как его вызвать, основные способы и исследования ученых
Сегодня вам не к чему танцевать с бубном, чтобы вызвать дождь — ученые разработали достаточно много способов, которые могут позволить осуществить мечту древних фермеров в сезон засухи.
Теги:Бактерии
Микроорганизмы
Биотехнология
Биосфера
James Kremer and Sheng Yang He via Howard Hughes Medical Institute
В древности во времена засухи люди использовали любые методы, чтобы вызвать дождь — приносили в жертву животных и людей, пели песни, читали заклинания и проводили обряды. Неудивительно, ведь засуха означала отсутствие урожая и голодную смерть в скором будущем. Но сегодня у ученых есть сразу несколько методов для создания искусственного дождя. Вот самые основные из них:
- применение химических агентов
- бактерии
- создание статического заряда в облаках
Расскажем подробнее про каждый из них.
Химические вещества для создания искусственного дождя
Высоко над пустыней Дубая пилотируемые самолеты запускают химические вещества в облака, чтобы увеличить количество осадков, выпадающих в стране. В стране, где обычно выпадает около 10 сантиметров осадков в год, уже давно вынашивали идею «дождя по требованию».
Технология создания дождя, которую использует ОАЭ и другие страны, существует с 1940-х годов. Она называется посевом облаков и заключается в использовании самолетов или пушек, стреляющих твердыми частицами, обычно солью или йодистым серебром, в облака, чтобы стимулировать выпадение снега и осадков в засушливых странах.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕВпервые разработанная учеными General Electric в 1940-х годах, технология посева облаков позже была использована американскими военными в качестве потенциального климатического оружия. Она также использовалась для борьбы с засухой, которая могла нанести ущерб Нью-Йорку в 1949 году.
Дроны для зарядки облаков
Сегодня в ОАЭ тестируются и другие технологии для создания искусственного дождя.
Она заключается в использовании беспилотных летательных аппаратов с высокотехнологичными датчиками для измерения температуры и влажности окружающей среды.
Эти аппараты шириной 2 метра охотятся за облаками, чтобы зарядить их при помощи своих бортовых излучателей. Их полезная нагрузка теоретически должна заставлять маленькие облачные капли притягиваться друг к другу, сливаться и расти, пока они не превратятся в капли дождя, достаточно большие, чтобы упасть на землю. Однако, пока это лишь экспериментальный метод и говорить о его эффективности пока рано.
Бактерии для создания искусственного дождя
Как известно, бактерии находятся везде — в человеческом кишечнике, на каждой поверхности, на нашей коже и даже в небесах. Вместе с водным паром и частицами в облаках также обитают живые бактерии. И некоторые воздушные бактерии обладают настоящими суперспособностями. Они могут заставить воду превратиться в лед и тем самым вызвать дождь. Как только замерзшие гранулы формируются вокруг частичек пыли, минералов или микроорганизмов, они падают, по пути превращаясь в дождевые капли или же формируя снежинки.
А значит, микроорганизмы могут увеличить количество осадков. Но как это происходит?
Рассматриваемая бактерия называется Pseudomonas Syringae. Как известно, облака только кажутся нам чистыми. На самом деле в одном кубическом метре любого дождевого облака содержится от 300 до 30 000 микробов. В том числе и Pseudomonas Syringae, бактерия, которая обладает очень странной способностью: превращать воду в лед даже при относительно высоких температурах. Она была открыта еще несколько десятилетий назад на растениях, и ее очень легко растить в искусственных условиях, именно поэтому сейчас она незаменима для любого лыжного курорта.
Как бактерия может вызвать искусственный дождь?
Как же она работает? Pseudomonas Syringae вырабатывает белки, которые организованно, сеткой располагаются на ее поверхности. Когда к ним приближаются молекулы воды, путем химической реакции они также выравниваются по этой белковой решетке, формируя сетку, и вследствие такого жесткого позиционирования начинают формировать лед.
Это химико-бактериальное замерзшее ядро притягивает все больше воды, и в результате становится все массивнее и тяжелее. В конечном итоге, такое образование уже не может оставаться в воздухе и падает на землю, ну а дальше все зависит от температуры.
