СПОСОБ АКТИВНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА ГРАДОВЫЕ ОБЛАКА Российский патент 1997 года по МПК A01G15/00 

Предлагаемое изобретение относится к области активных воздействий на облака и может быть использовано для защиты сельскохозяйственных культур от градобитий.

Известны различные способы активных воздействий на градовые облака, основанные на внесении кристаллизующего реагента в зону зарождения и роста града, определенную путем радиолокационного зондирования с земли [1,2]
В первом случае [1] кристаллизирующий реагент вносят в зону роста града с помощью противоградовых ракет и снарядов. При этом зона роста града выделяется с помощью метеорадиолокатора как зона повышенной радиолокационной отражаемости. Однако, как показана практика, засев области роста града не может дать положительного результата, а в некоторых случаях может даже привести к ускорению роста града.

Во втором случае [2] кристаллизирующий реагент вносят в километровый слой облака над уровнем изотермы порога кристаллизации реагента. Однако засев километрового слоя по всему сечению облака требует примерно 20-кратного завышения затрат реагента (стоимость, превышающая ущерб от града), а с другой стороны нереален и неэффективен.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является способ активных воздействий на градовые облака путем внесения кристаллизующего реагента в активный слой (под активным слоем понимается слой облачной среды, где процессы формирования осадков под влиянием реагента протекают более интенсивно) облачной среды, ограниченный снизу пороговым уровнем температуры кристаллизации реагента, а по бокам изоконтурами пороговых уровней радиолокационной отражаемости, полученными путем циклического измерения радиолокационных сигналов по дискретным пространственным точкам [3]
Однако известный способ активных воздействий не обеспечивает четкого выделения в активном слое областей будущего градообразования, где процесс зарождения града только начинается. Вследствие этого воздействие реагентом осуществляют на весь активный слой, в том числе и на области, где процесс зарождения града вошел в последнюю необратимую фазу своего развития.

Указанный недостаток приводит к значительным трудозатратам и неоправданному высокому расходу дорогостоящего реагента, что существенно снижает эффективность активных воздействий.

Целью изобретения является повышение эффективности активных воздействий.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе активных воздействий на градовые облака путем внесения кристаллизующего реагента в активный слой облачной среды, ограниченный снизу пороговым уровнем температуры кристаллизации реагента, а по бокам изоконтурами пороговых уровней радиолокационной отражаемости, полученными путем циклического измерения радиолокационных сигналов по дискретным пространственным точкам, в каждом предыдущем и последующем циклах измерений определяют положение изоконтуров радиолокационной отражаемости 10^-10 см^-1 и 10^-12 см^-1, затем в активном слое облачной среды выделяют область будущего градообразования, ограниченную изоконтурами радиолокационной отражаемости 10^-12 см^-1, полученными в каждом предыдущем и последующем циклах измерения, после чего из данной области исключают зоны, отсекаемые изоконтуром радиолокационной отражаемости 10^-10 см^-1, полученным в последующем цикле измерения, и в оставшуюся часть облачной среды вносят реагент.

При воздействии на несимметричные градовые облака франтальную границу области нового роста града расширяют до 2,5 км в направлении навеса радиоэхо.

Обзор атмосферы осуществляют с цикличностью 3 5 мин и дискретностью не хуже 0,5 км.

На фиг. 1 представлено вертикальное сечение структуры радиоэхо градового облака 1 в момент времени τ₁ и τ₂ а на фиг. 2 горизонтальное сечение структуры радиоэхо активного слоя облачной среды (сечение А-А).

Активный слой облачной среды образован позицией 2; пороговый уровень температуры кристаллизации реагента позицией t_n. Изоконтуры радиолокационной отражаемости 10^-12 см^-1, соответствующие моментам времени τ₁ и τ₂, обозначены соответственно через η(1)₁η(1)₂, а изоконтуры отражаемости 10^-10 см^-1, соответствующие тем же моментам времени, обозначены через η(II)₁ и η(II)₂. При этом изоконтуры отражаемости, соответствующие предыдущему моменту времени τ₁, отображены на фигурах штриховой линией, а изоконтуры отражаемости, соответствующие последующему моменту времени τ₂, отображены сплошной линией. Активный слой облачной среды 2 выделен жирной линией. Толщина слоя 2 обозначена через "h". Слой облачной среды 2 ограничен снизу пороговым уровнем температуры кристаллизации реагента t_n. Для реагента AgJ t_n -6^oC. В направлении перемещения градового облака 1 (показано стрелкой B) отображены фидерные облака 5, которые играют существенную роль в развитии облака 1, подпитывая его влагой. Направление навеса радиоэхо на фиг. 2 показано стрелкой C. Фронтальная часть активного слоя 2, продлеваемая в направлении навеса радиоэхо до 2,5 км, обозначена позицией 6.

Способ активных воздействий на градовые облака реализуется следующим образом.

