Управление погодой
Град-пушки, метеотроны, самолеты. Как ученые в XX веке научились работать с облаками, туманами и грозами, вызывать и предотвращать осадки и существует ли климатическое оружие? Первые опыты влияния на погоду С древних времен люди зависели от погоды и мечтали на нее влиять. Племенные шаманы придумывали причудливые обряды по вызыванию дождя, а аборигенам оставалось только одно: молиться воображаемым богам солнца, ветра и грома и приносить им свои дары в надежде, что установится благоприятная погода. Многие столетия подряд не существовало других способов, кроме молитв, чтобы влиять на атмосферные явления. Но попытки были: например, в XIX веке фермеры использовали град-пушки, которые, как они надеялись, мешают образованию градин в облаках: под их воздействием град заменялся дождем. Когда приближалась гроза, эти пушки стреляли каждые десять секунд, что не слишком нравилось соседям. Взрывы происходили за счет поджигания смеси ацетилена с кислородом, которая располагалась в нижней камере аппарата. И хотя ударная волна действительно возникала, нет никаких научных доказательств эффективности этого устройства. Миф о том, что стрельба предотвращает град и порождает дождь, родился из историй ветеранов войн, которые сообщали о том, что после каждого крупного сражения шел ливень. Эти истории были собраны в книге «Война и погода», которая вышла в 1871 году. Возможно, под влиянием этой книги Конгресс США выделил $9000 на проведение опытов по вызыванию дождя (примерно $250 000 сейчас). Был закуплен порох и взрывчатка в больших объемах и проведены испытания в 1891–1892 годах в Техасе под руководством Роберта Сент-Джорджа Дайренфорта. Это был первый масштабный эксперимент такого рода, инициированный государством, однако он потерпел полную неудачу. В то же время другой американец Луис Гатманн попытался воздействовать на облака с помощью хладореагентов. Он даже запатентовал свой «метод производства дождя» в 1891 году. Речь шла о быстром освобождении жидкой углекислоты из баллонов в облаке, что должно было привести к его сильному охлаждению и вызывать конденсационный рост облачных капель. Сам метод был опробован позже, но создавал лишь слабые осадки. Тем не менее это было открытием: впервые возникло понимание о том, что к образованию осадков приводит охлаждение облака. На этом принципе основаны современные техники воздействия на погоду. На рубеже XIX–XX веков люди продолжали мечтать о «машине для хорошей погоды». На одной из футуристических открыток, вышедших в Германии в 1900 году, можно увидеть «тучеразгонитель» на паровой тяге: немцы верили, что через сто лет управление погодой станет возможным. И они почти угадали. Теория и практика дождя Сегодня влияние на облака, как правило, оказывается с самолетов — путем рассеивания в воздухе специальных реагентов. Первая попытка такого воздействия с помощью жидкого воздуха была предложена учеными Мельбурнского университета в 1904 году. Его тут же взялся опробовать немецкий метеоролог Альфред Вегенер. Однако авиация находилась еще в самом начале своего развития и не было возможности распылять вещества на нужном уровне, поэтому опыт был неудачным. В СССР работа над искусственным дождем началась в 1921 году в Московском научно-мелиоративном институте. В лабораториях проходили опыты по искусственному осаждению облаков с помощью заряженного песка, однако значительных результатов не было. Первым, кому в ходе опытов удалось получить обильные дожди, был голландец по фамилии Фераарт. Он провел четыре эксперимента в 1931 году: с самолета, летящего на 200 м выше облака, сбрасывалась твердая углекислота и обычный лед, охлажденный до –70 °C. Во всех случаях шел дождь, но это не убедило научное сообщество в эффективности метода, так как Фераат не смог подобрать правильное физическое объяснение процессу. Он рассказывал об электрическом разряде, полученном частицами углекислоты за счет трения в полете над облаком, и ошибочно считал, что это послужило импульсом к образованию микроскопических капелек жидкой углекислоты, которые и вызвали в облаке укрупнение дождевых капель и их выпадение на землю в виде дождя. Коллеги посчитали опыты Фераарта случайным совпадением и забыли о них. Впрочем, теория дождевания подоспела очень скоро: в 1933 году шведский метеоролог Тор Бержерон наконец объяснил механизм образования дождя, указав на главное: в нем задействованы ледяные кристаллы, которые содержатся в переохлажденных облаках. И на них можно воздействовать, так как облако представляет собой неустойчивую систему: достаточно малого импульса, чтобы начался самопроизвольный процесс образования осадков. Теория о переохлажденных облаках и возможности осуществить их искусственную кристаллизацию получила название в честь трех исследователей: Вегенера — Бержерона — Финдейзена, и стала физической основой для современных методов активного воздействия на переохлажденные облака. В 1931 году в Москве был создан Институт искусственного дождевания с филиалами в Ленинграде, Одессе и Ашхабаде. Метеоролог Владимир Оболенский, знакомый с идеями Бержерона, проводил опыты в течение 1930-х годов вплоть до начала войны, воздействуя на облака и туманы с помощью высокочастотных электрических зарядов, ионных потоков, заряженного и незаряженного кварцевого песка, пыли, радиоактивных руд, хлористого кальция и размельченного льда. В США в 1944 году была создана лаборатория «Дженерал-Электрик». Она занималась изучением физики облаков и осадков и проводила первые опыты по воздействию на