СПОСОБ ОБРАЗОВАНИЯ ИЛИ РАССЕИВАНИЯ ОБЛАКОВ Российский патент 1995 года по МПК A01G15/00 

Изобретение относится к метеорологии и может быть использовано для искусственного управления погодой, а именно вызывания осадков из облаков в различных отраслях народного хозяйства, например в сельском хозяйстве для орошения засушливых земель, в гражданской обороне при химических загрязнениях атмосферы, а также в области охраны окружающей среды при очистке атмосферного воздуха от смога или рассеивания облаков для устранения осадков, низкой облачности, тумана и парникового эффекта.

Известны способы образования осадков, заключающиеся в том, что искусственно охлаждают воздух в задерживающем слое атмосферы с помощью введения хладагента до температуры, при которой исчезают его задерживающие свойства для влажной конвекции, но сохраняется при этом сухонеустойчивая стратификация в районе воздействия. Степень охлаждения определяется массовой концентрацией вводимого хладагента, например воды, жидких газов, твердой углекислоты и т. п. [1]
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ искусственного дождевания, заключающийся в том, что распыливают наэлектризованные частицы конденсирующего агента, в качестве которого применен дым, имеющие полярность одного знака, в заданном объеме атмосферы [2]
Недостатками этого способа являются невозможность целенаправленного управления погодными условиями, а также низкая экологическая чистота процесса в сложной экологической обстановке за счет применения дыма, частицы которого являются конденсирующим агентом для образования дождевых капель. Это приводит к снижению эффективности искусственного вызывания дождя.

Задача изобретения образование кучево-дождевых облаков для получения осадков или их рассеивания за счет создания вертикальных турбулентно-вращающихся конвективных потоков смеси поляризованных частиц сухого воздуха и древесной листвы с сухим водяным паром или сжатым воздухом в заданном объеме атмосферы.

Для этого в известном способе образования или рассеивания облаков, заключающемся в подаче в заданный объем атмосферы наэлектризованных частиц конденсирующего агента с полярностью одного знака, согласно изобретению перед подачей в заданный объем атмосферы конденсирующий агент сначала смешивают с сухим воздухом, затем эжектируют теплоносителем, а подачу смеси осуществляют турбулентно-вращающимся восходящим потоком в виде расширяющегося вверх конуса. Кроме того, в качестве конденсирующего агента используют предварительно измельченную и высушенную древесную листву. Согласно изобретению в качестве теплоносителя используют сухой водяной пар или сухой сжатый воздух. Поляризацию частиц конденсирующего агента проводят при смешивании его с сухим воздухом. Скорость потока смеси выбирают равной скорости звука. Продольные и поперечные размеры частиц конденсирующего агента не более 0,2 мкм.

На фиг. 1 показан процесс образования облаков для получения осадков; на фиг.2 процесс рассеивания облаков для устранения осадков (стрелками показано движение облаков).

На чертежах позициями обозначены: установка 1 для образования или рассеивания облаков, турбулентновращающийся восходящий поток 2 смеси конденсирующего агента с сухим воздухом, эжектированный теплоносителем в виде расширяющегося вверх конуса, облако 3.

Установка для образования кучево-дождевых облаков для получения осадков или их рассеивания включает "паротрон", состоящий из отдельных модулей. Каждый модуль монтируется на трейлере и состоит из эжекционного устройства, парового котла с высокой производительностью по пару, устройства для электростатической обработки смеси сухого воздуха с микрочастицами древесной листвы и топливного блока для питания парового котла. Кроме того, в состав "паротрона" входят автоцистерна с водой для подпитки котлов, автоцистерна для микрочастиц древесной листвы с воздушным компрессором для питания модулей "паротрона" и передвижная электростанция для электроснабжения установки.

Процесс образования вихревого потока идет за счет эжектирования окружающего сухого воздуха теплоносителем, например сухим водяным паром или горячим сухим сжатым воздухом с помощью известных технических средств. При этом смесь сухого воздуха с микрочастицами древесной листвы, измельченной и высушенной, предварительно поляризуют с помощью известных технических средств на входе в "паротрон", затем смешивают с сухим водяным паром или горячим сухим сжатым воздухом. Смесь направляют струями в атмосферу с помощью сопел эжекторов со скоростью, равной скорости звука, наклонное расположение которых в эжекционном устройстве создает вращающееся вихревое движение окружающего воздуха, направленного вертикально вверх.

В зависимости от необходимости можно использовать несколько модулей "паротрона". При этом турбулентность восходящего потока сухого воздуха и микрочастиц древесной листвы, смешанных с водяным паром или горячим сухим сжатым воздухом, зависит от назначения действия "паротрона", количества модулей установки, их месторасположения и настройки.

