Как сделать дождь: Как создать искусственный дождь — Photar.ru

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.

Реклама

Сборка 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

Как искусственно вызвать дождь — Нож

Геоинженерия — преднамеренное крупномасштабное манипулирование экологическими процессами на Земле или в конкретном регионе с целью противодействия последствиям изменения климата. Некоторые методы геоинжиниринга вызывают серьезные споры. Одним из таких методов можно считать активное воздействие на гидрометеорологические процессы, такие как засев облаков. Чаще всего в основе лежит внесение множества затравок — центров кристаллизации, на которых запускается переход пара в лед и его выпадение в виде осадков. Засев облаков позволяет изменять количество или тип осадков, подавлять град или ослаблять туман и ураганы.

Читайте также

Стеклянная пыль, искусственные вулканы и фертилизация океана. Сможет ли геоинженерия остановить глобальное потепление

Достижения в области разработки и применения инструментов и реагентов для засева облаков привели к формированию во многих странах интегрированных систем воздушных и наземных операций. США, Канада, Австралия, Израиль, ЮАР и Таиланд для изменения погоды в основном используют летательные аппараты и наземные генераторы. Россия, Китай и Болгария проводят корректировку погоды с помощью мощных самолетов, наземных генераторов, а также ракет или артиллерийских орудий.

Такие манипуляции с погодой не всегда проходят гладко. Например, в феврале 2009 года провинциальное метеорологическое бюро в северо-восточном Китае запустило 313 снарядов с йодистым серебром, каждый из которых был размером с сигарету, в облака над Пекином.

Эта акция, задуманная, чтобы облегчить самую продолжительную засуху за 40 лет, привела к обильному снегопаду и закрытию 12 автомагистралей в окрестностях Пекина.

В Хэбэе, пострадавшей от засухи северной провинции, которая окружает столицу, были закрыты все выездные магистрали.

В июле 2021 года сильные искусственные дожди прошли в нескольких регионах Объединенных Арабских Эмиратов в разгар жары, когда температура достигала 48 °С. Национальный центр метеорологии регулярно проводит операции по засеву облаков для увеличения количества осадков. Мишенью являются конвективные облака. Такой тип облаков может вызывать осадки и ветры скоростью до 40 км/ч, которые несут пыль и песок. Конвективные облака образуются из-за высоких температур: они заставляют теплый и влажный воздух подниматься из более холодного окружающего воздуха в атмосферу. Июльские искусственные дожди в ОАЭ были спровоцированы во время испытаний беспилотных летательных аппаратов, способных вызывать осадки воздействием электрического тока на облака без использования химических веществ.

Эксперимент в ОАЭ не оставил равнодушной желтую прессу, которая раздула сообщение до масштаба «потопа в пустыне», вспомнив о «климатическом оружии» и «богатеньких шейхах, стремящихся притянуть к себе воду».

Вызов дождя без химии

В Объединенных Арабских Эмиратах еще в марте 2021 года собирались провести испытания беспилотников, которые будут летать и испускать электрические разряды, чтобы заставить облака разразиться дождем. В ОАЭ уже давно используется технология засева облаков химическими реагентами для вызывания дождя. Средний уровень осадков в ОАЭ всего 100 мм в год, но стране требуется гораздо больше. В 2017 году правительство выделило 15 млн долларов на девять различных проектов по усилению дождя.

Принцип использования беспилотников основан на изменении баланса электрического заряда на поверхности капель в облаке. В ОАЭ низкий уровень грунтовых вод, но при этом достаточно облаков, где капли воды при контакте со статическим электричеством могут прилипать друг к другу и сливаться до критического размера, чтобы затем выпасть в виде дождя. Для этого дронам достаточно летать на небольшой высоте и передавать электрический заряд молекулам воздуха.