В теории такой метод может вызывать дождь даже в засуху. «Если внедрить в облако эти бактерии, то они начнут процесс заморозки, что повлечет за собой дождь, — подтверждает биолог Брент Крайстнер из университета Флориды. — Остается только вопрос, много ли их в облаках, чтобы оказывать значительное влияние на осадки». Сейчас Крайстнер и другие исследователи с помощью метеозондов и самолетов берут пробы, чтобы ответить на вопрос о том, зачем вообще Pseudomonas Syringae, обычно обитающая на растениях, летает на облаках. Возможно, так, вместе с дождем, она преодолевает большие расстояния для освоения новых ареалов обитания.
Если же эта гипотеза подтвердится, то следующей фазой эксперимента может стать намеренный вызов дождя с помощью бактерий, то есть осуществление осадков по заказу.
Минусы вызова искусственного дождя
Несмотря на то, что, согласно исследованиям, посев облаков увеличивает количество осадков на 10-15%, конкретно у этого метода есть и недостатки. Попадание йодида серебра в облака может быть токсичным для морской флоры и фауны.
Исследование, проведенное в 2016 году, выявило потенциальный риск повышения токсичности воды и почвы при посеве облаков. Существуют также опасения, что такая технология может «забрать» дождь из другого места, где он должен был пройти, тем самым создав дисбаланс в климатической системе.
Кроме того, наше влияние на природу ограничено и не всегда мы можем контролировать последствия своих действий. Избыток дождя на определенной территории может привести к гибели живущих там животных и нарушению функционирования созданных людьми систем. Так что искусственный дождь может быть оправдан лишь в крайних случаях.
Как создать искусственный дождь — Photar.ru
Небольшая история о том, как я создал фотографию для своего портфолио.
Она стала началом серии снимков.
Идея
Концепция началась после того, как я увидел работу Simeon Quarrie. Он сказал, что машина для создания дождя, которую они заказали, не пришла, поэтому они просто создали её самостоятельно. Больше информации об этом не было, но это звучало интересно, так что я решил повторить эту задумку.
Я понятия не имел, что нужно делать, но у меня было время на эксперименты.
РекламаСборка дождь-машины
Это была удивительно легкая работа. Я начал с двух длинных деревянных планок. Размер не играет большой роли. Если вы хотите использовать установку много раз, следует обработать дерево или использовать материалы, не поддающиеся гниению. Соедините планки в середине и расположите их крест на крест. Для соединения можно использовать болт с гайкой и шайбами или просто проволоку, если это одноразовая конструкция.
Теперь, используя шланг и большое количество кабельных стяжек, закрепите шланг на планках, располагая его по спирали.
После того, как шланг будет закреплён, нужно начинать делать отверстия.
Имейте в виду, что для того, чтобы дождь выглядел естественно, он должен распыляться вверх, а затем падать со скоростью, которую каплям обеспечивает гравитация.
Для проделывания отверстий можно использовать дрель и маленькое сверло или шило. Второй вариант позволит быстрее делать работу.
Я делал отверстия каждые несколько сантиметров, но это оказалось ошибкой. Оставляйте между отверстиями расстояние 5-7 см. Этого будет достаточно.
Стойки можно сделать из чего угодно. Это могут быть пластиковые трубы или всё те же деревянные планки. Для крепления труб можно использовать уловые повороты на 90 градусов или мебельные уголки. Лучше всего использовать крючок в центре конструкции для подвешивания, если место, де вы снимаете, позволяет это сделать.
Съёмка
У меня было в голове изображение прекрасной женской фигуры босса-гангстера, возвышающейся над каким-то беспомощным мужчиной, чью историю я надеялся рассказать другими изображениями в дальнейшем.
Такое изображение я всё де сделал, но как оказалось, это был не лучший снимок. Я предпочел другое фото, предложенное одной из моих моделей!
Съемка была довольно сложной. Всё происходило перед моим гаражом, ворота которого имеют белый цвет. Поэтому их пришлось закрыть чёрной плёнкой, которая используется в строительстве.
Затем свет должен был стоять с другой стороны дождь-машины и не промокнуть. Мы использовали пластиковые пакеты для закрытия блоков питания. Также следует следить за давлением воды.
