Искусственные облака: красота мира в каждом кадре — Links4You | Интересные, оригинальные и качественные сайты и ресурсы

Содержание

Искусственные облака изменят климат сильнее углекислого газа

Ученые из Германского центра авиации и космонавтики (DLR) утверждают, что белые полосы, которые оставляют самолеты в воздухе, и образованные ими облака влияют на повышение глобальной температуры в большей степени, чем выбросы CO₂ в атмосферу. По их прогнозам, влияние искусственных облаков на климат может утроиться в ближайшие десятилетия.

Ученых серьезно беспокоят белые полосы и образующиеся от них перистые облака, которые создаются на высоте около восьми километров. Водяной пар и сажа из выхлопных газов самолета попадают в холодный воздух, что приводит к ледяным облакам. Препятствуя излучению тепла в космос, они создают парниковый эффект, пишут Лиза Бок и Ульрике Буркхардт из института физики атмосферы DLR в журнале Atmospheric Chemistry and Physics.

Согласно их расчетам, облака, образованные в результате следов, будут оказывать в три раза большее влияние на климат в 2050 году, чем в 2006 году. Основной причиной этого является воздушное движение, которое, по прогнозам, увеличится в четыре раза к 2050 году.

Бок и Буркхардт сделали акцент в работе на то, как инверсионные следы изменяют радиационный баланс Земли. Основываясь на данных, сколько энергии Земля поглощает от Солнца и сколько тепла затем излучается обратно в космос, они пришли к неутешительному выводу: вклад ледяных следов от самолетов в радиационный баланс вырастет с 50 милливатт на квадратный метр в 2006 году до 180 милливатт на квадратный метр в 2050 году. Таким образом, он растет быстрее, чем выброс CO₂ от воздушного движения.

По словам Буркхардт, даже если кажется, что следы распались, ледяные кристаллы могут сохраняться в облаках. Спутниковые снимки иногда показывали огромное скопление таких следов.

Но у исследователей есть некоторая надежда на то, что часть проблемы может решить появление альтернативных видов топлива. Оно повлияет как на выбросы углекислого газа, так и на свойства инверсионного следа. Если в выхлопе содержится меньше сажи, значит, меньше кристаллов льда образуется в следе. Но содержание сажи должно быть уменьшено более чем на 50%, говорится в работе.

как геоинженеры борются с загрязнением воздуха

Загрязнение воздуха в 2018 году стало причиной 8,8 млн случаев ранней смертности во всем мире — это почти вдвое больше, чем число людей, умерших от ВИЧ, малярии и туберкулеза, в четыре раза больше, чем погибло в авариях. Химические загрязнители и частицы, способные проникать через биологические барьеры, убивают больше людей, чем курение табака. С 2016 года число смертей по этой причине выросло на 2,3 млн.

Почти половина ранних смертей связана с приготовлением пищи в печах и с использованием твердого топлива — такие случаи характерны для бедных стран и регионов. Однако вторая половина приходится на загрязнение, причиной которого становятся транспорт, работа промышленных предприятий и электростанций, строительство зданий и отопление.

Ситуация постоянно ухудшается, поскольку население мира растет и в недалеком будущем может увеличиться до 9 млрд человек. Это, в свою очередь, приводит к росту городов, увеличению числа автомобилей и промышленных предприятий.

Проблемы с экологией не ограничиваются активно развивающими странами Азии — Индией и Китаем. По оценке экспертов, загрязнение воздуха станет причиной смерти 800 тыс. европейцев по итогам 2019 года, а в целом по миру этот показатель составит около 9 млн смертей в год и будет постоянно расти.

Индия входит в число стран, «лидирующих» по темпам роста уровня загрязнения воздуха. Фото: Shutterstock

Принято считать, что загрязнение воздуха приводит к различным респираторным заболеваниям. Однако оно также становится причиной поражения сердечно-сосудистой системы — такие заболевания приводят к вдвое большему числу смертей, чем респираторные. Основная причина — микроскопические частицы пыли, которые проникают через системы защиты организма и даже через биологические барьеры.

Сажа, соли и тяжелые металлы

Взвешенная пыль — сухая или влажная — разных размеров присутствует даже в самом чистом воздухе. В крупных городах или районах вблизи промышленных предприятий чаще встречается мелкая пыль — частицы PM 2.5, диаметр которых составляет менее 2,5 мкм (менее 3% толщины человеческого волоса).

Наряду с более крупными частицами (например, PM 10) PM 2.5 могут иметь разный химический состав — от углерода и сажи до солей и тяжелых металлов. В разных городах состав частиц разный и зависит от веществ, которые активнее всего выбрасываются в воздух.

Благодаря крайне малому размеру такие частицы минуют нос и рот и проникают в кровеносную систему, поражая легкие и сердечно-сосудистую систему. Высокая концентрация частиц размером с несколько микронов в воздухе приводит к появлению смога и вызывает хронические заболевания, среди которых — астма, бронхит и сердечная недостаточность.

Химические загрязнители

Помимо мелких частиц пыли, существуют первичные химические загрязнители, причиной появления которых в воздухе стала деятельность человека. К ним относится диоксид серы — вещество, выделяющееся как при извержении вулканов, так и при сжигании ископаемого топлива. При попадании в атмосферу вещество соединяется с оксидом азота и выпадает в виде кислотного дождя.

Смог — нередкое явление в крупных городах — вызывает целый «букет» респираторных заболеваний. Фото: Shutterstock

К опасным загрязнителям относятся и летучие органические вещества (ЛОС), которые входят в состав многих промышленных и потребительских товаров. В их числе — краски, клеи, чистящие средства и средства личной гигиены. Исследователи считают, что эти продукты становятся доминирующим загрязнителем по мере того, как люди отказываются от бензиновых и дизельных автомобилей в пользу электрокаров.

Наиболее опасными для здоровья являются неметановые ЛОС. Повышение концентрации бензола, толуола и ксилола в воздухе может привести к лейкемии и другим опасным заболеваниям. Метановые ЛОС являются чрезвычайно эффективными парниковыми газами, которые разрушают озоновый слой и ускоряют повышение глобальной температуры.

Промышленные предприятия — один из самых главных источников парниковых газов и опасных химических загрязнителей. Фото: Shutterstock

Третий наиболее опасный химический загрязнитель — аммиак, который широко используется в сельскохозяйственных удобрениях, а также для синтеза фармацевтических препаратов. Следствием вдыхания аммиака в больших дозах являются токсический отек легких, тяжелые поражения нервной системы и потеря зрения.

Как дождь может очистить воздух

Очистка воздуха от загрязнения — длительный процесс. Особенно для достижения окончательного результата, в котором требуется выполнение условия Парижского соглашения по климату. Но частицы PM 2.5, PM 10 и химические загрязнители уже оказывают слишком сильное влияние на здоровье людей, и правительства пытаются предпринять меры по снижению этого влияния.

Один из способов — засев облаков. Эта концепция была предложена химиком Винсентом Шефером в 1946 году. Ученый обнаружил, что ядра конденсации облаков, крошечные частицы, вокруг которых образуется вода, могут быть получены искусственно. Шефер экспериментировал с сухим льдом, но в более поздних экспериментах использовались самолеты, которые распыляли различные химические соединения на высоте формирования облаков, чтобы контролировать осадки. Например, к засеву облаков в 1960-х годах прибегали американские военные, пытаясь продлить сезон муссонов во Вьетнаме и выиграть войну.

Ученые полагают, что искусственный дождь позволит снизить концентрацию вредных веществ в воздухе — капли дождя должны собирать пыль и химические элементы и прибить их к земле.

Первый эксперимент по очистке воздуха в Китае с помощью засева облаков провело правительство Южной Кореи. С Желтого моря периодически дуют китайские ветры на Сеул, перенося сильно загрязненный воздух из Китая. Правительство Южной Кореи обвиняет Китай в превышении мелких частиц (PM2.5) в атмосфере, которые постепенно переходят и на территорию Южной Кореи.

Исследователи распылили в атмосфере раствор на основе иодида серебра — планировалось, что капли воды конденсируются вокруг тяжелых частиц и выпадут на землю в виде осадков. Это в результате должно было помочь справиться с загрязнением воздуха и смогом. Однако эксперимент не удался — образовавшийся дождь оказался слишком слабым и шел всего несколько минут.

Корея уже предложила Китаю присоединиться к инициативе — до сих пор правительство последнего боролось с загрязнением воздуха только малоэффективными методами: например, с помощью наземных водяных пушек. С другой стороны, у Китая есть опыт в засеве облаков — власти прибегали к этому методу в 2008 году для предотвращения осадков во время Олимпиады в Пекине.