В проекте приняли участие британские исследователи, которым ОАЭ заплатили 1,4 млн долларов. Примененная технология — это новый шаг для страны, которая до этого момента использовала только самолеты, сбрасывающие в облака химикаты, что увеличивало количество осадков на 30%. Отметим, что ОАЭ одни из первых в регионе Персидского залива стали использовать засев облаков с помощью ракет, несущих соль.

В первой половине 2020 года ОАЭ провели более 200 таких операций, успешно вызвав избыточное количество осадков.

Подробности технологии вызова дождя без химических реагентов, примененной в ОАЭ, не раскрываются, но, судя по доступным данным, аналогичные разработки есть и в других странах, например в Китае. Несмотря на то что Китай является шестой страной по величине водных ресурсов, их количество в пересчете на каждого человека составляет лишь четверть от среднемирового показателя. Кроме того, распределение водных ресурсов по регионам в Китае неравномерно. В отличие от Арабских Эмиратов в КНР делают ставку на наземные комплексы. Физической основой метода является то, что заряженные частицы способны вызывать конденсацию капель воды в атмосфере. Впервые предположение, согласно которому ионы, образующиеся в радиоактивных материалах, могут служить ядрами конденсации в среде пересыщенного водяного пара, в 1895 году выдвинул физик и метеоролог Чарльз Вильсон (изобретатель камеры Вильсона для визуального определения траекторий заряженных частиц). Многочисленные эксперименты в камере с пересыщенным паром, имитирующей условия в реальной атмосфере, дали положительные результаты.

Испытания по усилению дождя с помощью ионов проводились в разных странах. В 2004 году корпорация ELAT установила 17 наземных каталитических станций на основе заряженных частиц в шести городах на юге Центральной Мексики и смогла увеличить локальное месячное количество осадков на 50%. Интересно, что история примененной технологии Ionogenics началась в середине 1970-х, когда российский ученый-физик Лев Похмельных начал исследовать влияние электричества на атмосферу. В 1980-х годах, работая в Лаборатории метеорологической защиты СССР в Москве, Похмельных продолжил труды по модификации погоды и разработал первую запатентованную технологию ионизации атмосферы, а затем основал московскую компанию ELAT, занимающуюся модификацией погоды. В 2010 году корпорации Meteo Systems удалось вызвать 52 дождя на краю пустыни Абу-Даби. С 2013 года австралийская компания Australia Rainfall Technology провела несколько испытаний в Омане, увеличив годовое количество местных осадков на 18%.

Испытанный в ОАЭ метод является передовым по сравнению с применявшимся ранее засевом химическими реагентами, когда вместе с вызванными осадками на землю попадают значительные количества химикатов, приводящих к загрязнению окружающей среды и вредящих в первую очередь биоте. Далее мы рассмотрим, как и с помощью чего обычно вызывают дождь и какие вероятные последствия это влечет.

История и технологии засева облаков

Технологии изменения погоды отмечают 75-летний юбилей. В 1946 году американский химик Винсент Дж. Шефер использовал моноплан Fair Child для засева сухого льда (твердый углекислый газ) поверх облаков, чтобы из-за переохлаждения образовался снег, и таким образом провел первый научный эксперимент с переохлажденными облаками. В том же году другой американский ученый, Бернард Воннегут, обнаружил, что йодид серебра (AgI) может производить большое количество кристаллов льда в облаке переохлажденной воды. Открытия Шефера и Воннегута дали толчок новой эре научной деятельности по искусственному изменению погоды. Под эгидой федерального правительства США компания General Electric между 1947 и 1952 годами вела разработку первой программы искусственного изменения погоды — Project Cirrus — и инвестировала в покупку и укомплектование военных самолетов, дирижаблей, автоматических разбрасывателей сухого льда, дымогенераторов AgI, а также пиротехники и другого оборудования.

При засеве облаков в основном применяют самолеты, зенитную артиллерию, ракеты и другие средства доставки или же, при благоприятном рельефе местности, пользуются воздушными потоками для введения AgI, сухого льда и других катализаторов в соответствующие места в облаке, чтобы вызвать осадки, предотвратить град, устранить туман, снизить вероятность дождя над определенной местностью и т. д.

