Занимательная климатология - Николай Ясаманов

 В результате возрастания потребления энергии и развития разнообразных энергоемких и теплоемких производств приземный слой воздуха в городах будет прогреваться все интенсивнее. Как отмечает известный советский климатолог профессор X. П. Погосян, в настоящее время в крупных промышленных центрах разность температуры между центральными районами и окраинами уже достигает 4-6°, а в некоторых городах - 6-8°. Теплый воздух над городом оформляется в виде своеобразного купола. Он располагается на высоте 200-300 м, и этой высотой ограничивается зона инверсии температур.

 Купол тепла, образованный при определенных метеорологических условиях, не только оказывает влияние на температурные условия местности и режим выпадения осадков, но и уменьшает прозрачность атмосферы. Последнее связано с тем, что в пределах этого купола накапливаются разнообразные пылевые и газовые выбросы производства, загрязненность атмосферы сильно возрастает. В результате слабой прозрачности атмосферы над городами поступление солнечной радиации, особенно в зимние месяцы, сокращается, количество солнечных дней в городах уменьшается. Этот фактор вместе с существующей загрязненностью воздуха промышленными отходами приводит к нежелательным воздействиям на человеческий организм. В частности, повышенное содержание пыли и различных аэрозолей в воздухе при сокращенном поступлении ультрафиолетового излучения вызывает простудные и аллергические заболевания, которые в определенные месяцы в виде крупных эпидемий охватывают многочисленные группы городских жителей.

 В настоящее время, исходя из огромной важности проблемы формирования климата города, проводятся тщательные климатологические наблюдения, учитывающие перспективы развития города и чистоту воздушного бассейна над ним.

На протяжении долгого времени человек и климат активно сосуществуют. Климат воздействует на природную среду и изменяет ее. Хозяйственная деятельность человечества более или менее приспособлена к существующим ландшафтно-климатическим условиям. Однако человек все время вынашивает мечту изменить климат и сделать его более благоприятным. Многовековая мечта человечества заключается в том, чтобы, воздействуя на процессы формирования климата, создать комфортные условия для своего существования. Все больше человечество склоняется к мысли искусственного воздействия на погоду и климат.

 Техническая оснащенность человечества настолько велика, что она в состоянии изменить не только региональный, но и глобальный климат. Сдерживают от осуществления глобальных проектов только неизвестные неблагоприятные последствия и также возможность развития различных катастрофических явлений.

 В результате хозяйственной деятельности человека на больших площадях были уничтожены леса, произошло опустынивание огромных территорий, в широких масштабах осуществлялись ирригационные и мелиоративные работы. Немаловажное влияние на формирование локального и регионального климата оказывали осушение болот, создание искусственных водохранилищ, строительство крупных населенных пунктов, промышленных центров и обширных городских агломераций, развитие наземного и воздушного транспорта и т. д.

 Сооружение любого крупного промышленного объекта оказывает влияние на локальный климат. Допустим, сооружается крупная гидроэлектростанция. В процессе строительства ГЭС расширяется русло реки, стабилизируется в ее бассейне судоходство, обводняются и орошаются значительные территории. Одновременно с этим происходит существенный подрыв базы рыбного хозяйства. Обширное зеркало водохранилища сильно меняет гидрометеорологические условия. В зонах умеренного климата меняются интенсивность ветров и влажность, а в полупустынных и пустынных районах создаются своеобразные климатические оазисы. Водохранилища в пустынях- это средство снижения жары и увеличения увлажненности воздуха, благоприятно воздействующее на живой организм.

 Большую пользу приносят сельскому хозяйству полезащитные лесные полосы. Высаженные стройными рядами деревья по краям полей уменьшают силу иссушающих ветров-суховеев, уменьшают ветровую эрозию, меняют режим температур, испарения и влажности воздуха. Благодаря созданию полезащитных полос в степных районах Советского Союза был не только спасен почвенный слой на обширных площадях, но и созданы предпосылки для стабильной урожайности зерновых культур.

