Погодная магия

Сжечь от свечи сухую ветку папоротника, произнося: «Как папоротника наверх дым унесется, так пусть на землю благодатный дождь прольется». Популярные ресурсы по магии содержат сотни рецептов управления погодой ? однако в том, насколько они работают, есть немалые сомнения. Современная наука предлагает методы не такие интригующие ? но не менее эффектные и гораздо более эффективные.

Стоит сказать, что даже самые действенные современные методы вызывания дождя или разгона туч, далеко не совершенны. Но часто они срабатывают почти магически ? и это вряд ли удивительно, ведь выросли они из той же погодной магии и суеверий, которыми и ограничивались еще совсем недавно. Можно вспомнить работы австрийско-американского психоаналитика-неофрейдиста  

^{Райх и «Укротитель туч»}

^{©orgonika.ru}

Впрочем, реальной эффективности впервые удалось добиться при выполнении совершенно противоположной задачи – «засеве облаков» агентами, стимулирующими конденсацию более крупных капелек воды и выпадение осадков. Вместо сухости, тумана и града можно получить дождь или снег, в зависимости от времени года. В отличие от оргонного «Укротителя туч», в действенности этой технологии сомневаться не приходится: процесс воспроизводился бесчисленное число раз и в лаборатории, и в полевых условиях. Им активно пользуются по всему миру ? в России, США, европейских странах, Индии и Китае, где недавно именно эту технологию применили для очищения атмосферы в Пекине от удушливого дыма, который стоял над столицей страны несколько месяцев.

Для «засева облаков» используют микроскопические частицы, способные служить в них центрами кристаллизации льда и вызывать изменение фазового состояния. Обычно для этого берут порошковый оксид алюминия или иодид серебра (I). Их кристаллические структуры очень близки к структуре водного льда, что и позволяет им эффективно выполнять эту задачу. Часто применяют и сухой лед (твердый углекислый газ): он быстро сублимируется, переходя сразу в газовую фазу, вызывая переохлаждение окружающей среды и стимулируя кристаллизацию. Облака наполняются множеством мелких льдинок, выпадающих осадками: дело сделано.

Все началось с морозильника

Помимо иодида серебра (I) и сухого льда, иногда для той же цели используют и другие вещества ? например, сжиженный пропан или обыкновенную поваренную соль. Соль проявила себя более эффективной в достаточно теплых облачных массах, поэтому чаще к ней прибегают в ЮАР или Мексике, нежели в России.

Использование иодида серебра (I) для активного воздействия на облачные массы было предложено в 1971 году доктором Бернардом Воннегутом (Bernard Vonnegut), братом всемирно известного американского писателя-фантаста Курта Воннегута. Но раньше появился искусственный лед, предложенный родоначальником современных технологий «засева облаков», химиком и метеорологом Винсентом Шефером (Vincent Schaefer).

^{«Тучеразгонитель» на паровой тяге на открытке 1900 года}

^©wikimedia

Вскоре после конца Второй мировой войны он совершал прогулку по горам в замечательной компании Ирвинга Лэнгмюра (Irving Langmuir), лауреата Нобелевской премии по химии за 1932 год, во время которой ученые имели весьма плодотворный разговор о механизмах формирования облаков. Вернувшись в свою лабораторию, Шефер модифицировал морозильную камеру, превратив ее в устройство для формирования искусственного переохлажденного облака, мелкая водная дисперсия в котором находилась при температуре около 0?С. Используя этот нехитрый, по сегодняшним меркам, инструмент, он начал экспериментировать, исследуя процесс формирования ледяных кристаллов в таком облаке.

Шефер опробовал великое множество веществ, проверяя их эффективность в качестве катализаторов этого процесса. В искусственную облачность летело все подряд, от порошка талька до молотой глины и поваренной соли. Но однажды в летний день, когда в помещении было слишком жарко, и аппарат не справлялся с достаточным охлаждением пара, ученому пришло в голову помочь ему, внеся сухой лед ? твердый углекислый газ, находящийся при температуре ниже -78 ?С. Осадки выпали почти моментально: в переохлажденном влажном воздухе перенасыщенный пар быстро переходит к спонтанной кристаллизации.

^{Кристаллическая структура сухого льда}

^{©Ben Mills}

Дождь во имя демократии

Иодид серебра (I) и сухой лед ? два основных «заклинания», которые используют сегодня для того, чтобы предотвратить появление града или вызвать выпадение осадков. Доставляют их на место работы, распыляя в воздухе с самолетов или зенитными пушками (реже ? гаубицами), начиненными специальными зарядами.