Более 80 стран проводят исследования по искусственному изменению погоды, среди которых наиболее продвинутыми являются США, Россия, Китай, Австралия, Франция, Израиль, Таиланд и Индия.

В США и Китае достигнуты значительные успехи. Долгосрочный засев облаков в горах Невады увеличил снежный покров на 10% и более каждый год. Десятилетний эксперимент по засеву облаков в Вайоминге привел к увеличению снежного покрова на 5–10%, согласно данным штата. Эта практика используется по меньшей мере в восьми штатах на западе США и в десятках стран.

Оборудование и химикаты для засева облаков

Самолет обладает высокой маневренностью и способен напрямую засевать заданную часть облака, равномерно распределяя реагент и покрывая широкий диапазон. Такой способ доставки считается наилучшим. С начала 1990-х годов новым направлением стали испытания беспилотных летательных аппаратов для искусственной модификации погоды. Например, БПЛА Drone можно использовать в горных районах, где небезопасно летать на малых высотах. Типичный беспилотник имеет полезную нагрузку 180 кг и время автономной работы до 12 часов. Микродрон для модификации погоды поднимает до 1 кг реагентов и поднимается на высоту 6 км с радиусом перемещения 20 км.

Использование ракет и зенитных орудий для запуска и транспортировки AgI позволяет создавать высокую концентрацию ледяных ядер. Этот способ особенно подходит для искусственного усиления дождя и противоградовых операций, а также для обработки конвективных облаков, в которые трудно вносить реагенты с самолета.

Снаряды, содержащие йодид серебра, производят небольшие, мощные, быстрые последовательные взрывы в зоне формирования града или восходящего потока, что может значительно увеличить количество зародышей льда в облаке, усилить конкуренцию за воду между центрами конденсации и изменить локальную микрофизику облака.

Наиболее успешно ракеты и зенитные орудия применяются в странах бывшего Советского Союза для доставки соляной пыли и AgI в градовые и грозовые облака.

Наземные генераторы не поднимают в атмосферу, их можно эксплуатировать в течение длительного времени, и они подходят для операций по предотвращению дождя, снега и града в горных районах и близлежащих городах. В наземных установках применяют раствор йодида серебра в ацетоне, сжиженный углекислый газ и т. д. или твердый состав — воспламеняющийся стержень с AgI. С техникой для засева облаков и ее характеристиками можно ознакомиться в подробном обзоре.

Катализаторы модификации погоды делятся на три типа: хладагент, искусственный лед и гигроскопичное вещество. Первые два используются для манипуляций с холодными облаками, а последний — для теплых облаков.

Испарение хладагента в облаке вызывает локальное переохлаждение и перенасыщение водой, что способствует спонтанной гомогенизации водяного пара с образованием кристаллов льда и в то же время вызывает спонтанное зародышеобразование и замерзание переохлажденных капель в облаке, что запускает быструю активацию зародышей льда. Хладагенты в основном включают сухой лед, сжиженный углекислый газ, жидкий азот, жидкий пропан. Сейчас нет сомнений, что CO₂ является основной причиной глобального потепления, поэтому, учитывая, что сухой лед представляет собой именно твердый углекислый газ, осуществлять засев облаков таким образом не очень разумно, и во многих странах от этого метода уже отказываются.

Затравка из искусственного льда действует благодаря тому, что вносимый AgI имеет шестиугольную кристаллическую форму, которая похожа на кристаллическую решетку льда. Йодид серебра относится к наиболее часто используемым реагентам. Непосредственно в ацетоне AgI нерастворим, поэтому в состав добавляют йодид аммония (NH₄I), йодид натрия или калия (NaI, KI) и т. д. Реже применяют смеси AgI-NH₄I-вода, AgI-NH₄I-NH₄ClO₄-ацетон-вода; йодат серебра (AgIO₃) может использоваться в качестве окислителя в пламени для образования аэрозоля AgI. Заменой солям серебра иногда выступают оксид алюминия, органические соединения, включая ацетальдегид, ацетилацетонат меди, фталевый ангидрид и даже растворы, содержащие бактерии. Органические вещества менее эффективны и не получили распространения.