Сейчас Китай проводит собственный эксперимент по очистке воздуха. В городе Сиань строится гигантский фильтр размером с трубу крупного завода, который, как ожидается, позволит снизить концентрацию частиц PM 2.5 на 15% в радиусе 10 кв. км.

В Гонконге уже запущен 3,7-километровый туннель, оснащенный самой большой в мире системой по очистке воздуха. Она позволяет обрабатывать до 5,4 млн куб. м выхлопных газов в час.

Загрязненный мелкими частицами воздух из Китая проникает и в соседние государства. Фото: Shutterstock

Власти Бангкока в январе 2018 года тоже пытались бороться со смогом, окутывающим город, с помощью засева облаков иодидом серебра и полива воздушного пространства над городом водой с беспилотников. Ни одна из этих попыток справиться с загрязнением не принесла ощутимых результатов.

Что дальше?

Несмотря на усилия по очистке воздуха, все они выглядят либо слишком локальными, либо малоэффективными. Для эффективной борьбы с загрязнением людям придется изменить свои привычки — в первую очередь, отказаться от ежедневного использования автомобилей с бензиновыми и дизельными двигателями.

Чтобы снизить загрязнение воздуха, нужно отказаться от личного транспорта.

Некоторые страны Европы уже установили срок, к которому все их жители должны перейти на электромобили. Однако усилий отдельно взятых стран для очищения воздуха недостаточно — и другим государствам, и отдельно взятым гражданам стоит последовать их примеру.

как создание искусственных облаков изменит сельское хозяйство Китая — РТ на русском

В КНР стартовал самый масштабный в мире проект по созданию искусственных облаков. Китайская аэрокосмическая научно-техническая корпорация установила в предгорье Тибета систему устройств, которые образуют грозовые тучи. Предполагается, что выпавшие осадки поднимут уровень воды в реках, в результате чего удастся оросить 1,6 млн квадратных километров посевных полей. По мнению российских экспертов, технология управления дождём никогда не использовалась для столь огромных территорий, поэтому предсказать последствия её применения сложно. Как эксперимент учёных из Поднебесной может повлиять на климат — в материале RT.

Небесная река

Китайская аэрокосмическая научно-техническая корпорация установила десятки тысяч горелок у подножья хребтов Тибетского нагорья на высоте пяти километров над уровнем моря. Устройства будут сжигать химическое топливо, выпуская в воздух частички йодида серебра. Вещество будет конденсировать водяной пар, образуя тучи. Предполагается, что выпавшие в результате осадки поднимут уровень воды в реках, благодаря чему удастся оросить 1,6 млн кв. км посевных полей. По словам разработчиков, ожидаемые 10 млрд тонн «дополнительных» осадков в год эквивалентны 7% от общего количества потребляемой в Китае питьевой воды.

«Искусственный дождь, который прольётся над Тибетом, поможет решить давнюю проблему засухи, из-за которой страдает урожай. А метеорологические спутники, подключённые к компьютерной сети, позволят учёным контролировать процесс образования облаков», — сообщил глава Китайской аэрокосмической научно-технической корпорации Ли Фанпей.

Горелка для создания искусственных облаков

Создание и установка каждой горелки обошлись в $8 тыс. По словам заведующего отделом физики облаков и активных воздействий ФГБУ «ЦАО» Баграта Данеляна, это сумма достаточно небольшая для выполнения поставленных задач.

«Использование таких наземных генераторов обойдётся дешевле, чем, например, прокладывание к полям труб, по которым течёт вода. Если регион испытывает нехватку воды, то решить проблему поможет либо её закупка, либо использование самолётов, которые будут обрабатывать подходящие облака, чтобы пошёл дождь. Но оба способа являются дорогостоящими и экономически неэффективными. Поэтому китайцы обратились к наиболее дешёвому методу получения дополнительной влаги из облаков», — отметил в беседе с RT Данелян.

Новая и самая масштабная программа по созданию искусственного дождя является продолжением проекта «Небесная река», запущенного в Китае в 2016 году. За два года специалисты успешно испытали работу 500 горелок, установленных в горных районах Тибета и Синьцзяна. В ходе эксперимента образовались дождевые тучи, покрывшие территорию площадью 5 кв. км.

Если более масштабный план окажется успешным, то 10 «лишних» млрд тонн осадков помогут Китаю осуществить проект «Водоснабжение от Юга к Северу». Осадки, попавшие в протекающую на юге страны реку Янцзы, расположенную у подножья гор, достигнут в конечном счёте севера Китая — реки Хуанхэ, снабдив, таким образом, водой все регионы Поднебесной.

Поднебесный масштаб

По мнению российских учёных, технология, которая позволяет с помощью определённых веществ провоцировать конденсацию водяных капель, их рост и выпадение осадков, не является инновационной.

«Йодид серебра — это достаточно стандартный реактив, который вызывает осадки из облачной влаги. Опыты по управлению дождями с использованием йодида серебра проводились во многих странах, в том числе в СССР, с середины XX века. Но, конечно, это были не столь масштабные проекты», — сообщил в беседе с RT заместитель директора главной геофизической обсерватории имени Воейкова Сергей Чичерин.

Солидарен с учёным его коллега, заместитель директора Института глобального климата и экологии Сергей Семёнов.

«Давно известен способ активного воздействия на осадки. Если, например, к Москве в день праздника приближается атмосферный фронт, из которого, предположительно, прольётся дождь, то в облака пускают определённые реагенты. Это способствует преждевременному образованию капель, и дождь проливается на некотором расстоянии от Москвы. Поэтому китайцы взяли за основу уже давно известную технологию. Пока не вполне ясно, удастся ли им осуществить идею в таких масштабах и контролировать весь процесс или же возникнут какие-то неожиданные последствия. Но нет никаких видимых препятствий для управления погодой и, в частности, дождём», — отметил в интервью RT Семёнов.

По мнению Данеляна, наземные генераторы, которые создают искусственные кристаллизованные ядра на основе йодистого серебра, известны давно. Однако их работу не проверяли на столь больших территориях. По мнению учёного, в горной и предгорной части такая система должна работать эффективно.

Однако, по мнению экспертов, не исключён неконтролируемый сход ливневых вод с гор, что может привести к подтоплению отдельных территорий и даже к наводнениям, которые в последнее время не раз наблюдались в Поднебесной.

Также собеседники RT отметили, что, вопреки распространённым слухам, подобные манипуляции с погодой никак не сказываются на здоровье людей.

Искусственные облака: как геоинженеры борются с загрязнением воздуха

Загрязнение воздуха — одна из главных предотвратимых причин смертности, появлению которой человечество обязано своей деятельностью. Сейчас проблема в большей степени актуальна для Китая, Индии и Таиланда, однако несет серьезную угрозу для здоровья жителей Европы и США. В случае неисполнения условий Парижского соглашения по отказу от угольных электростанций и сжиганию ископаемого топлива она в ближайшее время может стать основной для всего мира. «Хайтек» рассказывает, чем опасно загрязнение воздуха и как власти вместе с учеными ищут способы справиться с этой проблемой.

Сажа, соли и тяжелые металлы
Взвешенная пыль — сухая или влажная — разных размеров присутствует даже в самом чистом воздухе. В крупных городах или районах вблизи промышленных предприятий чаще встречается мелкая пыль — частицы PM 2.5, диаметр которых составляет менее 2,5 мкм (менее 3% толщины человеческого волоса).

Химические загрязнители
Помимо мелких частиц пыли, существуют первичные химические загрязнители, причиной появления которых в воздухе стала деятельность человека. К ним относится диоксид серы — вещество, выделяющееся как при извержении вулканов, так и при сжигании ископаемого топлива. При попадании в атмосферу вещество соединяется с оксидом азота и выпадает в виде кислотного дождя.

Как дождь может очистить воздух
Очистка воздуха от загрязнения — длительный процесс. Особенно для достижения окончательного результата, в котором требуется выполнение условия Парижского соглашения по климату. Но частицы PM 2.5, PM 10 и химические загрязнители уже оказывают слишком сильное влияние на здоровье людей, и правительства пытаются предпринять меры по снижению этого влияния.

Что дальше?
Несмотря на усилия по очистке воздуха, все они выглядят либо слишком локальными, либо малоэффективными. Для эффективной борьбы с загрязнением людям придется изменить свои привычки — в первую очередь, отказаться от ежедневного использования автомобилей с бензиновыми и дизельными двигателями.

