Участившиеся природные катаклизмы специалисты не без оснований связывают с глобальным потеплением климата в последние 20 - 30 лет. Эта тенденция наглядно проявляется в таянии льдов и ледников в высоких широтах, в смягчении климата в некогда суровых районах Земли. Измерения скорости распространения низкочастотного звука, проведенные учеными Института прикладной физики РАН в Тихом океане на огромной по протяженности трассе - от Австралии до Камчатки, показали, что температура воды на глубине около 100 метров за последние двадцать лет увеличилась на 0,7 градуса. Если принять во внимание всю гигантскую массу воды, можно вообразить, какая огромная дополнительная энергия образовалась в результате этого, казалось бы, незначительного, меньше одного градуса, нагрева.
Накопленная в виде тепла энергия может находить (и находит) выход в спокойной, не вызывающей бурных процессов форме таяния льда. И хотя в долгосрочном плане это тоже неблагоприятная тенденция для человечества в целом, надо признать, что справиться с долговременными факторами глобального потепления очень и очень трудно, а скорее всего, невозможно.
А вот подумать о том, как и чем противостоять участившимся и все более масштабным природным катастрофам, в частности, разрушительным торнадо, видимо, стоит.
Торнадо возникают как результат восходящего потока воздуха, нагретого у поверхности. В рассматриваемом нами случае - у поверхности воды. Такой восходящий поток "ищет" канал, вдоль которого он устремляется вверх. Как показывают наблюдения и модельные эксперименты, из множества таких путей случайно выбирается один канал, который "стягивает" к себе воздух из окружающего пространства. В результате скорость воздушных масс заметно возрастает вблизи оси такого потока. Возникает подобие опрокинутой воронки с вращающимися, поднимающимися и все более ускоряющимися массами воздуха внутри нее.
Энергетический потенциал этого вихря можно оценить. Если допустить, что энергия собирается из цилиндрического объема диаметром 100 километров и высотой 10 километров, а начальная скорость ветра 15 м/сек (60 км/час), то энергия составит величину в тротиловом эквиваленте около 1 мегатонны взрывчатого вещества. При всасывании воздуха в область с диаметром в пятнадцать раз меньше первоначального, скажем, в горловину опрокинутой воронки шесть километров в поперечнике, скорость ветра переваливает за 200 км/час, достигая огромной разрушительной силы.
Хочу сделать специальную оговорку, что эти оценки энергии весьма приблизительны и, скорее всего, завышены на порядок. Но предположим, что именно такой мощности торнадо не сегодня завтра возникнет в океане и двинется в сторону густонаселенного побережья. Перемещаясь, вихрь постоянно подпитывается энергией - именно этим он более всего и страшен. Ведь за несколько дней своего "разгульного" существования он способен выплеснуть разрушительной энергии во много раз больше, чем приведенное выше значение мгновенной накопленной энергии.
Можно ли разрушить это грозное явление природы, причем разрушить в фазе зарождения? По-видимому, можно, поскольку вихрь или торнадо представляет собой конечную стадию развития неустойчивости, связанную с восходящими потоками воздуха. Другими словами, торнадо - это весьма устойчивое образование воронкообразного движения воздуха. Если нарушить эту устойчивость, перебить хребет дьявольской спирали и тем самым прервать подпитывающий торнадо приток энергии и массы с периферии, то он должен разрушиться, угаснуть. А чтобы образовался новый вихрь, потребуется время и "поиск" нового места, где сойдутся необходимые условия и факторы для зарождения торнадо.
Нарушить устойчивость торнадо, перебить спираль подпитывающей его энергии с большой долей вероятности можно посредством взрыва с энерговыделением примерно в одну десятую от энергии самого вихря. Заряда обычной взрывчатки здесь будет недостаточно, а вот ядерный заряд в 10 - 20 килотонн, приведенный в действие рядом с центром вихря или в непосредственной близости от центра, с такой задачей может справиться. Поскольку взрыв должен быть воздушный, следует подобрать или специально сконструировать заряд с минимальным выделением радиоактивных продуктов.
Как показывает статистика, мощные торнадо обычно зарождаются над поверхностью океана на некотором удалении от побережья. В большинстве случаев это дает возможность оценить ситуацию и принять контрмеры: выбрать подходящий заряд и средство его доставки, определить точку и время упреждающего удара так, чтобы свести к минимуму возможные негативные последствия от ядерной атаки на торнадо (вывести суда и корабли за границы потенциально опасного района, не допустить ущерба на близлежащих островах или побережье).
Высказывая это, как сочтут многие, весьма неоднозначное предложение, я, разумеется, понимаю, что при практическом его рассмотрении возникают проблемы международного плана с учетом подписанных соглашений, запрещающих испытания ядерного оружия в трех средах. Но это уже международному сообществу решать, что для него важнее - буква договора или возможность предотвратить гибель тысяч людей и гигантский материальный ущерб.
Очевидно, и то, что изложенные здесь соображения требуют детальной научной проработки, проведения модельных экспериментов лабораторного масштаба и установления определенных теоретических закономерностей, дающих возможность планировать реальную ситуацию. Эта работа, я уверен, вполне по силам специалистам ведущих институтов Российской академии наук и наших научных центров. На пользу делу тут, безусловно, пошла бы и широкая международная кооперация.
Об авторе
Крохин Олег Николаевич - специалист в области физики лазеров, взаимодействия лазерного излучения с веществом, в частности, с плазмой. В 1956-1959 годах работал в ядерном центре на Урале, в 1994-2004 годах - директор Физического института им. П.Н.Лебедева, академик РАН (2000). В настоящее время - директор Отделения квантовой радиофизики им. Н.Г.Басова, заместитель директора ФИАН.
| комментарий |
Получив письмо академика Крохина, мы решили связаться с тем научным центром, где в конце 50-х начинал свою научную карьеру выпускник физфака МГУ Олег Крохин и где разработана не одна дюжина ядерных боеприпасов и зарядов разного назначения, в том числе и так называемые "чистые" ядерные взрывные устройства с минимальным выделением осколочной радиоактивности.
На просьбу "Российской газеты" прокомментировать необычную идею усмирения торнадо отозвался научный руководитель Российского федерального ядерного центра ВНИИ технической физики академик РАН Евгений Аврорин:
- Как идея это имеет право на существование. И технически вполне возможно. Если использовать термоядерные заряды с минимальным количеством радиоактивности (так называемые "чистые" заряды, которые были разработаны и в Советском Союзе, и в США), то радиоактивные выпадения были бы в десятки, а то и в сотни тысяч раз меньше, чем при воздушных испытаниях 50 - 60-х годов. Доставить такой заряд в нужное время в нужную точку тайфуна также вполне возможно. Но на пути реализации такого предложения стоят международные соглашения. Ядерные взрывы в атмосфере, в том числе над океаном, как известно, запрещены договором, который подписан в Москве еще в 1963 году. В будущем году исполнится десять лет Договору о всеобщем запрещении ядерных испытаний. И мировое общественное мнение не готово к отказу от этих запретов даже под впечатлением тех разрушительных последствий, что принес жителям прибрежных районов США ураган "Катрина". Неясно и другое: кто и на основании каких данных станет принимать решение о запуске ракеты с ядерным зарядом? Да и кто может поручиться, что столь крайняя мера не окажется избыточной, а то и вовсе не нужной? Ведь вслед за "Катриной" еще большей беды ждали от торнадо "Рита", а он без посторонней помощи испустил дух, не дойдя до берега.