Гигроскопичные затравки впитывают воду. Обычно используются поваренная соль (NaCl), хлорид кальция (CaCl₂), нитрат аммония (NH₄NO₃) и мочевина (NH₂CONH₂). Такие катализаторы применяют, смешивая их с порошком талька в соотношении 10:1. Хлорид кальция более эффективен, чем три других соединения.

Потенциальный риск засева облаков для окружающей среды

Удивительно, но на сегодняшний день проведено довольно мало исследований по влиянию засева облаков на окружающую среду.

Известно, что серебро и его соединения не являются мутагенными, тератогенными или канцерогенными.

В ранних работах, как, например, в отчете 1983 года, пришли к выводу, что разработки в области зимнего засева облаков йодидом серебра могут проводиться без значительного или неблагоприятного воздействия на окружающую среду. Отмечалось, что незначительно влияет выпадающий снег, а не сам реагент, что отражалось на росте деревьев из-за изменения влажности почвы. Последнее для лесных насаждений считается скорее полезным.

Высказывались опасения по поводу развития аргирии у работников и местных жителей, но концентрации реагента признали недостаточными для такого нежелательного действия.

Экотоксикологические эффекты различных соединений серебра в основном связаны с токсичностью свободных ионов. Серебро может находиться в нескольких степенях окисления, но в условиях окружающей среды встречается только Ag⁰ (твердое серебро) и Ag⁺ (свободный ион серебра в воде). В воде серебро присутствует в виде свободного иона или в ассоциации с отрицательными ионами. Ионы серебра из растворимых в воде солей серебра являются фунгицидными, альгицидными и бактерицидными агентами даже при относительно низких дозах. Нерастворимый йодид серебра, слабый источник ионов, оказался гораздо менее токсичным или даже нетоксичным для наземных и водных животных.

Повышенные концентрации серебра в биоте встречаются вблизи канализационных стоков, гальванических заводов, шахтных отвалов и территорий, засеваемых йодистым серебром. Максимальные концентрации, зарегистрированные в полевых коллекциях, в миллиграммах серебра на килограмм сухого веса ткани составляли от 1,5 мг/кг у млекопитающих до 320 мг/кг у брюхоногих моллюсков; у людей, страдающих отравлением серебром, содержалось до 1300 мг/кг веса всего тела. При нормальных путях воздействия серебро не создает серьезных экологических проблем для здоровья человека при концентрации до 50 мкг Ag/л питьевой воды или 10 мкг Ag/м³ воздуха. Однако свободные ионы серебра оказались смертельными для чувствительных водных растений, беспозвоночных и костистых рыб при номинальных концентрациях в воде от 1,2 до 4,9 мкг/л. Данных о влиянии серебра на пернатых или млекопитающих в дикой природе нет, однако известно, что серебро вредит домашней птице при 100 мг/л в питьевой воде или 200 мг/кг в пище. Млекопитающие испытывали негативные последствия при общих концентрациях серебра до 250 мкг/л в воде или 6 мг/кг в еде.

В целом процедура засева облаков долгое время считалась практически безопасной, а менее распространенные катализаторы не рассматривались вообще. Однако необходимо учитывать, что AgI попадает в среду облака с большим перепадом концентраций, и когда вещество вымывается осадками, засев облаков может привести к кумулятивному эффекту на определенной территории, многократно засеваемой из года в год. Фактически после мероприятий по модификации погоды большое количество реагентов попадает в почву, что потенциально ведет к неблагоприятным последствиям как в водных, так и в наземных системах. Таким образом, потенциальные риски многократного применения облачного засева на конкретной территории, где ожидается накопление большого количества посевных материалов в окружающей среде (особенно в почве), вызывают опасения у экологов.