Источник: https://hightech.fm/2019/03/27/fakeclouds

Создание искусственных облаков парообразных щелочных и щелочноземельных металлов в верхней атмосфере Земли Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

УДК 662.413 : 546.34 : 546.43

СОЗДАНИЕ ИСКУССТВЕННЫХ ОБЛАКОВ ПАРООБРАЗНЫХ ЩЕЛОЧНЫХ И ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ В ВЕРХНЕЙ

АТМОСФЕРЕ ЗЕМЛИ

В данной статье представлены результаты многолетних исследований по разработке и натурным испытаниям устройств для создания сферических облаков из паров щелочных и щелочноземельных металлов в верхних слоях атмосферы Земли.

Ключевые слова: азиды щелочных и щелочноземельных металлов, пиротехнические составы, генераторы паров металлов, натурные испытания, искусственные светящиеся сферические облака лития и бария.

Введение

В последнее время для исследования верхней атмосферы стал широко применяться метод искусственных светящихся облаков (ИСО). Суть метода сводится к наблюдениям оптических эффектов, возникающих при выбросе в атмосферу с помощью метеорологических ракет определенных химических веществ. Одним из направлений в развитии подобных экспериментов является использование ИСО в качестве зонда для изучения ионосферных и магнитосферных электрических полей и геомагнитного поля Земли.

Вещества, используемые для создания искусственных образований, должны удовлетворять нескольким требованиям. Прежде всего, они должны легко испаряться и легко ионизироваться под действием ультрафиолетового излучения солнца. Кроме того, выброшенные вещества должны давать излучение в видимом диапазоне спектра, в этом случае ИСО можно будет наблюдать с поверхности Земли с помощью оптических приборов. В дальнейшем было показано, что более всего

1Дробыжев Анатолий Иванович ([email protected]), кафедра физвоспитания и спорта Самарского государственного технического университета, 443100, Российская Федерация, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244.

2Мокров Александр Александрович ([email protected]), Кукушкин Иван Куприянович ([email protected]), Пыжов Александр Михайлович ([email protected]), Рекшинский Владимир Андреевич ([email protected]), кафедра химии и технологии органических соединений азота Самарского государственного технического университета, 443100, Российская Федерация, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244.

3Пурыгин Петр Петрович ([email protected]), кафедра органической, биоорганической и медицинской химии Самарского государственного университета, 443011, Российская Федерация, г. Самара, ул. Акад. Павлова, 1.

для этих целей подходят щелочные и щелочноземельные металлы. На рис. 1 приведена схема образования ИСО.

Рис. 1. Схема образования ИСО

1. Разработка рецептур пиротехнических составов для генерации парообразных металлов в верхних слоях атмосферы Земли

В настоящее время для создания ИСО используют способы, основанные на образовании облаков парообразных металлов с помощью кумулятивных зарядов и при горении пиротехнических составов. В первом случае под действием ударной волны, генерируемой зарядом взрывчатого вещества, происходит испарение металла и его ускорение до больших скоростей (более 10 км/с). Такой способ, например, был использован для выброса струи парообразного бария с борта ракеты в верхних слоях атмосферы Земли [1]. Однако такой способ создания ИСО наиболее рационально использовать для изучения магнитосферы и геомагнитных полей Земли, поскольку выбрасываемые пары металла формируются только в виде струи.

Другими известными способами образования паров щелочноземельного металла являются способы, основанные на горении термитных составов, одним из компонентов которых служит металл-парообразователь или его соединение с кислородом. Таким образом, например, получали пары бария по следующей химической реакции [2]:

СиО + 1,6Ва = Си + ВаО + 0,6Ба(пар).

Однако пиротехнический состав, использованный в этом случае, имеет ряд существенных недостатков. Наиболее важным из них является низкий выход паров бария — около 11 %. Другим недостатком указанного состава является наличие в нем металлического бария, который обладает высокой химической активностью, особенно по отношению к кислороду и воде. Это приводит к повышенной пожа-роопасности и необходимости изготовления, применения и хранения состава и зарядов на его основе в атмосфере инертного газа, например, в аргоне.

Подобным образом было создано ИСО парообразных щелочных металлов, испаряемых в процессе горения высокотемпературного термитного состава [3]. В СССР

в 1958 г. И.С. Шкловский и В.Г. Курт провели эксперимент по созданию натриевого облака на высоте 430 км с помощью метеоракеты. Для испарения металлического натрия использовался железоалюминиевый термит. Натрий дробился на небольшие кусочки, смешивался с термитом, и вся смесь помещалась в стальной корпус. При горении термита натрий испарялся, и пары его выбрасывались в атмосферу. Принимая во внимание достаточно высокую температуру горения подобных термитов (около 2000 °С) и сравнительно низкую температуру кипения металлического натрия (около 880 °С), можно предположить, что выход паров металла в этом эксперименте был достаточно велик. С помощью этого метода создания ИСО впервые была определена плотность атмосферы на этой высоте. Плотность вычислялась по значению коэффициента молекулярной диффузии, определяемого из последовательных снимков облака, с использованием модельных значений температуры.

В дальнейшем аналогичный метод применялся для определения плотности верхних слоев атмосферы путем одновременных измерений коэффициента молекулярной диффузии и температуры атмосферы по наблюдениям ИСО.

Подобный способ создания ИСО наряду с достаточным выходом паров натрия имеет ряд существенных недостатков. К сожалению, авторами не были приведены данные по чистоте паров натрия, но, вероятно, данный метод не позволяет получать натриевые пары достаточно высокой чистоты. Кроме того, невысокая скорость горения термитного состава (несколько миллиметров в секунду) не может обеспечить формирование сферического облака паров металлов, динамика изменения формы которого позволяет получить больше информации о процессах, происходящих в атмосфере, в отличие от облаков вытянутой формы.

В связи с этим нами была поставлена задача разработки нового способа создания искусственных светящихся облаков из паров щелочных и щелочноземельных металлов и устройства для генерации этих паров с выходом, соответствующим уровню натриевого генератора, но лишенного его недостатков.

В основу выбора пиротехнического состава для генерации паров щелочных и щелочноземельных металлов были положены следующие принципы:

— чистота получаемых паров;

— максимальный удельный выход паров испаряемого металла;

— определенная (оптимальная) температура горения состава.

Согласно этим принципам применение пиротехнических составов на основе кислородсодержащих окислителей для генерации паров металлов нежелательно.ар),

где Ме1 — Ы, Ма, К, ИЬ, Об, Са, Бг, Ва; Ме2 — Т1, В, А1, Ве, Б1, 2г, Ш, V, №э, Та.

Азиды в данных реакциях служат окислителем и одновременно поставщиком парообразных металлов (Ме ), а металлы (Ме2) — горючим. При своем распаде азиды выделяют азот в активном состоянии, что облегчает его взаимодействие с

бором, алюминием и переходными металлами IV и V групп периодической системы элементов с образованием соответствующих тугоплавких нитридов. За счет высокой теплоты горения образующиеся щелочные и щелочноземельные металлы выделяются в парообразном состоянии, а тугоплавкие нитриды металлов остаются в виде компактного твердого остатка. Следовательно, пары металлов получаются без загрязнений посторонними примесями, что немаловажно. Кроме того, генерация паров металлов происходит за счет разложения соответствующего азида, что является дополнительным фактором повышения чистоты и выхода металлов в парообразном состоянии.

Дальнейший отбор систем, пригодных к практическому использованию, осуществлялся после оценки максимальных температур, развивающихся в процессе их горения. Согласно принципам отбора составов для генерации паров металлов заслуживали внимание те системы, у которых температура горения была выше температуры кипения испаряемого металла (Ме1), но ниже температуры разложения соответствующего нитрида металла (Ме2), т. е. должно соблюдаться условие:

Т М1 < Тг. < Т М2. кип.м разл.м

Исходя из этого условия было показано, что для испарения щелочных и щелочноземельных металлов наиболее рационально использовать пиротехнические составы, состоящие из титана (Ме2) и соответствующего азида металла (Ме1). Составы на основе титана, кроме того, имеют высокое содержание испаряемого металла. Титан доступен и относительно дешев.

В последующих исследованиях более подробно изучали составы, генерирующие пары бария и лития, для которых были определены зависимости выхода паров металлов от плотности состава, дисперсности и соотношения компонентов, давления. 6Т1М + Ва(пар).

Выход испаряемых металлов при горении разработанных составов достигал более 99 %.

Теоретическая оценка по тепловым эффектам сгорания и температурам кипения соответствующих металлов показала термодинамическую возможность создания аналогичных составов для генерации паров других щелочных и щелочноземельных металлов (натрия, калия, рубидия, цезия, стронция и кальция). Проведенные в дальнейшем лабораторные исследования подтвердили это предположение.