У меня было 4 источника света для изображения: одна вспышка была прикреплена к центру зонтика, который модели держали в кадре.
Ключевым моментом для того, чтобы воспользоваться дождем, является его подсветка. Правильный свет позволяет уловить капли, а также дым, который мой помощник выпускал сзади сцены во время некоторых снимков. Дым добавил много атмосферы.
Постобработка
Во время обработки нужно удалить все лишние элементы, которые попадали в кадр.
В нашем случае это стойки генератора дождя.
Остальная часть процесса обработки не отличается от работы с обычными портретами.
Техника Dodge and Burn позволяет получить больше контраста и объёма в нужных местах.
Оборудование
- Nikon D800
- Nikkor 85mm F/1,8
- 2 вспышки Nikon SB900
- Дым машина
- 2 х 500 Вт стробоскопа
- 2 x 120 октабокса
- Радио-триггеры (они сломались и пришлось использовать встроенную вспышку для управления внешними источниками света, не покупайте дешевые вещи…)
- 5-в-1 отражатели
- Дождь-машина
- Планшет для обработки в Photoshop Wacom Intuos 4
Об авторе: Радж Хепар — фотограф, ретушер и производитель мебели из Брайтона, Англия.
Следите за новостями: Facebook, Вконтакте и Telegram
Сделать дождь: штаты США используют «засев облаков», чтобы попытаться победить засуху | Окружающая среда
В то время как три четверти западной части США охвачены, казалось бы, непрекращающейся засухой, некоторые штаты все чаще прибегают к радикальному вмешательству – изменению погоды, чтобы увеличить количество осадков.
Последние отчеты Службы контроля за засухой США содержат отрезвляющие данные: 40% территории США к западу от континентального водораздела классифицируются как находящиеся в состоянии «исключительной засухи», самой сильной из четырех уровней засухи. Это лишь незначительно ниже по сравнению с 47% в январе, что является рекордом за 20-летнюю историю монитора, и если не будет шквала поздних зимних штормов, это почти гарантирует сильно засушливый год для западных штатов.
«Зимним дождем или снегом у нас не было много дождя или снега, что настораживает, так как мы надеемся нанести серьезный ущерб засухе», — сказал Брайан Фукс, климатолог из Национального центра по смягчению последствий засухи. «Похоже, год будет очень тяжелым. Мы, вероятно, рассматриваем повышенную пожароопасность, ограничения воды, а также воздействие на экосистемы, такие как небольшие реки и ручьи, а также живущих там диких животных».
Стрессы от засухи, связанные с запасами воды для питья и снабжения обширных сельскохозяйственных систем запада, побудили восемь штатов обратить внимание на форму изменения погоды, называемую засевом облаков, чтобы предотвратить худшее.
Засев облаков включает использование самолетов или дронов для добавления к облакам мелких частиц йодида серебра, которые имеют структуру, подобную льду. Капли воды собираются вокруг частиц, изменяя структуру облаков и увеличивая вероятность выпадения осадков.
«Поскольку засуха по-прежнему вызывает серьезную озабоченность, засев облаков является рекомендуемой технологией для использования в Вайоминге на основе нашего плана действий в случае засухи», — сказала Джули Гондзар, руководитель проекта управления водного хозяйства штата. «Это недорогой способ добавлять воду в наши бассейны небольшими порциями в течение длительных периодов времени».
Эксперименты по засеванию облаков проводились с 1940-х годов, но до недавнего времени было мало уверенности в том, что этот метод окажет какое-либо положительное влияние. Но исследования прошлого года позволили точно определить снегопад, который «однозначно» произошел в результате засева облаков, и Гондзар сказал, что официальные лица в Вайоминге и других местах «пришли к выводу, что засев облаков работает и является эффективным способом помощи в пострадавших от засухи районах без негативного воздействия на окружающую среду».
».
Другие теперь хотят присоединиться, в том числе штаты «четырех углов» — Юта, Аризона, Колорадо и Нью-Мексико — которые пострадали от самой сильной версии последней засухи. «Мы очень надеемся на значительное финансирование в этом году с прицелом на то, что в будущем этого будет достаточно для всего штата», — сказал Рик Ледбеттер, руководитель отдела почв и вод Рузвельта в Нью-Мексико, который запустил пилотную схему засева облаков. . «Я считаю, что в будущем не будет другого выбора, кроме как посмотреть на модификацию погоды».