Лишь относительно недавно, в 2016 году, вышла работа, посвященная подробному изучению длительного воздействия йодида серебра на окружающую среду. Ученые из Испании оценили риск острой токсичности для почвенной и водной биоты. Авторы определяли жизнеспособность почвенных бактерий Bacillus cereus и Pseudomonas stutzeri и выживаемость нематод Caenorhabditis elegans, обработанных различными концентрациями йодистого серебра, а также зеленых водорослей Dictyosphaerium chlorelloides и цианобактерии Microcystis aeruginosa. Почвенные бактерии B. cereus и P. stutzeri являются двумя повсеместно распространенными микроорганизмами. Серия токсикологических анализов включала БПК₅ и тест на токсичность Microtox^®.

Исследователи установили, что при концентрации AgI выше 2,5 мкМ значения БПК5 снижались на 20–36% по сравнению с контролем. В тесте Microtox^® высшие концентрации AgI (5 и 12,5 мкМ) подавляли биолюминесценцию. Серебро снижало жизнеспособность штаммов B. cereus и P. stutzeri на 24–50%, а также плотность живых клеток. На C. elegans ни одна из изученных концентраций AgI практически не влияла. После 72 часов воздействия реагента популяции D. chlorelloides и M. aeruginosa уменьшились на 27–56%. Ингибирование общей скорости фотосинтеза достигало 78%.

Исходя из полученных данных, авторы рассчитали процент экотоксикологического риска, который составляет 31,13, что соответствует высокому уровню опасности.

Основной риск, связанный с повторной обработкой AgI, как отмечено выше, заключается в его накоплении в почве и осадочных отложениях. Воздействие AgI на почвенную биоту может влиять на равновесие экосистемы, ее общее благополучие и функционирование.

В целом отложения AgI в почве не представляют риска для выживания наземных организмов, однако повышенные концентрации йодистого серебра умеренно токсичны для почвенных и водных микроорганизмов.

Заключение

Нехватка воды вызывает недостаток сельскохозяйственной продукции, что приводит к снижению доходов фермеров, неудовлетворенности или голоду среди потребителей. Такая ситуация провоцирует эмиграцию из засушливых регионов либо вспышки насилия. Поэтому в полузасушливых и засушливых странах необходимо более эффективное водоснабжение. Для орошения сельскохозяйственных растений применяют инновационные методы доставки воды даже из нетрадиционных источников, включая атмосферную влагу.

За последние десятилетия, по мере того как технологии модификации погоды, такие как засев облаков, развивались и расширяли сферу своего применения, возросло их влияние на окружающую среду и на изменение климата. Суммарная оценка результатов исследований позволила классифицировать экотоксикологический риск от йодида серебра как высокий при концентрациях, имитирующих те, которые можно ожидать после кумулятивного накопления реагента при осаждении его с водой на природных территориях. Засев облаков экологически небезопасен, его следует применять с осторожностью и желательно избегать регулярного применения на одной и той же местности. Очевидно, что риски, связанные с этим методом, недооценены и требуют дополнительных исследований.

Примененный в ОАЭ метод вызывания дождя с помощью электрических разрядов не предусматривает использования химических реагентов и является экологически более дружелюбным. С другой стороны, долгосрочные последствия такого воздействия еще не известны, поэтому следует относиться к нему с осторожностью. И очевидно, что стимулирование осадков на одной территории снижает их количество на другой — закон сохранения массы работает на всех уровнях. Это может привести к межгосударственным конфликтам в засушливых регионах с множеством стран на небольшой площади, как, например, в Персидском заливе. Можно ожидать, что в ближайшее время технологии управления погодой станут предметом международного правового регулирования.