2. Разработка устройств для создания ИСО

паров щелочных и щелочноземельных металлов в верхних слоях атмосферы Земли

Следующим этапом в создании нового способа образования ИСО был этап разработки устройств для размещения пиротехнического состава, генерирующего пары металлов. Авторами была поставлена задача создания надежных, безопасных и высокоэффективных устройств для генерации и быстрого выброса в верхние слои атмосферы Земли паров щелочных и щелочноземельных металлов.

При разработке конструкций устройств для генерации паров щелочных и щелочноземельных металлов авторы ориентировались на применение в них азидосо-держащих пиротехнических составов и руководствовались требованиями технического задания организации-заказчика. В соответствии с ними одно из устройств должно создавать облако паров лития сферической формы в количестве 6 • 1022 атомов лития в течение не более 0,5 с, а другое — облако паров бария — 1 — 3• 1024 атомов бария в течение не более 1,5 с.

Согласно этим условиям были определены массы азидосодержащих составов и габариты соответствующих устройств. Для герметизации и поддержания оптимального давления внутри устройств во время их работы были применены алюминиевые мембраны и молибденовые диафрагмы, размеры которых подбирались экспериментально. Необходимое время выброса паров металлов из устройств было достигнуто за счет увеличения поверхности зажигания блоков основного пиротехнического состава, конфигурация которых также подбиралась экспериментально.

В результате были разработаны два варианта устройств с разным содержанием испаряемого металла и с различным расположением воспламенительного состава, применяемого для зажигания блока азидосодержащего пиротехнического состава. В одном случае воспламенительный состав располагался на наружней поверхности прессованного блока азидосодержащего состава, а в другом — внутри, в его каналах, сформированных в блоке.

Вариант № 1 разработанного устройства содержал от 1 до 5 г испаряемого металла. Воспламенение блока азидосодержащего пиротехнического состава производилось с его боковой наружней поверхности.

Технические характеристики одного из устройств варианта № 1:

— устройство предназначено для генерации паров лития;

— масса устройства — 727 ± 5 г;

— масса основного состава — 36 г;

— масса лития в составе 1,40 г;

— полное время работы устройства — не более 2 с;

— максимальное давление в устройстве — не более 50 атм;

— габаритные размеры устройства — 45 х 119 мм.

Вариант № 2 устройства содержал от от 300 до 600 г испаряемого металла. Воспламенение блока азидосодержащего пиротехнического состава производилось изнутри. Для этого в блоке азидосодержащего состава были сформированы каналы, в которые помещался воспламенительный состав.

Технические характеристики одного из устройств варианта № 2:

— устройство предназначено для генерации паров бария;

— масса устройства — 5900 ± 50 г;

— масса основного состава — 1900 ± 20 г;

— масса бария в составе — 519 ± 5 г;

— полное время работы устройства — не более 3 с;

— максимальное давление в устройстве — не более 100 атм.

— габаритные размеры устройства — 100 х 330 мм.

Внешний вид устройств для создания ИСО сферической формы в верхних слоях атмосферы Земли приведен на рис. 2.

Рис. 2. Устройства для генерации паров металлов:

1 — вариант № 1 — устройство для генерации паров лития; 2 — вариант №2 — устройство для генерации паров бария

Устройства работают следующим образом.

При подаче импульса тока напряжением 27 В с бортового блока питания метеоракеты по команде временного механизма на пиропатрон устройства происходит его срабатывание. После этого форс пламени поджигает воспламенительный состав, который, в свою очередь, воспламеняет основной пиротехнический заряд.

В результате горения основного заряда давление в контейнере возрастает до определенного значения, происходит разрыв алюминиевой мембраны, и пары металла выбрасываются в атмосферу. Величина диаметра выхлопного сопла была подобрана таким образом, чтобы в процессе горения блока пиротехнического состава внутри устройства поддерживалось давление 2-4 МПа (20-40 атм).

В течение ряда лет Обнинским Институтом экспериментальной метеорологии (ИЭМ) (НПО «Тайфун») проводились натурные испытания устройств для генерации паров лития и бария. Искусственные светящиеся облака создавались с целью исследования физических процессов, протекающих в верхних слоях атмосферы Земли: диффузионные процессы, турбулентность, ветер, температура, динамика магнитно-силового поля Земли. Устройства устанавливались на метеорологические ракеты МР-12, пуски которых, например, в период с 1979 по 1980 г. производились на станциях ракетного зондирования, расположенных в Волгограде (48°41′ с. ш., 44°21′ в. д.) и на острове Хейса (Архипелаг Земля Франца-Иосифа) (80°37′ с. ш., 58°03′ в. д.). В дальнейшем сотрудники кафедры ХТОСА СамГТУ принимали участие в экспериментах по изучению атмосферы Земли с помощью ИСО в тропических широтах, где пуски ракет проводились с научно-исследовательских судов «Профессор Визе» и «Профессор Зубов».

В ноябре-декабре 1980 г. состоялась комплексная международная экспедиция на полярную станцию на острове Хейса [4]. Частью программы исследований было создание искусственных светящихся и ионизированных облаков на высотах до 180 км. Это осуществлялось путем выброса паров металлов бария и лития из компактных устройств, конструкция которых была разработана сотрудниками кафедры ХТОСА. Регистрация динамики перемещения и изменения ИСО со временем проводилась с помощью аэрофотокамер. Масса устройств для генерации паров

бария и лития составляла около 6000 г и 700 г, масса составов в них — 1900 г и 38 г, а масса испаряемых металлов — 570 г и 1,4 г соответственно. По истечении 5-10 с, прошедших после работы устройств, были образованы сферические облака паров бария и лития диаметром около 15-25 км и 3-5 км соответственно. Цвет бариевого облака по мере его ионизации лучами Солнца становился интенсивно зеленым, а литиевого облака — оранжевым. В дальнейшем наблюдалось очень быстрое отделение ионизированной компоненты бариевого облака, ее вытягивание до длины в 50 км и перемещение к полюсу Земли, что подтверждало высокую чистоту паров металлов. Время жизни облаков составляло от 10 до 30 мин, все это обеспечивало высокую эффективность эксперимента в целом.

На рис. 3 изображен приборный отсек метеоракеты МР-12 с установленными контейнерами для генерации паров лития.

Рис. 3. Приборный отсек метеоракеты МР-12 с установленными генераторами паров лития

Таким образом, в результате проведенных исследований были разработаны пиротехнические составы и конструкции устройств, позволяющие получать пары бария и лития в виде сферических облаков со временем жизни, достаточным для определения динамических характеристик верхних слоев атмосферы. Многочисленные исследования, проведенные сотрудниками Института экспериментальной метеорологии совместно с сотрудниками кафедры ХТОСА СамГТУ, в средних, полярных и тропических широтах Земли подтвердили высокие надежность и эффективность разработанных генераторов ИСО паров металлов.

Подобные эксперименты по созданию ИСО в космосе проводились и в других развитых странах мира [5]. Так, например, 27 декабря 1984 года над Тихим океаном был проведен совместный эксперимент «Ampte» США, Англией и ФРГ. В ходе эксперимента создавались бариевые и литиевые облака. Так называемая «Комета» имела центральное ядро и хвост, расширяющийся со скоростью до 800 м/с. Через несколько минут после возникновения хвост приобрел неправильную форму с ясно видимыми «волнами плотности» протяженностью до десятков километров. Эти «волны» воспринимались наблюдателями как разноцветные концентрические дуги или окружности. Весь небесный фейерверк занял около 10 мин. Однако данные ИСО обладали более низкими характеристиками, чем ИСО, полученные в отечественных экспериментах еще в 1980 г.

Эксперименты по созданию ИСО в верхних слоях атмосферы Земли актуальны и в настоящее время. Со 2 по 20 июля 1999 года NASA производилась серия пусков геофизических ракет с космодрома Wallops Island [5]. При помощи двухступенчатой ракеты «Taurus-Orion» на высоте от 69 до 154 км производился выброс триметилалюминия для создания искусственного облака. Созданные искусственные облака были заметны на большом расстоянии.

В настоящее время Россия продолжает занимать лидирующее положение в мире по разработке генераторов ИСО, однако, в отличие от нашей страны, за рубежом подобным исследованиям уделяется все большее внимание.

Литература

[1] Скомаровский В.С. Эффекты кумулятивной инжекции бария в нижней ионосфере: дис. … канд. физ.-мат. наук. М., 1981. 149 с.

[2] Подгорный И.М. Активные эксперименты в космосе. М.: Знание, 1974. 7 с.

[3] Шидловский А.А. Основы пиротехники. М: Машиностроение, 1964. С. 294-295.

