Физика атмосферных аэрозольных систем. Довгалюк Ю.А - 178 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

возникающих в Карибском море. Однако неясен масштаб и характер побочных явлений,
реализующихся при такого рода экспериментах.
Изменение электрических свойств атмосферы с помощью введения в неё аэрозольных частиц
наиболее эффективно для верхних слоёв, где высока концентрация электронов и ионов. При
концентрации аэрозольных частиц порядка 0,1 см
-3
, что вполне реально, концентрация электронов и
ионов может быть уменьшена примерно на два порядка. Причём длительность такого воздействия
может быть порядка суток. Гетерогенные химические процессы в атмосфере до недавнего времени
вообще не рассматривались, что оправдано для чистой атмосферы с низкой концентрацией
аэрозольных частиц. Но введение в атмосферу частиц, содержащих окислы металлов, может
существенно изменить такие важные процессы, как окисление сернистого газа до серного или
разрушение молекул озона.
Главное в проблеме воздействий это управление процессом. Человек должен научиться не
только вызывать желаемые изменения окружающей среды, но и сохранить способность
контролировать их или предотвращать изменения, опасные для людей и окружающей среды.
Основой управления являются тщательный и всесторонний анализ состояния атмосферы и
возможной его эволюции и на основании такого анализа определение средств и способов
воздействия в каждой конкретной ситуации.
Основная часть энергообмена в атмосфере осуществляется путём высвобождения энергии
неустойчивости. Состояния неустойчивости возникают в атмосфере при определённых ситуациях и
именно их следует использовать в качестве своего рода «рычага», так как именно в этих случаях
можно, не делая больших затрат, дать толчок к развитию процесса в желаемом направлении. По
образному выражению А.Дессена[128] при определённой ситуации достаточно «взмаха крыла
бабочки», чтобы привести в действие атмосферную «машину». Примерами таких систем,
находящихся в состоянии неустойчивого равновесия, являются пересыщенный пар и
переохлаждённая вода в атмосфере, облака как коллоидальные системы (неустойчивость облаков
реализуется через выпадение осадков с передачей атмосфере скрытой теплоты фазовых
превращений), конвективная (вертикальная) неустойчивость отдельных масс воздуха (разрешение её
связано с накоплением тепла от источника у Земли и передачей его в выше расположенные слои),
бароклинная (горизонтальная) неустойчивость крупномасштабной циркуляции, которая устраняет
нарушение теплового равновесия между экватором и полюсами, создавая большие внетропические
циклонические системы.
К настоящему времени достигнуты определённые успехи при попытках использования
первых трёх из названных неустойчивых систем. Это оказалось возможным, потому что размеры и
энергия механизма воздействия (начального толчка) в данных случаях соответствовали
возможностям человека.
Все атмосферные процессы тесно связаны между собой в единую цепь, внутри которой
имеются не только прямые, но и обратные связи. Поэтому воздействие на один какой-либо процесс
означает воздействие и на связанные с ним процессы, а это значит, что, искусственно воздействуя на
погоду в конкретном районе, можно вызвать нежелательные, а подчас и катастрофические изменения
погоды в других районах. Поучительным в этом смысле является случай, когда в одном из штатов
США для повышения эффективности работы гидроэлектростанции решили повысить уровень воды
путём вызывания искусственных дождей из облаков. После проведённых работ дождь шёл три
недели, что привело к большим волнениям среди владельцев туристских пансионатов в ближайших
районах. В связи с подобными фактами особое значение приобретают вопросы ответственности
учёных перед обществом, рождаются и проблемы международного сотрудничества. «Глобальный
характер явлений погоды и основных черт климата,- писал академик Е.К.Фёдоров,- менее всего
подходит для единоличного вмешательства в их состояние». Именно поэтому вновь был поставлен
вопрос о включении искусственных воздействий на погоду в список проблем, запрещённых для
использования в военных целях и подлежащих международному контролю.
Следует заметить, что человечество и непреднамеренно воздействует на погоду и климат
Земли. Непреднамеренное воздействие связано с хозяйственной деятельностью человека,
изменяющей не только земную поверхность, но и состав атмосферы. Одной из важных сторон этого
воздействия является введение в атмосферу значительного количества пылевых частиц и газов, часть
из которых в результате различных химических реакций переходит в аэрозольное состояние. Эти
частицы в значительной степени меняют энергетический баланс системы «космос атмосфера