Наука управления погодой

Фермеры давно мечтали 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. Ученые используют модификацию погоды, чтобы увеличить количество осадков и увеличить запасы воды, рассеять туман и свести к минимуму град во время штормов. Частные компании и спонсируемые государством группы даже использовали засев облаков, чтобы сбрасывать свежий снег на лыжные горы и выжимать дождь перед крупными событиями, такими как Олимпийские игры 2008 года в Пекине.

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.

Добавление «семени» дает облакам импульс, создавая ядра льда, которые растут быстрее и больше, чем обычно.

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 водоемы.

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. В этом году в Айдахо Национальный научный фонд частично профинансировал исследовательский проект по тестированию засева облаков для увеличения количества снегопадов вблизи населенных пунктов, где их можно использовать для орошения сельскохозяйственных культур и гидроэнергетики.

«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.

Они предположили, что засев облаков приведет к перераспределению водяного пара в облаках с образованием более мелких градин, а не града размером с мяч для гольфа, который был предсказан. Данные радара, собранные впоследствии, показали, что шторм был на 27 процентов мягче, чем первоначальный прогноз. Трудно доказать причину и следствие, но метеорологи, участвующие в проекте, говорят, что он сэкономил до 100 миллионов канадских долларов на материальном ущербе. В местах, подверженных сильным штормам, даже небольшое снижение интенсивности града может сэкономить миллионы и легко компенсировать затраты на программу управления погодой.

Засев облаков — все еще несовершенная наука, в которой есть место для прогресса, но она может положительно изменить то, как погода влияет на нашу жизнь.

Засев облаков для борьбы с засухой — DW — 24.08.2022

Сегодня люди могут делать больше, чем просто молиться о воде сверху. С помощью засева облаков они могут заставить облака выпускать дождь. Изображение: Arne Dedert/dpa/picture Alliance

ScienceChina

Карла Блейкер

24.08.2022 24 августа 2022 г.

Люди могут влиять на погоду ― до некоторой степени. Сегодня засев облаков или искусственный дождь в основном используется для доставки воды в пострадавшие от засухи регионы. Но в прошлом им также злоупотребляли.

https://p.dw.com/p/4Fz2S

Реклама

Страны северного полушария продолжают бороться с аномальной жарой, лесными пожарами и сильной засухой, что побуждает климатологов и инженеров пытаться изменить погоду самостоятельно.

Китай в настоящее время переживает самую длинную волну тепла из когда-либо зарегистрированных , при этом температура в провинции Сычуань за последние два месяца регулярно превышает 40 градусов по Цельсию (104 градуса по Фаренгейту). Жара заставляет Янцзы, самую длинную реку в Азии, достигать рекордно низкого уровня, вызывая засуху, которая, по словам Министерства водных ресурсов Китая, «негативно влияет на безопасность питьевой воды для сельского населения и домашнего скота и рост посевов».

В ответ на критическую ситуацию китайское правительство предприняло попытку вызвать дождь с помощью так называемого «засева облаков».

Из-за рекордной засухи Янцзы пересыхает в таких местах, как уезд Юньян на юго-западе Китая. Изображение: альянс Chinatopix/AP/picture

Как работает заполнение облаков?

Облака образуются, когда воздух, содержащий водяной пар, поднимается в атмосферу, охлаждается и образует ледяные частицы. Как только достаточное количество этих частиц слипается, образуется облако. Внутри облака ледяные частицы объединяются.

Когда объединенные капли становятся достаточно большими и тяжелыми, они падают на землю в виде осадков: дождя, снега или града, в зависимости от температуры и других погодных условий.

При засеивании облаков в облака добавляются мелкие частицы йодида серебра, соли с кристаллической структурой, похожей на лед. Этот процесс можно выполнять либо с самолета, либо с дрона, либо частицы можно запускать с земли.

Этот метод позволяет «обманывать» водяной пар внутри облаков, формируя капли вокруг частиц йодида серебра, сообщил DW Хосе Мигель Винас, метеоролог испанской компании Meteored, которая управляет погодными веб-сайтами в нескольких странах.