[4] Разработка контейнеров для образования искусственных светящихся облаков в верхней атмосфере: отчет о НИР, № Г.Р. 80012040. Куйбышев: КПтИ, 1980. 29 с.

[5] URL:http://scorpicora1.narod.ru/astronomia/raznoe5.html.

Поступила в редакцию 13/Л/2012; в окончательном варианте — 13/Л/2012.

CREATION OF ARTIFICIAL CLOUDS OF ALKALINE AND ALKALINE EARTH METALS AZIDES IN THE UPPER ATMOSPHERE

The results of longstanding investigation of developing and natural testing of devices for the spherical clouds creation from vaporized alkaline and alkaline earth metals azides in the upper earth atmosphere are given in the following article.

Key words: alkaline and alkaline earth metals azides, pyrotechnic compounds, fume metal generators, natural testing, artificial lightning spherical lithium and barium clouds.

Paper received 13/Л/2012. Paper accepted 13/Л/2012.

4Drobyzhev Anatoliy Ivanovich (purygin2002amail.ru), the Dept. of Physical Education, Samara State Technical University, Samara, 443100, Russian Federation; Mokrov Alexander Alexan-drovich (a2morkrovamail.ru), Kukushkin Ivan Kupriyanovich, Pyzhov Alexander Mihailovich (arge133amail.ru), Rekshinskiy Vladimir Andreevich (var—[email protected]), the Dept. of Chemistry and Technology of Organic Compounds of Nytrogen, Samara State Technical University, Samara, 443100, Russian Federation; Purygin Pyotr Petrovich ([email protected]), the Dept. of Organic, Bioorganic and Medicinal Chemistry, Samara State University, Samara, 443011, Russian Federation.

В Австралии планируют защитить Большой Барьерный риф от перегрева с помощью искусственных облаков: Новости ➕1, 26.08.2021

В Австралии построили экспериментальную установку для производства облаков из морской воды. Искусственные воздушные массы должны задерживать солнечную энергию и предохранять Большой Барьерный риф от перегрева, сообщает научный журнал Nature.

По словам ведущего автора исследования, океанографа Дэниела Харрисона из университета Саутерн Кросс в Кофс-Харбор, данный проект — первое применение геоинженерной технологии такого рода. По замыслу ученого, рукотворный туман будет перемешиваться с природными облаками и осветлять их, повышая отражающие свойства.

Опыты с туманогенератором начались в 2020 году. Последние эксперименты показали, что благодаря их машине в облака попадает на 90% больше водных капель, чем предполагалось ранее. Однако ее мощности все еще не хватает, и аппарат необходимо увеличить примерно в 10 раз — с 320 до 3 тыс. распыляющих форсунок. Согласно расчетам, это должно уменьшить уровень солнечного излучения в зоне работы агрегата примерно на 6,5%.

Инженеры и океанографы надеются, что искусственные облака позволят продлить жизнь Большого Барьерного рифа до того момента, пока человечество не решит текущие климатические проблемы и не охладит планету. В 2017 год из-за волн тепла в Австралии вызвала массовое обесцвечивание и гибель кораллов на всей протяженности природного объекта в 2,3 тыс. километров. Всего с 1995 по 2017 год риф потерял более половины своих живых структур в результате нагревания воды, тропических штормов и нападений хищных морских звезд.

Ранее Plus-one.ru рассказывал о проекте австралийских исследователей по производству «зеленого» водорода из сточных вод. Ученые рассчитывают таким образом получать экологичное топливо не дороже $2 за килограмм.

Подписывайтесь на наш канал в Яндекс.Дзен

Искусственный интеллект и облака

Многие знают, что интернет-сервисы, такие как разнообразные голосовые ассистенты, обработка фотографий при помощи нейросетей, навигация, перевод текстов и многое другое, были бы невозможны без использования алгоритмов искусственного интеллекта (ИИ). Но далеко не все знают, насколько современные ИИ-сервисы зависят от облачных технологий. Причём по мере роста сложности ИИ-алгоритмов эта зависимость только возрастает.

Разработка, обучение и внедрение программных моделей (нейросетей) с каждым годом всё больше и больше мигрируют в облако. А если использующиеся в них алгоритмы действительно сложны, то и вычисления, необходимые для работы нейросети, так называемый инференс, часто производятся на высокопроизводительных облачных серверах. То есть на смартфон или компьютер пользователя приходит уже готовый результат.

По данным аналитиков, уже в 2018 году около 58% компаний, использующих технологии искусственного интеллекта, применяли облачные сервисы, а к концу прошлого года этот показатель мог вырасти до 87%. Очевидно, что компании, которые запускают крупномасштабные проекты искусственного интеллекта, как правило, делают это в партнёрстве с поставщиком облачных вычислений.

Экономические преимущества

Ещё около 10 лет назад запуск моделей машинного обучения стоил действительно дорого. Необходимо было нести серьёзные капзатраты на приобретение, эксплуатацию и обслуживание компьютерного оборудования. Обучение ИИ-моделей требует большой вычислительной мощности, и если у вас нет достаточных ИТ-ресурсов, то модель будет обучаться очень медленно.

Таким образом, разработчики стояли перед выбором: быстро обучить модель, но при этом потратить впечатляющую сумму на покупку и настройку серверов, которые будут простаивать после обучения, или сэкономить на аппаратном обеспечении, но обучать нейросеть очень медленно. Благодаря облачным технологиям появилась возможность экономить деньги, но при этом не терять в скорости. Во время обучения моделей задействуют значительные виртуальные облачные вычислительные мощности, но сразу по завершении процесса можно отключить ненужные ресурсы при помощи простого нажатия кнопки и перестать платить за них. Теперь не только компании, которые исторически инвестировали в центры обработки данных, но и бизнес, далёкий от ИТ-индустрии, и небольшие стартапы могут обучать ИИ-модели.

Что касается хранения данных, то и здесь облачные сервисы оказались незаменимы. Есть модели, которым требуется действительно большие дата-сеты. Благодаря облачным хранилищам данных компании экономят на капитальных и эксплуатационных расходах.

Высокая скорость разработки

Для создания решения с использованием машинного или глубокого обучения требуется несколько шагов: создание модели; подготовка наборов данных; модельное обучение на этих наборах; оценка производительности моделей; «дообучение» моделей для достижения наилучших результатов.

Каждый из этих шагов может занять много времени и потребовать от специалистов по анализу данных принимать не одно, а несколько решений. Облачные сервисы для разработки искусственного интеллекта ускоряют этот процесс: они могут сами выбрать наиболее надёжную модель и настроить её быстрее, чем люди.

Сегодня из-за достаточно жёсткой конкуренции между облачными провайдерами на рынке появилось множество решений, которые способствуют и ускоряют развитие ИИ для различных задач. Одним из самых новых и передовых среди подобных сервисов является ML Space от SberCloud.

ML Space — облачная платформа полного цикла разработки и реализации AI-сервисов. Она позволяет ускорить, оптимизировать и упростить процессы обучения моделей, препроцессинга данных и развёртывания моделей на высокопроизводительной инфраструктуре (до 1000+ GPU) для последующего внедрения их в микросервисы, функции и приложения. ML Space — это единственная в мире облачная платформа, позволяющая обучать ИИ-модель более чем на 1000 графических процессоров (GPU). Платформа построена на модульной архитектуре, позволяющей дополнять её различными возможностями с помощью новых модулей. На сегодняшний день ML Space превосходит многие зарубежные аналоги по целому ряду своих функциональных возможностей. При этом сервисы ML Space предлагаются по более низким ценам. С точки зрения всех возможностей ML Space и стоимости её сервисов (так называемое соотношение цена/качество) — это сегодня абсолютно топовый продукт.

Конкуренция на рынке облачных услуг вынуждает провайдеров инвестировать не только в программные, но и аппаратные решения. Среди основных направлений — применение процессоров и сопроцессоров, «заточенных» на вычисления в области машинного обучения.

ML Space, например, задействует вычислительные мощности самого мощного в России суперкомпьютера «Кристофари», построенного нами специально для работы с искусственным интеллектом. Облачная архитектура ML Space позволяет использовать «Кристофари» фактически из любой точки мира. А ведь ещё несколько лет назад такая вычислительная инфраструктура была доступна только большим корпорациям и исследовательским центрам. Облачный подход очень сильно, можно сказать, радикально демократизировал и ускорил работу с ИИ.

Сегодня в контексте искусственного интеллекта можно говорить о любом предприятии и любой отрасли, а не только о крупнейших ИТ-гигантах.

