СПОСОБ ВЫЗЫВАНИЯ ОСАДКОВ ИЗ ОБЛАКОВ Российский патент 2009 года по МПК A01G15/00 

Изобретение относится к области активных воздействий на облака с целью вызывания осадков с использованием противоградовой ракетной техники и авиации.

Известны различные способы вызывания осадков из облаков с помощью артиллерийских снарядов, когда в зону формирования осадков выстреливаются артиллерийские снаряды, начиненные реагентом (Бибилашвили Н.Ш. и др. Руководство по организации и проведению противоградовых работ. - Л.: Гидрометеоиздат, 1990, с.37-48).

Известный способ имеет существенный недостаток, который заключается в том, что артиллерийские снаряды не обеспечивают линейный засев, поскольку взрыв снарядов в атмосфере происходит в заданных точках облачной среды, и поэтому для распространения реагента в атмосфере требуется значительное время.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является ракетный способ вызывания осадков из облаков, согласно которому кристаллизующий реагент вносится в зону формирования осадков, определенную радиолокационным зондированием, на уровне изотерм -5÷-15°С по всей площади зоны повышенной радиолокационной отражаемости, ограниченной изолинией отражаемости Z=10^-11 см^-1 (Z=25 dBZ), на длине волны излучения локатора λ=3,2 см, при этом объем зоны внесения реагента определяется как объем цилиндра с поперечным сечением, равным площади зоны повышенной отражаемости и высотой от уровня внесения до верхней ее границы (Методические указания по организации и проведению работ по искусственному увеличению осадков из конвективных облаков с помощью противоградовой техники. // Г.Г.Сванидзе, Н.А.Бегашвили, М.Р.Ватьян и др. - М.: Гидрометеоиздат, 1986, с.15-16, ПРОТОТИП).

Известный ракетный способ вызывания осадков из облаков имеет ряд существенных недостатков. Основной недостаток способа заключается в том, что на стадии оценки пригодности облака для воздействия не учитывается количество воды, находящейся в переохлажденной ее части, хотя, в принципе, отражаемость облачной среды при этом может быть высокой. Кроме того, вертикальная мощность переохлажденной части облака ограничивается лишь пределами 1,5÷2 км, в то время как по имеющимся данным для мощно-кучевых (Сu Cong) и кучево-дождевых облаков (Сb) данный критерий может иметь совершенно другие пределы.

Кроме того, в известном способе принимается некорректное допущение о том, что объем зоны внесения реагента соответствует объему цилиндра с поперечным сечением, равным площади зоны повышенной отражаемости и высотой от уровня внесения до верхней ее границы. Некорректность такого допущения заключается в том, что отражаемость на какой то высоте не характеризует количество воды во всем облаке. Поэтому осадки при всем этом могут быть незначительными, так как границы зоны эффективного формирования осадков выделяются неточно.

Указанные недостатки существенно снижают эффективность воздействия на облака с целью вызывания осадков.

Техническим результатом, от использования заявленного технического решения, является повышение эффективности активных воздействий на облака за счет точности определения границ зоны формирования осадков.

Технический результат достигается тем, что в известном способе вызывания осадков из облаков, включающем радиолокационное зондирование облаков с последующим определением типа облака и пригодность его к воздействию по соответствующим критериям выбора, выделение в облаке зоны внесения реагента, ограниченной снизу уровнем изотермы минус 5°С, и внесение реагента в эту зону, при определении пригодности облака для воздействия и выделении зоны внесения реагента, предварительно в переохлажденной части облака, выделяют область, ограниченную по внешнему контуру радиолокационной отражаемостью Z=5 dBZ, затем определяют проекцию данной области на горизонтальную плоскость, на которой формируют поле осадков, в котором затем выделяют площадку, ограниченную пороговым уровнем осадков (q), после чего над данной площадкой в облаке выделяют столб облачной среды, профиль образующей которой по всей ее высоте соответствует профилю выделенной площадки, затем определяют количество воды, содержащееся в этой части облака (М), и в выделенную часть облака вносят реагент, если оно удовлетворяет следующим критериям его пригодности к воздействию:

- для малодождящих кучево-дождевых облаков:

q=0,5 кг/м²; M>10⁴ тонн;

- для недождящих мощно-кучевых облаков:

q=0,2 кг/м²; М>10³ тонн;

- для малодождящих и недождящих слоистообразных облаков:

q=0,1 кг/м²; М>10⁴ тонн.

Технический результат достигается и тем, что в известном способе вызывания осадков из облаков периодичность засева для малодождящих кучево-дождевых облаков составляет 6 минут, а для недождящих мощно-кучевых облаков, а также малодождящих и недождящих слоистообразных облаков - 10 минут.

Предлагаемый способ позволяет существенно повысить эффективность активных воздействий на облака с целью стимулирования осадков из малодождящих и недождящих облаков различного типа. При этом существенно упрощается процедура выделения в облаке зоны внесения реагента, основанная на двух определяющих критериях пригодности облаков к воздействию: пороговом уровне осадков {q) и количестве воды, содержащейся в зоне внесения реагента (М).

Под q понимается вертикально проинтегрированная водность, измеряемая в кг/м². Другими словами это вода, содержащаяся в вертикальном столбе по всей высоте облачной среды с площадью основания в 1 м².

На фиг.1 представлены вертикальный разрез малодождящего мощно-кучевого облака и ее проекция на горизонтальную плоскость.

На фиг.2 представлены вертикальный разрез малодождящего кучево-дождевого облака и ее проекция на горизонтальную плоскость.