Способ образования облаков для получения осадков или их рассеивания реализован следующим образом.

По данным метеорологических, радиолокационных и радиозондовых наблюдений характеристик атмосферы (состояние облачности, влажности воздуха, его температура, скорость и направление ветра в различных слоях атмосферы, величина и полярность электрических зарядов в облаке и т.п.), определяемых с помощью известных технических средств и методов, выбирают в обслуживаемом регионе место размещения установки. Располагают модули "паротрона" в соответствии с проводимой операций (фиг.1 или 2) по кругу на поверхности земли и приводят установку в действие. В случае если получаемый при этом эффект принимает затяжной характер, что не соответствует задачам операции, то "паротрон" переключают на работу по созданию противоположного эффекта.

При включении "паротрона" смесь сухого водяного пара или горячего сухого сжатого воздуха с предварительно поляризованными сухим воздухом и микрочастицами древесной листвы с размерами частиц не более 0,2 мкм, поднимаясь, образует расширяющийся конус вращающегося вихря, направленного вверх, что создается регулировкой наклона выходных сопел эжекторов, расположенных в два ряда. Сопла нижнего ряда способствуют образованию нижней части вращающегося конуса потока внутри круга размещения модулей "паротрона". Верхний ряд сопел создает устойчивое вращение конусообразному вихревому движению смеси выше "паротрона". При этом окружающие слои воздуха захватываются вихрем, а облака, имеющие противоположный сухому воздуху потенциал (фиг.1), втягиваются внутрь вихря. При этом происходит падение температуры водяного пара, начинается конденсация, центрами которой являются поляризованные микрочастицы древесной листвы (изменяется температура точки росы), и за счет разности потенциалов происходит коагуляция отрицательно заряженных частиц сухого воздуха с микрочастицами древесной листвы и положительных зарядов в облаке. Образующиеся водяные капли под действием сил гравитации выпадают в виде дождя.

Если потенциал смеси сухого воздуха и микрочастиц древесной листвы одинаков со знаком зарядов в облаке (фиг.2), то облака по краям расширяющегося вверх конуса рассеиваются. Это вызывает прекращение осадков и переход к солнечной погоде.

Для снижения звукового эффекта при работе "паротрона" в конструкции сопел эжекционного устройства предусматривают глушение звука с помощью известных технических средств.

Использование предлагаемого способа образования или рассеивания облаков позволяет получить следующие технические результаты:
возможность получения вихревого потока и усиления, таким образом, восходящего потока воздуха;
управляемость процессом образования или рассеивания облаков за счет изменения процентного содержания водяного пара в воздухе и поляризации сухого воздуха и микрочастиц древесной листвы;
приближение к естественному процессу в природе, так как кроме теплового воздействия добавляются подъемная сила пара, действие электростатического поля и улучшение конденсации влаги на микрочастицах древесной листвы;
отсутствие химических воздействий на атмосферу в процессе искусственного управления погодой и нормализации климата.

Использование: в метеорологии для искусственного управления погодой, а именно вызывания осадков из облаков или рассеивания облаков для устранения осадкой. Сущность изобретения: в заданном объеме атмосферы смешивают конденсирующий агент с сухим воздухом с одновременной поляризацией смеси, затем эжектируют смесь из наэлектризованных частиц конденсирующего агента, имеющих полярность одного знака, и сухого воздуха теплоносителем, а подачу смеси осуществляют турбулентновращающимся восходящим потоком в виде расширяющегося вверх конуса. 6 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. СПОСОБ ОБРАЗОВАНИЯ ИЛИ РАССЕИВАНИЯ ОБЛАКОВ, заключающийся в подаче в заданный объем атмосферы наэлектризованных частиц конденсирующего агента с полярностью одного знака, отличающийся тем, что перед подачей в заданный объем атмосферы конденсирующий агент сначала смешивают с сухим воздухом, затем эжектируют теплоносителем, а подачу смеси осуществляют турбулентно вращающимся восходящим потоком в виде расширяющегося вверх конуса. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве конденсирующего агента используют предварительно измельченную и высушенную древесную листву. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве теплоносителя используют сухой водяной пар. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве теплоносителя используют сухой сжатый воздух. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что поляризацию частиц конденсирующего агента проводят при смешивании его с сухим воздухом. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что скорость потока смеси выбирают равной скорости звука. 7. Способ по п.2, отличающийся тем, что продольные и поперечные размеры частиц конденсирующего агента не более 0,2 мкм.