Малое количество осадков объясняется тем, что облака над территориями не вырастают до таких размеров, чтобы обильный дождь пошел естественным путем, либо их просто слишком мало образуется. Это создает большие проблемы для сельского хозяйства, увеличивает вероятность природных пожаров и негативно сказывается на состоянии почвы. В этом году на юге России и Северном Кавказе дефицит осадков привел к потере огромной части урожая зерновых. В Гидрометцентре страны ситуацию с засухой назвали критической. По словам главы ведомства Романа Вильфанда, исправить ее может снежная зима, но будет ли она, точного прогноза пока нет.
Решить проблему с засухой пытаются по всему миру разыми способами и с разной степенью успеха. На смену знаменитым шаманским танцам с бубнами приходят научно обоснованные методы, среди них распыление реагентов, использование тепловых пушек и комплексов из нагретых аэростатов.
Например, Китайская аэрокосмическая научно-техническая корпорация в 2018 году установила десятки тысяч горелок с химическим топливом у подножия хребтов Тибетского нагорья на высоте пять тысяч метров. При сжигании топлива в атмосферу выделяется йодид серебра, который конденсирует водяной пар, образуя тучи.
Это проверенный метод, именно им пользуются в России для вызова осадков с помощью авиации. Самолет Як-42Д "Росгидромет" в конце весны и начале лета 2020 года работал и на Ставрополье. Он "ловил" нужное облако, отстреливал специальные патроны с реагентом, заставлял тучу проливаться дождем.
- Про воздействие на облака реагентами, распыляемыми либо с земли, либо с самолета, мы уже многое знаем. Это сейчас самая продвинутая и работающая технология, но здесь много вопросов. Основная проблема - ее не всегда можно использовать, не для всех облаков она подходит. А если облачности нет вовсе, то тем более ничего не выйдет, - рассказал корреспонденту "РГ" ведущий научный сотрудник Научно-производственного центра "Антиград" в Нальчике, эксперт в области модификации погоды Али Абшаев. - Мы же изучаем возможность создания именно облачности при ясной погоде и расширения границы применения конвективных облаков.
Али Абшаев - один из авторов статьи для журнала Atmospheric Research, в которой ученые из СКФО и ОАЭ изложили промежуточные результаты эксперимента со стимулированием конвекции в атмосфере для создания искусственных облаков и осадков. В статье анализируются результаты и причины неудач экспериментов ученых с метеотронами, которые представляют собой стационарные установки, предназначенные для инициирования мощных восходящих потоков.
"Для улучшения плавучести метеотрона предлагается использовать комбинированный метод, основанный на применении турбореактивного двигателя. Его выходная струя создает аэрозольное облако, которое поглощает коротковолновое солнечное излучение. Скорость восходящего потока уменьшается до минимума на высоте, где температура струи совпадает с температурой окружающей среды. При этом радиус струи увеличивается, и на высоте выравнивания температуры она принимает форму зонтика. Для того чтобы искусственно созданный поток способствовал развитию облачной конвекции, высота выравнивания температуры должна быть равна или больше высоты уровня конденсации", - говорится в аннотации к научной работе.
Известны многочисленные случаи развития конвективных облаков под воздействием мощных источников тепла (например, во время извержения вулканов или сильных пожаров, когда в небо поднимаются большие теплые массы).
Сейчас ученые СКФО исследуют применение метеотронов. Специалисты пытаются понять масштабность действия этих устройств. Некоторые из них проходят процедуру патентования. Важно понять - на какую высоту с их помощью можно поднять конвективные струи, чтобы воздействовать на облака, и при каких атмосферных условиях (водосодержание, температурная стратификация, ветер) способна работать техника.
- Чтобы этот метод сработал, струя должна подняться до нижней границы конвективного облака, то есть на высоту примерно три-четыре километра от земли, - отметил профессор кафедры общей и теоретической физики Северо-Кавказского федерального университета, специалист в области физики облаков и атмосферы Роберт Закинян. - По нашим расчетам, для этого температура струи должна превышать температуру окружающей среды на 10-20 градусов. Можно и больше, но воздух в струе тогда окажется более сухим, а для нас желательно, чтобы он оставался влажным. Есть еще одно важное условие: чтобы струя достигла нижнего края облака, нужно задать ей скорость от 25 до 100 метров в секунду. В противном случае она рассеется. Обеспечить такую скорость могут турбореактивные двигатели, как на самолетах.
Сам метеотрон может быть смонтирован по-разному. Например, в качестве основы подойдет авиационная турбина, огнеметы, системы, создающие тепловые факелы. Но задача всех их одинаковая - поднять теплый воздух максимально высоко, чтобы началась конденсация.
Экспериментальную установку в этом году тестировал Физический институт имени Лебедева РАН. Это были высотные многоярусные зачерненные аэростаты. Внешне они напоминали гигантскую спиральную змею с диаметром колец до 25 метров. Ученые планировали добраться до высоты в один километр. Аэростаты должны были нагреваться от солнца и прогревать воздух который бы доходил до верха, не остывая. На практике не удалось поднять конструкцию выше, чем на четыре яруса.
- В Советском Союзе такие исследования тоже проводились и удалось добиться некоторых результатов. Но тогда все плохо документировали, измерений проводили недостаточно, не было таких методов моделирования, как сейчас. Возможно, тем исследователям в наше время при современных технологиях было бы проще. Мы же сейчас хотим понять, есть ли перспективы у этого направления либо надо закрыть тему окончательно, - заключил Али Абшаев.
Кстати
В нынешнем году аграрии Ставрополья собрали 5,5 миллиона тонн зерновых и зернобобовых культур, что на 35 процентов меньше, чем в 2019-м. Урожайность упала на четверть - до 25,2 центнера на гектар. Пострадали практически все сельхозтоваропроизводители региона.