переохлажденные облака и туманы с помощью хладореагентов. Например, в 1946 году было сброшено 1,5 кг гранулированного сухого льда (твердой углекислоты) с самолета в переохлажденное слоисто-кучевое облако, и уже через пять минут облако превратилось в снежинки. Метод воздействия на облака с тех пор остался практически тем же. Меняются только реагенты и способы рассеивания. Если в начале это была твердая углекислота и самолет, то позже ученые перешли на частицы йодистого серебра, которые можно было рассеивать не только с самолета, но и с наземных генераторов, что было значительно дешевле. Полет американского самолета для засева облаков стоил в 1948 году $25 в час, а эксплуатация наземного генератора — $2–3 (сейчас это около $260 и не больше $35 соответственно). К 1950 году в США уже открылись фирмы по засеву облаков — они обслуживали около 10% территории страны. В 1961 году французский профессор Анри Дессен изобрел метеотрон — это своего рода тепловая пушка, которая создавала мощный поток теплого влажного воздуха и запускала его вверх. Таким образом создавалась область пониженного давления, что должно было привести к формированию циклона. В СССР в 1979 году был разработан свой «Суперметеотрон» над озером Севан в Армении. Шесть двигателей от самолета Ту-104 разогревали воздух до 1100 °C и выбрасывали его вверх со скоростью свыше 500 м/с. Ничего из этого не вышло, и вскоре суперметеотрон журналисты прозвали суперлохотроном. Сегодня работа с облаками ведется преимущественно силами авиации. Где и зачем? В наши дни более 20 стран мира искусственно вызывают дожди, чтобы увеличить запасы пресной воды. Это прежде всего государства с засушливым климатом: Таиланд, ОАЭ, Саудовская Аравия, Китай. В Таиланде еще в 1950-х годах стартовал Королевский проект создания дождя — его инициатором и разработчиком был сам король Пхумипон Адульядет. Первые удачные эксперименты пришлись на 1970-е годы. Король даже имеет патент Европейского патентного ведомства на модификацию погоды по технологии Royal Rainmaking. Многие азиатские страны вызывают дожди не только в засуху, но и во время смога, чтобы хоть немного очистить воздух. Российская технология дождевания используется и за рубежом. В числе первых «заказчиков» дождя от русских ученых была Куба. В 1982–1986 годы в рамках советско-кубинского научно-технического сотрудничества было проведено около 200 опытов с облаками. В 1990 году Сирия после продолжительного периода засух, негативно сказывающихся на сельском хозяйстве, создала комиссию, которая должна была выбрать способ увеличения атмосферных осадков: рассматривался опыт России, США, Австрии, Италии, Швейцарии, Франции, Японии и Швеции. В итоге в 1991 году выбор был сделан в пользу российской технологии. В показательном эксперименте работу с сирийскими облаками вели четыре российских самолета. За 93 полета продолжительностью 358 летных часов они добились дополнительных осадков объемом 4,8 млрд м3. Йодистое серебро запускалось с самолетов в облака с помощью пиропатронов. Опыт был признан удачным, и российские специалисты были «виновниками» многих дождей в Сирии в 1990-е годы. Следующими заказчиками осадков по российской технологии были Иран и Португалия. Климатическое оружие Затяжные дожди могут стать оружием в борьбе с противником: они деморализуют воюющих солдат и размывают дороги, затрудняя поставку продовольствия и оружия. Это хорошо понимали США: они первыми применили климатическое оружие в виде ливня во время войны во Вьетнаме. Дождевая операция под названием «Попай» началась 20 марта 1967 года и продлилась до 5 июля 1972 года. Самолеты работали только в период дождей с марта по ноябрь, распыляя над облаками иодид серебра. В результате такого вмешательства выпало в три раза больше осадков, чем обычно, были затоплены поля с рисом, но главное — была размыта тропа Хо Ши Мина, стратегически важные транспортные пути общей протяженностью 20 000 км. Во многом это обеспечило военную победу Северного Вьетнама. В СССР также изучалась возможность воздействия на гидрометеорологические процессы в военных целях, и неизвестно, к чему привели бы мировые эксперименты такого рода, если бы их не запретила ООН в 1977 году. Страны подписали конвенцию «О запрещении военного или любого иного враждебного использования средств воздействия на природную среду». А если они и ведут работу в этой области, то тщательно ее скрывают. Метеозащита города Главы засушливых государств наверняка удивляются попыткам остановить дождь, которые предпринимались в России и в Китае. Ежегодно Москва выделяет миллионы рублей с целью метеозащиты города. Так, в этом году власти столицы заключили контракт с Агентством атмосферных технологий на 406,4 млн руб., чтобы провести без ливней и гроз четыре больших праздника: 1 мая, День Победы, День России и День города. В такие дни десяток дежурных самолетов заранее «расстреливают» дождевые облака на подступах к городу, устраивая дожди за 20–50 км до столицы — такова дальность одночасового ветрового переноса облаков. В качестве реагентов используется гранулированная твердая углекислота или жидкий азот, а также их комбинации, для засева применяются пиротехнические средства. Современные методы управления погодой позволяют разогнать туманы в аэропортах, предотвратить град и снежные лавины, управлять дождем и снегом. Но, несмотря на все усилия ученых, пока не удается найти способ остановить ураган или изменить траекторию тайфуна, повлиять на силу ветра и сдержать необратимый ход глобального потепления.