Эксперты, изучавшие засев облаков, отмечают, что это не панацея, учитывая, что он не устраняет системные причины засухи и может быть сложным в реализации — только определенные облака при определенных погодных условиях могут быть засеяны зарождающимся дождем, и нет гарантировать, что он преодолеет засуху, даже если он будет успешным.
«Я не думаю, что засев облаков решит проблему, но может помочь», — сказала Катя Фридрих, исследователь из Университета Колорадо, изучавшая этот вопрос.
«Это должно быть частью более широкого плана водных ресурсов, который включает в себя эффективное сохранение воды, мы не можем просто сосредоточиться на чем-то одном. Также возникает вопрос, сможете ли вы это сделать в меняющемся климате – вам нужны низкие температуры, а когда станет слишком жарко, вы не сможете засеять облака».
В то время как штаты пытаются сформулировать ответ на растущую угрозу засухи, защитники предупреждают, что более бедные и цветные люди, скорее всего, пострадают от нехватки воды в будущем. Мигель Эрнандес из некоммерческой группы Comite Civico de Valle в Империал-Вэлли, южная Калифорния, сказал, что засуха вызвала постоянные проблемы у латиноамериканских сельскохозяйственных рабочих, некоторые из которых вынуждены прибегать к использованию оросительных каналов для приготовления воды или для чистки зубов. .
«Приоритетной задачей является обеспечение их хорошей питьевой водой, — сказал он. «У нас также есть проблемы с отводом воды в мегаполисы, в результате чего в нашем регионе практически нет воды.
Засуха вызывает здесь множество различных проблем».
Нынешняя засуха усилилась после исключительно жаркого лета прошлого года, но последние 20 лет в совокупности можно рассматривать как «мега-засуху» на западе США, сказал Фукс. Ученые указали на климатический кризис как на ключевую причину.
«Облегчение было очень небольшим, и это вполне может быть предвестником того, что можно ожидать от Запада в будущем», — сказал Фукс. — Страшно так думать.
Наука управления погодой
Фермеры давно мечтают управлять дождем, и теперь управление погодой может сделать именно это. Засев облаков, наиболее распространенный способ изменения погоды, включает в себя распыление йодистого серебра или других химических веществ в облака, чтобы стимулировать выпадение осадков. Другими словами, серебряная пуля может вызвать дождь.
Этот метод не идеален, и он не может решить проблему хронической засухи, но он относительно недорог, и многие сообщества по всему миру отчаянно нуждаются в воде.
Что такое заполнение облаков?
Идея состоит не в том, чтобы создавать облака из воздуха, а в том, чтобы выжать каждую каплю дождя из естественных облаков. Итак, что такое заполнение облаков?
Засев облаков добавляет вещества в облака, стреляя в них с земли или сбрасывая их с самолетов. Воздух уже содержит водяной пар, но засев облаков может способствовать конденсации воды до тех пор, пока она не упадет с неба. Обычно, когда воздух поднимается в атмосферу, он охлаждается и образует частицы, называемые ядрами льда, которые слипаются вместе, образуя облака. Когда достаточное количество этих облачных капель объединяется, они становятся больше, пока не станут достаточно тяжелыми, чтобы выпасть на землю в виде той или иной формы осадков, определяемой температурой и другими условиями.
Гляциогенный посев — это метод выжимания воды из холодных облаков. Еще в 1946 году Бернар Воннегут (брат писателя Курта) был одним из исследователей General Electric, который обнаружил, что йодид серебра может помочь облакам образовывать кристаллы льда. Ученые до сих пор точно не знают, как это работает, но вполне возможно, что лед легко связывается с йодидом серебра, потому что они оба имеют схожую структуру на молекулярном уровне. При столкновении большего количества частиц образуются кристаллы льда, и вскоре облако наполняется каплями тяжелой воды, которые превращаются в дождь. Точно так же гигроскопический посев — это метод для теплых облаков, в котором простая соль помогает сталкивать капли воды и вызывать дождь.
