадкообразование будет замедлено. Так что у «специалистов по хорошей погоде» всегда есть выбор: заставить облако пролиться дождем, до того как ветер погонит его над защищаемой территорией, или, напротив, «перезасеять» его, чтобы дождь прошел уже после того, как туча уйдет прочь. Как правило, второй метод применяется в отношении фронтальной облачности.
Для каждого из типов реагентов существует своя технология диспергирования, или «засева». Гранулы «сухого льда» размерами от 0,2 до 2 см получают непосредственно на борту самолета путем дробления промышленных брикетов. Эту ледяную крошку рассеивают над облаками с помощью бункерных или шнековых устройств.
Для кристаллизации облачной воды жидким азотом применяются жидкоазотные самолетные генераторы мелкодисперсных частиц льда ГМЧЛ-А. Под давлением жидкий азот подается в установленный за бортом самолета распылитель и выводится в атмосферу, создавая там «факел» глубоко охлажденного воздуха с температурой -90°С. Попадающая в него вода мгновенно кристаллизуется.
Для засева облачности аэрозолем йодистого серебра используются пиропатроны, которые отстреливаются специальными автоматическими устройствами.
Цементированное небо
Еще в 1950-х годах, на заре советских экспериментов по активному воздействию на атмосферные процессы, перед исследователями встала проблема. Спустя лишь несколько минут после распыления реагентов экипаж самолета уже затруднялся опознать обработанное облако среди множества других похожих. А без этого было нелегко отследить эффективность работ и не допустить повторного засева. Решение нашлось в одной из многочисленных в те времена керосинных лавок. Там была куплена синька — порошок, широко использовавшийся хозяйками для легкого подкрашивания постельного белья при кипячении и стирке. Предполагалось, что если вместе с реагентами распылить над облаком синьку, то на нем появится голубоватое пятно, которое сыграет роль метки. Однако когда дело дошло до практических опытов, выяснилось, что облака, на которые высыпали синьку, через некоторое время просто исчезали, диссипировались. Возникшее поначалу разочарование вскоре сменилось радостью открытия. Ведь, как оказалось, был найден новый способ воздействия на атмосферу — динамический.
В основном он применяется в борьбе с кучево-дождевыми облаками вертикального развития (конвективными облаками). Эти тучи, растущие вверх высокими «башнями», можно разрушать с помощью той же самой энергии атмосферной неустойчивости, которой обусловлено их возникновение. Попросту говоря, восходящему потоку воздуха, в результате которого растет конвективное облако, надо противопоставить встречное движение, которому по силам это облако разрушить. Такое движение можно создать, сбросив грубодисперсный порошковый реагент со свойствами адсорбента. Это может быть, например, соль или, что чаще всего применяется в отечественной практике, цемент. Набухая от влаги, тяжелый порошок пробьет облако, увлекая вслед за собой капельки воды. Распыление цемента применяется не только в борьбе с конвективными облаками, но и для воздействия на так называемые теплые облака, находящиеся ниже нулевой изотермы. Против них кристаллизующие реагенты бессильны — даже имеющий самый высокий температурный порог активности жидкий азот может работать при температуре облачной среды не выше -0,5°С.
Применение цементного порошка в качестве реагента вызывает обеспокоенные вопросы у широкой публики — не надо ли нам всем надевать респираторы, когда на праздники делают хорошую погоду? «Для органов дыхания распыление цемента не несет никакой опасности, так как после обработки облаков концентрация частиц порошка в воздухе, и так перенасыщенном аэрозолями, ничтожна — всего 1−2 частицы на м3», — успокаивает нас В.П. Корнеев. И все же признать этот способ на 100% безопасным нельзя. Дело в том, что порошковый реагент сбрасывают с самолета в виде картонных и пенопластовых контейнеров размером 26 х 26 х 38 см и массой 25−30 кг. Контейнер предусматривает автоматическое принудительное раскрытие, после чего распадается на фрагменты, безопасные для людей и строений. Однако 12 июня 2008 года, когда по случаю Дня России проводились мероприятия по обеспечению солнечной погоды в Москве, крышу частного дома в Нарофоминском районе Московской области пробил нераскрывшийся контейнер с цементом. К счастью, никто не погиб, однако всем пришлось лишний раз убедиться, что безотказной техники не бывает.