Как только капли становятся достаточно тяжелыми – процесс, который ускоряется добавлением йодида серебра – они падают с облаков в виде осадков.

То, как работает этот процесс, объясняет, почему Пекин в настоящее время изо всех сил пытается создать семена облаков: необходимо, чтобы по крайней мере несколько облаков уже были в тех частях неба, где вы хотите вызвать дождь, и в некоторых регионах Китая, которые отчаянно нуждаются в воде, не имеют достаточного облачного покрова, чтобы метод работал. Люди до сих пор не могут создавать дождевые облака из воздуха.

Можем ли мы управлять небесами?

Для просмотра этого видео включите JavaScript и рассмотрите возможность обновления до веб-браузера, поддерживающего видео HTML5

Кто вызывает дождь и почему?

Первые попытки засева облаков были предприняты американскими учеными в исследовательской лаборатории General Electric в 1940-х годах. Сегодня метод используется в разных странах мира. Самым последним примером является Китай, и Пекин уже однажды использовал эту технику, чтобы вызвать дождь перед летними Олимпийскими играми 2008 года.

Известно также, что в России засевают облака перед большими праздниками, чтобы дождь не испортил народные гуляния. Сообщается, что в 2016 году Россия заплатила 86 миллионов рублей (1,44 миллиона евро или 1,43 миллиона долларов) за меры по засеву облаков, чтобы обеспечить сухие майские праздники. В день торжества в Москве стояла солнечная погода.

Сегодня этот метод в основном используется для вызова дождя в регионах, где наблюдается засуха. Помимо Китая, США также используют засев облаков, совсем недавно в западных штатах, особенно сильно пострадавших от засухи, таких как Айдахо и Вайоминг.

Оглядываясь немного назад, США использовали засев облаков в качестве оружия во время войны во Вьетнаме, чтобы продлить сезон дождей, тем самым нарушив цепочку поставок Вьетконга и нанеся вред его прогрессу, сделав землю грязной из-за большего количества дождей.

А в апреле 1986 года летчики советских ВВС рассеяли облака, которые двигались из Чернобыля, где только что взорвалась атомная электростанция, в сторону российской столицы Москвы. Операция была признана режимом успешной — радиоактивные облака не достигли российских городов. Вместо этого они осыпали радиоактивными отходами сельские районы Беларуси и несколько сотен тысяч человек, которые там жили.

Индия также экспериментирует с засевом облаков. Этот самолет с контейнерами с йодидом серебра вылетел из Бангалора в 2017 году.

Последние два примера показывают, что технология, разработанная для всеобщего блага, всегда может быть использована не по назначению людьми, наделенными властью. Но есть и другие факторы, из-за которых некоторые эксперты скептически относятся к тому, является ли заполнение облаков хорошей идеей.

Один аргумент: если вы посеете облака над своим регионом для борьбы с засухой, эти облака не перенесут дождь в соседний регион, где они могли бы предоставить столь необходимую передышку от дождя.

«Если вы вызываете дождь в одном месте, вы уменьшаете количество осадков ниже по течению», — сказал профессор прикладной физики Гарвардского университета Дэвид Кейт, чьи исследования сосредоточены на стыке науки о климате, технологий и политики. Он сравнил этот процесс с «грабежом Петра, чтобы заплатить Полу».

«Это по своей сути делает победителей и проигравших», — сказал он DW.

Эксперты также предупреждают, что управление погодой может оказаться слишком сложной задачей, чтобы выполнить ее без сучка и задоринки, и опасаются, что это может отвлечь внимание от более традиционных мер, направленных на борьбу с изменением климата.

«Геоинженерия, включая крупномасштабное засев облаков, — это опасный эксперимент, который может выйти из-под нашего контроля и привести к непредвиденным последствиям», — сказал Винас.

«Если мы хотим уменьшить воздействие засух или штормов, особенно сильных в контексте текущего глобального потепления, мы должны инвестировать в меры по адаптации и смягчению последствий».