Новые вызовы

В будущем многие компании наверняка столкнутся с проблемой обучения сотрудников — менеджеров и специалистов — работе с продуктами на основе ИИ. Есть определённая сложность и в доверии к таким решениям: обычно люди чувствуют себя некомфортно, когда не понимают, как было принято решение, а нейросети — это своего рода «чёрный ящик». Зачастую объяснить все нюансы работы нейросети не могут даже её создатели.

Решить проблему нехватки data-science-компетенций способны облачные ИИ-решения «под ключ». Благодаря им даже сложные продукты становятся доступны для использования практически всем. Именно так работает наша платформа ML Space. Её модуль AutoML, созданный на основе open-source-технологии LAMA от Лаборатории искусственного интеллекта Сбера, позволяет автоматизировать процесс построения ИИ-моделей. Причём для использования модуля AutoML необязательно быть опытным специалистом по работе с данными — необходимо лишь выбрать дата-сет, определить вычислительные ресурсы и поставить задачу.

Также нельзя не отметить проблему с регуляторами, так как когда речь идёт об ИИ, то в части защиты конфиденциальности данных возникает достаточно много вопросов. В частности, крупнейшие технологические компании США — Apple, IBM, Amazon, Microsoft — ограничили использование распознавания лиц в своих продуктах.

Подводя итог, становится очевидным, что обществу и бизнесу во всём мире совместно предстоит разработка норм использования искусственного интеллекта. Когда правила хранения и использования персональных данных для ИИ вступят в силу в разных странах, бизнес-модель облачных провайдеров позволит им стать одними из первых, кто получит соответствующие сертификаты, что однозначно облегчит работу с ИИ для остальных компаний из любых сфер деятельности.

Как искусственно увеличенные облака могут остановить изменение климата

В октябре этого года, чтобы оспорить отчет национальных академий США, более 100 групп гражданского общества и коренных народов подписали Манифест против геоинженерии, призывающий к запрету всех геоинженерных экспериментов из-за «рисков». геоинженерия влияет на биоразнообразие, окружающую среду и средства к существованию ».

Удивительно, но Бернс с большой симпатией относится к этой точке зрения: «Было бы опасно развертывать солнечную геоинженерию и прекращать усилия по сокращению выбросов — потому что, если парниковые газы будут продолжать расти, вам потребуется все больше и больше солнечной геоинженерии с каждым годом, чтобы компенсировать это … по сути, подталкивая систему Земли еще сильнее, экспериментальным способом, которого раньше не делали.Бернс сравнивает это с приемом морфина для спасательной операции; делать солнечную геоинженерию без снижения выбросов — все равно что принимать морфин, но потом не делать операцию.

Бернс менее сочувствует утверждению, что исследования поддерживаются гигантами ископаемого топлива и миллиардерами. Geoengineering Monitor, группа, стоящая за октябрьским манифестом, называет Дэвида Кейта и SCoPEx поддержкой «многомиллионного фонда геоинженерии, предоставленного Биллом Гейтсом» и выделяет ExxonMobil и Shell в качестве «ключевых игроков».Но Гарвардская программа исследований солнечной геоинженерии «не принимала и не будет принимать финансирование от индустрии ископаемого топлива», — отвечает Бернс. (Полный список спонсоров опубликован на его веб-сайте.)

Есть много более предпочтительных способов уменьшить изменение климата, чем солнечная геоинженерия. Посадка деревьев — лесовосстановление — это проверенный и экологически безопасный метод удаления углерода из атмосферы. Быстрый переход от ископаемого топлива к возобновляемым источникам энергии устранит источник выбросов. Но ни то, ни другое не происходит достаточно быстро.Возможно, по крайней мере, даже размышлений о солнечной геоинженерии будет достаточно, чтобы шокировать правительства и заставить их стремиться к быстрому сокращению выбросов.

Если мир говорит «нет» солнечной геоинженерии, это «меня совершенно устраивает», — говорит Бернс. «По правде говоря, это страшно, надеюсь, нам не придется этого делать». Но она и такие ученые, как Солтер и Кейт, по крайней мере, хотят, чтобы это «нет» было основано на научных данных.

«Мы проводим [уже] беспрецедентное вмешательство в нашу атмосферу [через ископаемое топливо и выбросы CO2], — продолжает Бернс.«У нас есть кое-что, что потенциально могло бы помочь с некоторыми симптомами, хотя и не лекарство… это настолько важная тема во всем мире, что мы должны начать думать о ней».

—

Тим Смедли — писатель по вопросам устойчивого развития из Великобритании. Его первая книга «Очистка воздуха: начало и конец загрязнения воздуха» будет опубликована Bloomsbury в марте 2019 года.

Присоединяйтесь к 900 000+ будущих поклонников, поставив нам лайк на Facebook или подпишитесь на них нам Twitter или Instagram .

Если вам понравилась эта история, подпишитесь на еженедельную рассылку новостей bbc.com под названием «Если вы прочитаете только 6 статей на этой неделе». Тщательно подобранная подборка историй из BBC Future, Culture, Capital и Travel, которые доставляются на ваш почтовый ящик каждую пятницу.

НАСА недавно создало искусственные светящиеся облака в атмосфере Земли !, Мировые новости

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства недавно представило новый эксперимент — миссию Super Soaker.Буквально агентство создало искусственные светящиеся облака.

Как они это сделали?
НАСА запустило мини-ракету в верхние слои атмосферы Земли, которая затем взорвалась, чтобы создать искусственные облака. Эти облака называются полярными мезосферными облаками (PMC) и представляют собой ледяные кристаллы, расположенные высоко в атмосфере. Эти облака светятся, потому что способны улавливать солнечный свет.

Видео по теме: Астробиологический марсоход НАСА Perseverance совершил историческую посадку на Марс

Почему это важно?
Эти облака могут помочь указать на ключевые компоненты, которые отвечают за поддержание жизни на Земле, и могут дать представление об условиях атмосферы.Этот эксперимент был особенно сложным для ЧВК, созданных в январе, а это не самое идеальное время для их создания.

Команда НАСА выпустила небольшую суборбитальную ракету с Аляски на высоту 85 километров (53 мили), после чего произошел взрыв. После этого в атмосферу было выброшено 219 килограммов (485 фунтов) воды.

Также прочтите: Редкая вращающаяся назад звезда, замеченная учеными в далекой планетной системе

Через 18 секунд после взрыва наземный лазер обнаружил свечение PMC, которое затем пролило свет на то, как происходил процесс и как он смог охладить атмосферу.

Ученые обнаружили, что пар в верхних слоях атмосферы после взрыва смог значительно снизить температуру в этом регионе. Эти искусственные светящиеся облака возникли благодаря этой температуре.

Также читайте: НАСА предлагает 500 000 долларов поварам, которые могут приготовить другие мирские блюда для астронавтов

После запусков спутников и ракет обычно выделяется водяной пар. Ученые считают, что по мере того, как пространство, окружающее Землю, становится все более заполненным спутниками, такие светящиеся облака могут стать более привычными для наблюдателя.

Искусственный дождь с помощью дронов, электричество

Объединенные Арабские Эмираты, выжженные из-за волн тепла и засушливого климата, испытывают новую технологию, позволяющую уничтожать облака электричеством для искусственного создания дождя.

Подобные формы засева облаков существуют десятилетиями. Но, по данным Исследовательского института пустыни и CNN, в процессе обычно использовались солевые смеси и возникали проблемы с окружающей средой, расходами и эффективностью.

Итак, ОАЭ сейчас тестируют новый метод, при котором дроны летают в облака, чтобы поразить их электрическим током, чтобы вызвать дождь, как ранее сообщали BBC и CNN.

Интерес к проекту возобновился после того, как Национальный центр метеорологии ОАЭ недавно опубликовал в Instagram серию видеороликов о проливных дождях в некоторых частях страны. Вода хлынула мимо деревьев, машины ехали по мокрым от дождя дорогам. Видео сопровождалось радиолокационными изображениями облаков с меткой «#cloudseeding».

The Independent сообщает, что недавний дождь является частью проекта по засеиванию облаков дронами.

В прошлом ОАЭ использовали другие методы засева облаков, связанные с солевыми факелами.Национальные новости сообщили, что в первой половине 2020 года в ОАЭ было проведено более 200 операций по засеиванию облаков, что привело к возникновению избыточных осадков.

Были успехи в США, а также в Китае, Индии и Таиланде. Согласно исследованию, опубликованному Американским метеорологическим обществом, длительный засева облаков в горах Невады увеличивает снежный покров на 10% и более каждый год. По данным штата Вайоминг, 10-летний эксперимент по засеиванию облаков в Вайоминге привел к увеличению снежного покрова на 5-10%.