На фиг.3 представлены вертикальный разрез малодождящего и недождящего слоистообразного облака и ее проекция на горизонтальную плоскость.

На чертежах приняты следующие обозначения: 1 - облако, Z - отражаемость (dBZ); q - пороговый уровень осадков (кг/м²); 2 - столб облачной среды, ограниченный по периметру пороговым уровнем осадков q.

Способ вызывания осадков из облаков на практике осуществляется следующим образом.

Вначале путем радиолокационного зондирования облака 1 (фиг.1-3) определяют пригодность его для воздействия. Для этого, предварительно в облаке 1, выделяют область 2, ограниченную по внешнему контуру радиолокационной отражаемостью Z=5 dBZ. После этого определяют проекцию данной части облака 2 на горизонтальную плоскость, на которой затем формируют поле осадков, в котором затем выделяют площадку 3, ограниченную по периметру пороговым уровнем осадков q. После чего над данной площадкой 3 в облаке 1 выделяют столб облачной среды 4, профиль образующей которой по всей ее высоте соответствует профилю выделенной площадки 3. После этого известными методами определяют количество воды М, содержащееся в этой части облака. Затем по значению порогового уровня осадков q и суммарному количеству воды М, содержащейся в выделенной части облака 4, определяют пригодность облака к воздействию. Пороговые уровни указанных величин для облаков различных типов составляют:

для малодождящих кучево-дождевых облаков q=0,5 кг/м²; М>10⁴ тонн; для недождящих мощно-кучевых облаков q=0,2 кг/м²; М>10 тонн; для малодождящих и недождящих слоистообразных облаков: q=0,1 кг/м²; М>10⁴ тонн.

Если облако соответствует данным критериям, то в выделенную часть облака 4, являющуюся зоной формирования осадков, вносят реагент самолетным либо ракетным методами. При этом периодичность засева для малодождящих кучево-дождевых облаков составляет 6 минут, а для недождящих мощно-кучевых облаков, а также малодождящих и недождящих слоистообразных облаков - 10 минут.

При внесении реагента в зону формирования осадков 4 в ней формируются шлейфы активного дыма, при взаимодействии которого с переохлажденными водными частицами образуются центры кристаллизации, стимулирующие процесс осадкообразования.

Предложенный способ прост в реализации и позволяет с высокой точностью выделить в облаке зону внесения реагента, обеспечивая тем самым высокую эффективность воздействия на облачные процессы. По предварительным оценкам предлагаемый способ позволяет повысить уровень осадков в среднем на 10-15% в сравнении с существующими методами.

Изобретение относится к области активных воздействий на облака с целью вызывания осадков с использованием авиации и противоградовой ракетной техники. Пригодность облака для воздействия определяется по двум основным критериям: по пороговому уровню осадков q (кг/м²) и количеству облачной воды, содержащейся в зоне внесения реагента М (тонн). В облаке выделяют путем радиолокационного зондирования область, ограниченную по внешнему контуру радиолокационной отражаемостью Z=5 dBZ. Затем определяют проекцию данной области на горизонтальную плоскость, на которой формируют поле осадков. Затем на полученном поле осадков выделяют площадку, ограниченную пороговым уровнем осадков q. После этого над данной площадкой в облаке выделяют столб облачной среды, профиль образующей которой по всей ее высоте соответствует профилю выделенной площадки. После этого определяют количество воды, содержащееся в этой части облака М, и в выделенную часть облака вносят реагент, если оно удовлетворяет следующим критериям его пригодности к воздействию: - для малодождящих кучево-дождевых облаков: q=0,5 кг/м²; М>10⁴ тонн; - для недождящих мощно-кучевых облаков: q=0,2 кг/м²; М>10³ тонн; - для малодождящих и недождящих слоистообразных облаков: q=0,1 кг/м²; М>10⁴ тонн. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ вызывания осадков из облаков, включающий радиолокационное зондирование облаков с последующим определением типа облака и пригодность его к воздействию по соответствующим критериям выбора, выделение в облаке зоны внесения реагента, ограниченной снизу уровнем изотермы минус 5°С, и внесение реагента в эту зону с помощью ракетной и авиационной техники, отличающийся тем, что при определении пригодности облака для воздействия и выделении зоны внесения реагента предварительно в переохлажденной части облака выделяют область, ограниченную по внешнему контуру радиолокационной отражаемостью Z=5 dBZ, затем определяют проекцию данной области на горизонтальную плоскость, на которой формируют поле осадков, в котором затем выделяют площадку, ограниченную пороговым уровнем осадков q, после чего над данной площадкой в облаке выделяют столб облачной среды, профиль образующей которой по всей ее высоте соответствует профилю выделенной площадки, затем определяют количество воды, содержащееся в этой части облака М и в выделенную часть облака вносят реагент, если оно удовлетворяет следующим критериям его пригодности к воздействию:
для малодождящих кучево-дождевых облаков:
q=0,5 кг/м²; М>10⁴ тонн;
для недождящих мощно-кучевых облаков:
q=0,2 кг/м²; М>10³ тонн;
для малодождящих и недождящих слоистообразных облаков:
q=0,1 кг/м²; М>10⁴ тонн.

2. Способ вызывания осадков из облаков по п.1, отличающийся тем, что периодичность засева для малодождящих кучево-дождевых облаков составляет 6 мин, а для недождящих мощно-кучевых облаков, а также малодождящих и недождящих слоистообразных облаков - 10 мин.