Дорога длиною в жизнь. Книга 2 - страница 13

После многочисленных теоретических и экспериментальных исследований физики облако-и-осадкообразования большинством учёных за основу принята схема, предложенная Финдайзеном и Бержероном. При появлении ледяных частиц в капельном облаке сразу же начинается конденсация пара на лёд, что вызывает испарение жидких капель. Такая фазовая перегонка, или переконденсация, называемая процессом Бержерона – Финдайзена, положена в основу современной науки о холодных облаках, как фактор, обязанный за считанные минуты переводить двухфазное облако в конечно-устойчивое ледяное состояние.

Однако, всё это в теории. На практике всё обстоит гораздо сложнее. Чаще всего облака различных форм находятся в двухфазном состоянии. Рассмотрим один пример из практики. Представим себе кучево-дождевое градоопасное облако высотой 12 км и радиусом 10 км на уровне коэффициента радиолокационной отражаемости Z равной 10 dBZ. Таким образом, объём такого облака составляет 𝜋𝑟^>2*H, т. е. около 4×10^>3 км^>3. Представим себе, что мы запустили в это облако 200 ракет «Алазань», что равносильно 200 кг реагента. Один грамм реагента при температуре -4^>0C создаёт 10^>14 ядер кристаллизации. Одна ракета (килограмм реагента) вдоль своей трассы создаёт 10^>17 ядер кристаллизации. Т.е. 200 ракет создают 2*10^>19 ядер кристаллизации вдоль своих веерно расположенных трасс. При температуре минус 4 градуса и ниже эти ядра кристаллизации становятся ледяными ядрами, конкурирующими с естественными ядрами за переохлаждённые капли и водяной пар. Примем, что 20% этих ядер не попадают в должную среду и пропадают. Остаётся из 2*10^>19 только 1.6*10^>19 ядер кристаллизации. Но затем из-за разных причин от них может остаться только 10^>18 ядер – тружеников, которые, превратившись в ледяные ядра, должны забрать на себя всю питательную среду потенциальных градин.

Итак, допустим, что каждый кубокилометр облака получил за этот час 10^>18 ядер кристаллизации. Примем, что для положительного результата необходимо обеспечить должную концентрацию этих искусственных ледяных ядер в первые 5 минут с момента обнаружения градоопасной ячейки. Предположим, что в эти пять минут нам удалось запустить 100 ракет из 200, т. е. 50% всех ядер кристаллизации, что соответствует 0,5×10^>18 ледяных ядер. Можно ли запустить такое количество ракет за пять минут? Можно, если в засеве данной ячейки одновременно участвуют 4 – 5 ракетных пунктов. Теория требует обеспечить 10^>5 – 10^>6 ядер на метр кубический, или 10^>14 – 10^>15 на кубический километр в той части облачной ячейки, в которой идёт процесс градообразования. Посмотрим, обеспечили ли мы такой засев в рассмотренном случае.

Причём следует иметь в виду, что эту концентрацию следует поддерживать до начала диссипации этой облачной ячейки. Учитывая то, что в молдавской технологии в мои годы управления организацией засеву подлежало только примерно 25 процентов рассчитанного в моём примере объёма, то засеваемая часть получает (при правильных координатах пуска ракет) концентрацию ледяных ядер от 4.0×10^>17 на км^>3, или 4.0×10^>8 на м^>3 объема области ледяных ядер. В этом случае остаются вопросы, правильно ли выбирается место засева в облаке, какое количество естественных ядер кристаллизации есть в облаке, и совпало ли время начала засева с моментом процесса роста естественного града. Нередко скорость всасывания новых (объёмов) порций влажного подоблачного воздуха существенно превышает (возможности) частоту пополнения ракетами искусственных ядер кристаллизации.

Подведём итог. В нашем примере каждая единица объёма этой облачной ячейки получила всего 2×10^>8 на м^>3 ядер кристаллизации в первые пять минут с момента обнаружения. Если теория Бержерона – Финдайзена и мои рассуждения и расчёты верны, если реагент в условиях его применения в ракете соответствует стандартам, то остаётся вопрос, почему из этой облачной ячейки выпал очень интенсивный и на большой площади град.

Таким образом, если предположить, что теория верна, следует искать причину в определении места и своевременности засева облачной ячейки, либо в том, что вток (вовлечение) новых порций влажного воздуха существенно больше расчётного в данном процессе облако-и-осадкообразования. А можно предположить, что без нашего засева градины были бы большими и их число было бы большее. Эти вопросы мной с проф. Шалавеюсом на многолетних экспериментах исследовались и опубликованы в статье «Опыт использования трассеров для изучения распространения реагентов при искусственном воздействии на конвективные облака».