Эта практика используется как минимум в восьми штатах на западе США и в десятках стран, сообщает Scientific American.

ОАЭ — одна из первых стран в регионе Персидского залива, использовавших технологию облачного засева, согласно веб-сайту Национального центра метеорологии.

Маартен Амбаум, исследователь, который был частью команды, которая работала над инициативой дронов, сказал BBC, что цель проекта ОАЭ — изменить баланс электрического заряда на облачных каплях, заставляя капли воды слипаться и падать. как дождь, когда они достаточно большие.

По словам центра, эти усилия являются частью продолжающегося в стране «стремления обеспечить водную безопасность» с 1990-х годов в рамках Исследовательской программы ОАЭ по улучшению дождя.

Водная безопасность остается одной из «главных задач будущего» ОАЭ, поскольку, согласно веб-сайту Национального центра метеорологии, страна полагается на грунтовые воды для удовлетворения двух третей своих потребностей в воде. В центре говорят, что засушливая страна сталкивается с низким уровнем осадков, высокими температурами и высокой скоростью испарения поверхностных вод.По мнению центра, в сочетании с повышенным спросом из-за высокого прироста населения это ставит ОАЭ в опасную ситуацию с водной безопасностью.

Но усиление дождя может «предложить жизнеспособное и рентабельное дополнение к существующим источникам воды», особенно на фоне сокращения водных ресурсов по всему миру, сказал центр.

«Хотя большинство из нас воспринимают бесплатную воду как должное, мы должны помнить, что это драгоценный и конечный ресурс», — говорится в центре.

Согласно исследованию 2021 года, проведенному Американским университетом Шарджи, проекты по засеиванию облаков также могут улучшить качество воздуха в ОАЭ в последние годы.

Согласно веб-сайту Национального центра метеорологии, до сих пор проекты по усилению дождя сосредоточивались в горных северо-восточных регионах страны, где летом собираются кучевые облака.

Связаться Новости Сейчас Репортер Кристин Фернандо по адресу [email protected] или подписывайтесь на нее в Твиттере по адресу @christinetfern.

Ученые пробивают облака электричеством, чтобы вызвать дождь

Один из этих проектов предполагает использование катапульты для запуска небольших беспилотных летательных аппаратов, которые уничтожают облака с помощью электрического заряда.

Группа ученых из Университета Рединга в Великобритании первоначально предложила эту идею в 2017 году. Теперь дроны, изготовленные по индивидуальному заказу, скоро начнут испытания недалеко от Дубая.

Идея состоит в том, что заряженные капли в облаках увеличивают вероятность их выпадения в виде дождя.

«Было много предположений о том, что заряд может сделать с облачными каплями, но было очень мало практических и подробных исследований», — говорит Кери Николл, один из основных исследователей проекта.Цель состоит в том, чтобы определить, может ли технология увеличить количество осадков в регионах с дефицитом воды.

Команда Николла начала с моделирования поведения облаков. Они обнаружили, что когда облачные капли имеют положительный или отрицательный электрический заряд, более мелкие капли с большей вероятностью сольются и вырастут, превратившись в большие капли дождя.

Размер капель очень важен, говорит Николл, потому что в таких местах, как ОАЭ, где высокие облака и высокие температуры, капли часто испаряются при падении.

«Мы пытаемся сделать капли внутри облаков достаточно большими, чтобы, выпадая из облака, они выживали на поверхности», — говорит Николл.

Предложение было выбрано для получения гранта в размере 1,5 миллиона долларов, распределенного на три года в рамках Исследовательской программы ОАЭ в области науки об усилении дождя, инициативы, осуществляемой Национальным центром метеорологии.
Прочтите: Израильский ковбой надеется, что дроны для животноводства модернизируют животноводческую промышленность.

Чтобы проверить модель, Николл и ее команда построили четыре самолета с размахом крыльев два метра.Они запускаются с катапульты, имеют полную систему автопилота и могут летать около 40 минут.

В каждом самолете есть датчики для измерения температуры, заряда и влажности, а также датчики заряда — часть, которая выполняет взлет, — которые были разработаны совместно с Университетом Бата в Великобритании.

До сих пор испытания проводились в Великобритании и Финляндии, а наземные измерения свойств облаков проводились в ОАЭ. Исследование было опубликовано в Журнале атмосферных и океанических технологий.

Поскольку пандемия означала, что команда Николла не могла поехать в ОАЭ, они обучили операторов летной школы в Дубае пользоваться их самолетами. Теперь они ждут подходящих погодных условий для завершения испытаний.

Засев облаков

Поскольку изменение климата изменяет погодные условия, вызывая сильные засухи в одних местах и наводнения в других, растет интерес к тому, как контролировать погоду. По данным Всемирного фонда дикой природы, к 2025 году две трети населения мира могут столкнуться с нехваткой воды.

В то время как проект Университета Рединга подходит к концу в этом году, Николл хочет, чтобы будущие проекты сочетали зарядку облаков с засеиванием облаков — существующей техникой изменения погоды, при которой дроны вводят частицы йодида серебра или соли в облака, чтобы побудить их к дождю или дождю. снег.

Николл говорит, что использование заряженных частиц соли может сделать засев облаков более эффективным.

Аля Аль Мазруи, директор Исследовательской программы ОАЭ в области науки об усилении дождя, говорит, что организация уже экспериментирует с засеиванием облаков.«Все большее число стран инвестируют в исследования и приложения по изменению погоды, особенно в засушливых регионах, таких как ОАЭ», — говорит она.

По данным Национального центра метеорологии, в 2017 году ОАЭ провели 242 миссии по засеиванию облаков. В 2018 году Аль Мазруи сказал CNN, что усиление дождя может предложить более экономичное и экологически безопасное решение проблемы водной безопасности, чем такие альтернативы, как опреснение, при котором соль удаляется из морской воды. В ОАЭ ведется одна из крупнейших в мире операций по опреснению солей, при этом в качестве побочного продукта образуется огромное количество рассола.Но сброс рассола в море может нанести вред морской жизни. Другие страны, вложившие значительные средства в раздачу облаков, включают США и Китай. Последний объявил в декабре прошлого года, что расширит свою программу изменения погоды, чтобы охватить территорию площадью более 5,5 миллионов квадратных километров. Хотя концепция облачного засева существует уже несколько десятилетий, мало исследований, показывающих ее эффективность. Одно исследование, профинансированное Национальным научным фондом США в начале 2020 года, показало, что посев с йодидом серебра может увеличить количество снегопадов.

Но есть вопросы относительно того, может ли засев облаков в одном месте увести дождь из другого места, а также о долгосрочном воздействии йодида серебра на окружающую среду. К тому же процесс очень дорогостоящий.

«Еще предстоит пройти долгий путь, чтобы окончательно увидеть, насколько эффективна модификация погоды засева облаков для увеличения количества осадков», — говорит Николл.

Но, возможно, скоро мы будем на шаг ближе к пониманию того, насколько эффективным может быть переключение в облако.

Студенческий проект: Сделать облако в бутылке

Вы когда-нибудь задумывались, как образуются облака? В этом упражнении вы можете создать собственное облако, чтобы убедиться в этом сами!

Облака образуются в результате конденсации или замерзания водяного пара.Конденсация — это процесс превращения газа в жидкость. В этом упражнении газ — это водяной пар, а жидкость — это облако, которое вы создаете. Когда водяной пар охлаждается, он превращается в жидкость или конденсируется на поверхности.

Например, в теплый день возьмите на улицу бутылку с холодной водой. Вы заметите, что на внешней стороне бутылки образуются капли воды. Эти капли представляют собой водяной пар из атмосферы, конденсирующийся на поверхности бутылки. Они делают это, потому что окружающий воздух охлаждается, когда он касается бутылки.Точно так же образуются облака. Водяной пар в атмосфере охлаждается и конденсируется на частицах в воздухе, образуя облако.

Выполните следующие действия, чтобы создать собственное облако и увидеть этот процесс в действии!

1. Сформируйте водяной пар

Наполните банку 5 см теплой воды и перемешайте. Теплая вода образует водяной пар в результате процесса, называемого испарением. Испарение — это процесс превращения жидкости в газ. Внутри банки начнет подниматься водяной пар.Вы не увидите водяного пара. Это невидимый газ.

2. Формируют частицы дыма

Попросите взрослого зажечь спичку, задуть ее и быстро бросить в банку. Частицы дыма будут обеспечивать поверхность для конденсации воды.

3. Охладите

Немедленно поместите заполненный льдом металлический поддон или твердый пластиковый пакет со льдом для замороженного льда на верхнюю часть банки.

4. Наблюдайте за появлением облака.