С помощью метеорадиолокатора (не показан) осуществляют периодический обзор пространства (полусферы) с цикличностью 3 5 мин. В каждом цикле обзора регистрируются амплитуды радиолокационных сигналов во всех точках трехмерного пространства полусферы с разрешающей способностью по всем трем координатам не хуже 0,5 км (выбранные значения цикличности и разрешающей способности по координатам являются оптимальными). В результате радиолокационного зондирования в каждом цикле обзора получают вертикальное (фиг. 1) и горизонтальное (фиг. 2) сечения структуры радиоэхо градового облака 1 в виде линий отражаемости η(I)₁, η(I)₂, η(II)₁, η(II)₂. Одновременно определяют направление градового облака 1 (показано стрелкой B) и направление навеса радиоэхо (показано стрелкой C). Далее, используя данные температурного радиозондирования атмосферы, определяют положение порогового уровня температуры кристаллизации реагента (-6^oC) относительно уровня земли. На фиг. 1 данный уровень отображен линией t_n. Затем в облаке 1 в направлении навеса радиоэхо выделяют активный слой облачной среды 2, ограниченной снизу пороговым уровнем температуры кристаллизации реагента t_n. Толщина активного слоя в зависимости от типа облака может быть от 1 км и выше. Затем во фронтальной части активного слоя 2 в направлении навеса радиоэхо (указано стрелкой C) выделяют область будущего градообразования 3, ограниченную с тыльной и фронтальной стороны изоконтурами радиолокационной отражаемости η(I)₁ и η(I)₂, полученными в каждом предыдущем и последующем циклах измерения, а по бокам линиями "a" и "b", проведенными касательно к изоконтуру отражаемости η(I)₂ в направлении навеса радиоэхо. После чего из выделенной области нового роста града 3 исключают зону 4, отсекаемую изоконтуром радиолокационной отражаемости η(II)₂. Зоны 3 и 4 на фигуре заштриховаты. Затем оставшуюся область будущего градообразования расширяют на 2,5 км в направлении навеса радиоэхо и вносят в него реагент.

Расширение области нового роста града 3 до 2,5 км в направлении навеса радиоэхо позволяет охватить активными воздействиями дополнительную область 6 во фронтальной части облака, где сосредоточены в основном те фидерные облака, которые своими восходящими потоками подпитывают влагой градовое облако 1.

Предложенный способ позволяет существенно повысить эффективность активных воздействий на градовые облака за счет рационального использования реагента и снижения трудозатрат.

Основным достоинством способа в сравнении с прототипом является то, что реагент вносится только в те области активного слоя облачной среды, где процесс зарождения града только начинается. Это позволяет подавить очаг градообразования на ранней стадии его развития с наименьшими трудозатратами и с наибольшей эффективностью.

Источники информации
1. А.с. СССР N 213445, кл. A 01 G 15/00, 1966.

2. А.с. СССР N 249831, кл. A 01 G 15/00, 1968.

3. А.с. СССР N 875657, кл. A 01 G 15/00, 1980 (прототип).

Использование: прикладная метеорология, а именно агрометеорология, в частности борьба с градовыми облаками. Сущность изобретения: способ воздействия на градовые облака состоит в том, что путем радиолокационного зондирования градового облака в нем выделяют активный слой облачной среды, ограниченный снизу пороговым значением температуры кристалллизации реагента. Затем в этом слое выделяют области будущего градообразования, ограниченные по бокам изоконтурами радиолокационной отражаемости 10^-12 см^-1, полученными в предыдущем и последующем циклах измерения. После этого из данной области исключают зоны, отсекаемые изоконтуром отражаемости 10^-10 см^-1, полученным в последующем цикле измерений, и в оставшуюся часть облака вносят реагент. При этом фронтальную границу области будущего градообразования расширяют до 2,5 км в направлении навеса радиоэха. Обзор атмосферы осуществляют с цикличностью 3 - 5 мин и дискретностью по всем направлениям не хуже 0,5 км. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ активных воздействий на градовые облака путем внесения кристаллизующего реагента в активный слой облачной среды, ограниченный снизу пороговым уровнем температуры кристаллизации реагента, а по бокам - изоконтурами пороговых уровней радиолокационной отражаемости, полученными путем циклического измерения радиолокационных сигналов по дискретным пространственным точкам, отличающийся тем, что в каждом предыдущем и последующем циклах измерений определяют положение изоконтуров радиолокационной отражаемости 10 ^-10 см ^-1 и 10 ^-12 см ^-1, а затем в активном слое облачной среды выделяют область будущего градообразования, ограниченную изоконтурами радиолокационной отражаемости 10 ^-12 см ^-1, полученными в каждом предыдущем и последующем циклах измерения, после чего из данной области исключают зоны, отсекаемые изоконтуром радиолокационной отражаемости 10 ^-10 см ^-1, полученным в последующем цикле измерения, затем фронтальную часть оставшейся области будущего градообразования расширяют на 2,5 км в направлении навеса радиоэха и вносят в него реагент. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обзор атмосферы осуществляют с цикличностью 3 5 мин и дискретностью по всем пространственным координатам не хуже 0,5 км.