Другие методы манипулирования погодой, которые рассматривались на протяжении многих лет, включают: удаление штормов с суши с помощью ветряных мельниц, охлаждение океана с помощью криогенного материала или айсбергов, задержку поверхностного испарения с помощью мономолекулярных пленок, разнесение ураганов на части с помощью водородных бомб или лазерных лучей и введение воздуха в центр бури.
Преобладает засев облаков, потому что это самый простой и экономичный способ изменить погоду.
Кто управляет погодой?
Хотя манипуляции с погодой остаются на обочине научного сообщества, они практикуются шире, чем можно было бы ожидать. Более чем в 50 странах мира в настоящее время действуют программы по изменению погоды, а Всемирная метеорологическая организация только что провела в июне 2017 года в Женеве совещание группы экспертов по изменению погоды.
Причины изменения погоды различаются в зависимости от того, где происходит операция. Россия убрала облачность в связи с национальным праздником, в то время как Индия сосредоточилась на поощрении дождя в условиях засухи.
Китай попал в заголовки газет, когда власти заявили, что они очистили небо, выпустив наполненные солью пули в облака в преддверии Олимпийских игр 2008 года в Пекине. Затем, в 2016 году, китайское правительство объявило, что выделило 199 миллионов юаней (29,76 миллиона долларов) на программу изменения погоды для борьбы с засухой и уменьшения воздействия стихийных бедствий.
В 2015 году Объединенные Арабские Эмираты (ОАЭ) запустили исследовательскую программу стоимостью 5 миллионов долларов для «науки об усилении дождя». Запасы подземных вод были на исходе, и, по прогнозам, спрос на воду удвоится в следующие 15 лет, поскольку страна продолжает расти. В 2016 году в ОАЭ было проведено 177 операций по засеванию облаков — в основном гигроскопическим засевом в горах для добавления воды в водоносные горизонты и водохранилища.
Соединенным Штатам тоже не привыкать к управлению погодой. С середины 1960-х до начала 1980-х годов NOAA (Национальное управление океанических и атмосферных исследований) активно осуществляло проект STORMFURY, программу экспериментальной модификации ураганов. Засев облаков особенно использовался на Великих равнинах и в западных штатах для борьбы с засухой.
Вайоминг только что завершил 10-летнее исследование стоимостью 15 миллионов долларов, которое пришло к выводу, что засев облаков может добавить в среднем на 10 процентов больше снега к существующему шторму.
«Власть штата Айдахо заинтересована в том, чтобы в горах было больше снега, что приводит к увеличению количества воды в реках из-за таяния снега», — заявил в своем заявлении ученый-атмосферник Джефф Френч из Университета Вайоминга. «В свою очередь, это приводит к увеличению мощности производства электроэнергии в течение года».
Взвешивание затрат и выгод
Игра с погодой — сложная наука, и необходимы дополнительные исследования, чтобы точно объяснить, как это работает. Существует здоровый скептицизм в отношении того, эффективны ли засев облаков и другие методы. Поскольку погодные системы сложны и их невозможно воспроизвести, трудно доказать, сколько дождя было добавлено к облаку.
Помимо доказательства эффективности, существуют также риски, связанные с изменением природы.
Добавление соли или других химикатов в дождь может изменить микроклимат и, возможно, помешать росту близлежащих культур, что сведет на нет всю цель. Существует также возможность злоупотребления наукой, используя ее в качестве военной тактики, чтобы вызывать бури на врагов или саботировать урожай, хотя эта практика запрещена Организацией Объединенных Наций.
Тем не менее, манипуляции с погодой стоит изучить, поскольку при правильном использовании они обладают огромным потенциалом для общего блага. Он может уменьшить туман в аэропортах, свести к минимуму загрязнение воздуха в крупных городах и использоваться для гидроэнергетики. Он в основном используется для добавления воды в районы с хронической засухой, и даже небольшое процентное увеличение может иметь большое значение для улучшения сельскохозяйственных условий.
Он также может предотвращать или уменьшать разрушительные погодные явления, такие как град, ураганы и торнадо. В канадской провинции Альберта в 2012 году ученые попытались использовать засев облаков, чтобы смягчить град.