Внимательно осмотрите емкость изнутри.Возле верха банки должно появиться туманное облако. Почему это происходит? Теплый водяной пар смешивается с воздухом и частицами дыма. Он поднимается внутри банки, а затем остывает, когда приближается к лотку со льдом. По мере того как водяной пар охлаждается, он конденсируется в очень крошечные капли на частицах дыма. Когда происходит достаточное количество конденсата, мы видим его как облако. Если вам сложно разглядеть облако, слегка приподнимите металлический поднос или пакет со льдом с одной стороны банки и поищите облачко, выходящее из банки.

5. Заставьте его исчезнуть

Снимите металлический лоток или пакет со льдом. Что происходит? Облако исчезает. Почему? Когда холодное облако нагревается, конденсированные капли воды снова испаряются и превращаются в водяной пар.

6. Реальная сделка

Именно этот процесс происходит естественным образом в нашей среде. Не всегда частицы дыма. Это могут быть частицы различных материалов, в том числе пыль и загрязнения. Испаренная вода конденсируется, образуя облака.Эти облака могут позже вызвать дождь или снег, который обычно называют осадками. Вместе испарение, конденсация и осадки играют важную роль в круговороте воды.

В Дубае так жарко, что правительство искусственно создает ливни.

Поскольку температура в Дубае регулярно превышает 115 градусов по Фаренгейту, правительство решило взять под контроль палящую погоду.

Ученые из Объединенных Арабских Эмиратов вызывают дождь — искусственно — используя электрические заряды дронов, чтобы управлять погодой и вызывать ливень в пустынной стране.На этой неделе официальные представители метеорологии опубликовали видеозапись, на которой показан ливень над Рас-эль-Хаймой, а также несколькими другими регионами.

Новый метод засева облаков обещает помочь смягчить засушливые условия во всем мире, не вызывая таких серьезных экологических проблем, как предыдущие методы, связанные с соляными факелами.

Ежегодно в Объединенных Арабских Эмиратах выпадает около 4 дюймов осадков в год. Правительство надеется, что регулярное срывание облаков для генерации дождя поможет смягчить некоторые из ежегодных волн жары в засушливой стране.
Согласно исследованию Университета Рединга в Великобритании, ученые создавали штормы с помощью дронов, которые поражали облака электричеством, создавая большие капли дождя. Более крупные капли дождя необходимы в жаркой стране, где более мелкие капли часто испаряются, прежде чем упадут на землю.
«Приятно думать, что технология дождевых осадков, которую я видел сегодня, которая все еще находится в стадии разработки, может когда-нибудь поддержать страны с дефицитом воды, такие как ОАЭ», — Мансур Абульхул, посол Объединенных Арабских Эмиратов в США.К. сказал во время визита в Университет Рединга в мае, где ему показали демонстрации новой технологии.
«Конечно, наша способность управлять погодой ничтожна по сравнению с силами природы», — сказал во время визита вице-канцлер Роберт Ван де Норт. «Мы помним, что нам как университету предстоит сыграть большую роль, работая с глобальными партнерами, чтобы понять и помочь предотвратить худшие последствия изменения климата».
В 2017 году научным сотрудникам университета был присужден 1 доллар США.5 миллионов на финансирование того, что они называют «наукой об улучшении дождя», также известной как искусственные ливни. Общий объем инвестиций ОАЭ в проекты по созданию дождя составляет 15 миллионов долларов, что является частью «стремления страны обеспечить водную безопасность».
«Уровень грунтовых вод в ОАЭ резко падает», — сказал BBC News профессор Университета Рединга и метеоролог Маартен Амбаум. «И цель этого — попытаться помочь с дождем».
ОАЭ — одна из первых стран в регионе Персидского залива, использовавших технологию облачного засева, сообщил Национальный центр метеорологии.По данным The Scientific American, одна из версий этой концепции используется как минимум в восьми штатах на западе США.
Более Софи Льюис
Софи Льюис — продюсер социальных сетей и автор трендов CBS News, специализирующаяся на космосе и изменении климата.
Сделайте дождь: штаты США используют «засеивание облаков», чтобы попытаться победить засуху | Окружающая среда
Поскольку три четверти запада США охвачены, казалось бы, непрекращающейся засухой, несколько штатов все чаще прибегают к радикальному вмешательству — изменению погоды для увеличения количества осадков.
Последние отчеты «Мониторинга засухи США» содержат отрезвляющие данные: 40% территории США к западу от континентального водораздела классифицируются как находящиеся в «исключительной засухе», наиболее сильной из четырех уровней засухи. Это лишь незначительно ниже, чем в январе — 47%, что является рекордом за 20-летнюю историю наблюдателя, и если не будет шквала поздних зимних штормов, это почти гарантирует, что в западных штатах будет очень жаркий год.
«У нас не было много зимних дождей или снега, что вызывает беспокойство, поскольку мы надеемся нанести серьезный ущерб засухе», — сказал Брайан Фукс, климатолог из Национального центра смягчения последствий засухи.«Похоже, это будет очень тяжелый год. Вероятно, мы наблюдаем возросшую пожарную опасность, ограничения по воде, а также воздействие на экосистемы, такие как небольшие реки и ручьи, а также живущих там диких животных ».
Стресс, вызванный засухой, сказался на водоснабжении для питья и снабжения обширных сельскохозяйственных систем Запада, побудив восемь штатов обратить внимание на форму изменения погоды, называемую засеиванием облаков, чтобы предотвратить худшее.
Засев облаков предполагает использование самолетов или беспилотных летательных аппаратов для добавления к облакам мелких частиц йодида серебра, которые имеют структуру, аналогичную ледяной.Капли воды группируются вокруг частиц, изменяя структуру облаков и увеличивая вероятность выпадения осадков.
«Поскольку засуха по-прежнему является серьезной проблемой, засев облаков является рекомендуемой технологией для использования в Вайоминге на основе нашего плана действий в чрезвычайных ситуациях в связи с засухой», — сказала Джули Гондзар, руководитель проекта в управлении водного хозяйства штата. «Это недорогой способ добавить воду в наши бассейны небольшими порциями в течение длительного периода времени».
Эксперименты по засеву облаков проводились с 1940-х годов, но до недавнего времени не было уверенности в том, что этот метод окажет какое-либо положительное влияние.Но исследованию в прошлом году удалось точно определить снегопад, который «однозначно» возник из-за засева облаков, и Гондзар сказал, что официальные лица в Вайоминге и других местах «пришли к выводу, что засева облаков работает и является эффективным способом помощи в засушливых районах без негативного воздействия на окружающую среду. ».
Другие теперь хотят присоединиться, в том числе штаты «четырех углов» — Юта, Аризона, Колорадо и Нью-Мексико — которые пострадали от самой экстремальной версии последней засухи. «Мы очень надеемся на значительное финансирование в этом году с прицелом на то, чтобы в будущем сделать весь штат», — сказал Рик Ледбеттер, супервайзер района Рузвельт по почвенно-водным ресурсам в Нью-Мексико, который запустил пилотную схему засева облаков. .«Я считаю, что в будущем у нас не будет другого выбора, кроме как посмотреть на изменение погоды».
Эксперты, изучавшие засев облаков, отмечают, что это не панацея, поскольку она не решает системные причины засухи и может быть сложной в реализации — только определенные облака в определенных погодных условиях могут быть засеяны начинающимся дождем, и нет гарантия, что он сломает засуху, даже в случае успеха.
«Я не думаю, что засев облаков решит проблему, но он может помочь», — сказала Катя Фридрих, исследователь из Университета Колорадо, изучавшая проблему.«Это должно быть частью более широкого плана по водным ресурсам, который предполагает эффективное сбережение воды, мы не можем сосредоточиться только на чем-то одном. Также возникает вопрос, сможете ли вы сделать это в меняющемся климате — вам нужны низкие температуры, а когда станет слишком жарко, вы не сможете провести засеивание облаков ».
В то время как государства пытаются сформулировать ответ на растущую угрозу засухи, правозащитники предупреждают, что более бедные и цветные люди, скорее всего, пострадают от нехватки воды в будущем.Мигель Эрнандес из некоммерческой группы Comite Civico de Valle в Империал-Вэлли, южная Калифорния, сказал, что засуха создала постоянные проблемы для латиноамериканских сельскохозяйственных рабочих, некоторым из которых приходится прибегать к оросительным каналам для приготовления воды или чистки зубов. .
«Обеспечение их хорошей питьевой водой является приоритетом, — сказал он. «У нас также есть проблемы с отводом воды в мегаполисы, в результате чего в нашем регионе почти не остается воды.
No related posts.