 Но не только созданием полезащитных лесных полос можно избежать пагубного воздействия засухи. В сухих районах Советского Союза ежегодная сумма атмосферных осадков колеблется в довольно широких пределах - от 150 до 400 мм в год. Да и время выпадения осадков бывает разным. Поэтому главная задача в борьбе за урожай, в борьбе против засухи состоит в том, чтобы не просто увеличивать искусственным путем общее количество атмосферных осадков, а вызвать дождь, создать более благоприятный режим речного и подземного стока и улучшить температуру приземного слоя воздуха именно в период вегетации сельскохозяйственных культур.

 Целый ряд мероприятий приводит к локальному изменению режима почвенного увлажнения. В ряде мест создаются своеобразные микроклиматы, но такие действия не оказывают существенного влияния на общий климат территории. Поэтому в последние годы в ряде стран расширились исследовательские работы по искусственному воздействию на атмосферные процессы с целью создания благоприятных погодных условий на более или менее обширных территориях.

 Первые опыты подобного направления стали проводиться довольно давно. Во время второй мировой войны, когда необходимо было обеспечить бесперебойные полеты самолетов, проводились эксперименты по рассеиванию туманов над аэродромами. Для этого по обеим сторонам посадочной полосы прокладывались трубы с многочисленными мелкими отверстиями, направленными вертикально. Под большим давлением через трубы пропускалось горючее вещество, которое, выходя через отверстия тоненькой струйкой, загоралось. Над аэродромом искусственно создавался слой теплого воздуха. Капли тумана конденсировались и испарялись, и над посадочной полосой образовывалось пространство без тумана. Видимость на определенное время улучшалась.

 В настоящее время проводятся серьезные работы по разработке методов и способов активного воздействия на облака и туманы. Осуществлены удачные опыты по рассеиванию тумана и облачности при температурах воздуха ниже нулевой отметки.

 Советские геофизики представили широкий план изучения физики облаков. Это является необходимым условием для разработки рациональных способов борьбы с засухой и градом. Работы показали практическую возможность и целесообразность активного воздействия на облака и тучи. Чтобы произошло выпадение осадков из облаков, необходимо изменить их структуру таким образом, чтобы они состояли не из переохлажденного водяного пара, а из капелек воды или кристаллов льда. Увеличиваясь под искусственным воздействием до тех размеров, когда восходящие потоки воздуха уже не в состоянии удержать кристаллы во взвешенном состоянии, они выпадают на землю.

 Для изменения структуры переохлажденного облака в него необходимо ввести определенные реагенты - химические соединения, воздействующие на структуру облака. Одним из таких реагентов является твердая углекислота, или «сухой» лед. Широко используется для этих же целей йодистое и хлористое серебро, способное конденсировать пары воды и наращивать вокруг себя капли переохлажденной воды. Вокруг частиц твердой углекислоты с температурой около -70 °С возникает охлаждение и образуются мелкие ледяные кристаллики. Совместное нахождение мелких кристаллов льда и переохлажденных капель воды приводит к постепенному нарастанию ледяных кристаллов. В дальнейшем в облаке процесс протекает естественным путем, т.е. происходит рост кристаллов льда и выпадение их на землю точно так же, как это бывает в обычном кучево-дождевом облаке. Экспериментальные исследования показали, что осадки выпадают только при толщине облаков свыше 400 м, а в остальных случаях облака рассеиваются. Мощные облака дают осадки только в том случае, когда температура на верхней границе облака ниже -4 °С. В таких условиях для уничтожения 1 км3 облака необходимо затратить всего несколько сот граммов углекислоты, которая рассеивается самолетами.

 Важное практическое значение имеет уничтожение облаков на площадях в десятки тысяч квадратных километров. Однако надо помнить, что ликвидация сплошной облачности на крупной территории вызывает большие изменения приземных температур.

 Практически идея искусственного дождя осуществляется только при определенных состояниях атмосферы, когда для появления дождя недостает какого-нибудь одного компонента. Поэтому задача состоит в том, чтобы вызывать дождь из облаков, которые в естественных условиях не дают осадков, или воздействовать на них таким образом, чтобы облака дали как можно больше осадков в засушливых районах.