Технологии управления погодой, родившиеся из экспериментов Шефера, вскоре попали под действие международных конвенций наряду с прочим, существующим и перспективным климатическим оружием. Их использование для военных целей было запрещено рядом международных соглашений ? что, впрочем, не помешало американской армии проводить «засев облаков» во время войны во Вьетнаме.

С марта 1967-го по июль 1972 года 54-я эскадрилья метеоразведки ВВС США провела экспериментальную операцию «Попай», и каждый сезон дождей наполняла воздух порошками, стимулирующими выпадение осадков. И действительно, осадков выпало в несколько раз больше нормы, затопление полей вызвало падение урожая, вода смыла стратегически важный путь снабжения партизан. Девизом эксадрильи стала переиначенная цитата из Джона Леннона: «Занимайтесь грязью, а не войной» (Make Mud, Not War).

^{Lockheed C-130 Hercules – военно-транспортный самолtт, используемый в операции «Попай»}

^{©U.S. Air Force/ Howard Blair}

Там, где сухо

Впрочем, чтобы все эти порошки сработали, в воздухе должно быть достаточно атмосферной влаги. Сконденсировать ее из ничего не могут даже самые хитрые химикаты ? а между тем именно в этом нуждаются страны с жарким и засушливым климатом. Поэтому один из самых богатых людей мира, президент ОАЭ Халифа ибн Зайд Аль Нахайян организовал огромную финансовую поддержку работам, которые обещали найти методы эффективного контроля за погодой в непростых климатических условиях арабской пустыни. Результат оказался титанически громадным.

По заказу арабов швейцарская компания Meteo Systems International соорудила для Эмиратов крупнейший проект по ионизации воздуха в мире. Массив ионизаторов создает движение положительно заряженных ионов воздуха вниз, к поверхности Земли, а отрицательные заставляет подниматься выше. Двигаясь вверх, они притягивают к себе мелкие частицы пыли, которые на достаточной высоте уже работают в качестве центров кристаллизации льда и стимулируют выпадение осадков. Для создания дождя такой установкой достаточно и низкой влажности воздуха ? от 30% ? когда на небе не видно буквально ни облачка.

Церемония открытия Олимпийских игр 2008 года в Пекине оказалась грандиозной не только по масштабу шоу, но и по усилиям, какие приложили китайские власти для того, чтобы не испортить его плохой погодой. В полную готовность было приведено 30 самолетов, 4 тыс. ракетных и 7 тыс. артиллерийских орудий, которые по первому сигналу синоптиков готовы были вызвать дождь накануне открытия игр, чтобы расчистить небо в праздничный день.

Летом 2010 года сотня таких ионизаторов начала работу в городе Аль-Айн и его окрестностях ? и эффект оказался замечательным. С июля по август, когда здесь привыкли не ждать от небес ни капли влаги, в разных районах было зафиксировано 52 небольших дождика. Удачный опыт реализации проекта может стать лишь первым небольшим шажком к более масштабной цели манипулирования климатом во всей стране, а может ? и на всем Аравийском полуострове. В конце концов, в финансировании ОАЭ может себя не стеснять.

^{Ионизаторы рядом с городом Аль-Айн}

^{©Meteo Systems}

Кое-что о пользе загрязнений

В 1970 году в США было существенно расширено действие Акта о чистом воздухе (Clean Air Act), и некоторые последствия введения его в действие в федеральном масштабе проявились уже вскоре. За следующие пять лет выброс в воздух загрязняющих микрочастиц диаметром 10 мкм и менее сократился на 40%. Но были последствия и не столь ожидаемые: власти Атланты, столицы штата Джорджия, отметили, что среднегодовой уровень осадков в городе увеличился на 10%.

Исследования этого явления показали, что мелкие частицы, которые выбрасывали многочисленные предприятия в городе и окрестностях, замечательно стимулируют образование облаков, однако на конденсации воды и кристаллов льда, необходимых для появления осадков, сказываются плохо. При их участии образуются слишком мелкие частицы взвеси, неспособные выпасть на землю дождем. Так что если мы беспокоимся о достаточном увлажнении планеты, нелишним будет обратить внимание и на глобальные выбросы мелких частиц сажи в атмосферу.

^{Оборудование для «засева облаков» (генератор дыма йодистого серебра), установленное на самолете Cessna 210}

^{©Christian Jansky} 

Ну а если дождей окажется слишком много, мы всегда можем вспомнить о старой доброй магии: «Импервиус!» ? в мире Гарри Поттера это заклинание позволяет не промокнуть даже под самым сильным ливнем.