Способ изменения погоды в локальных зонах приземной атмосферы

 

Изобретения может быть использовано для изменения температурного режима в заданном регионе, очистки атмосферы от смога , тумана и т.п. Способ изменения погоды включает создание конвективного облака восходящим током воздуха, а также формирование нисходящего тока воздуха на заданном расстоянии от зоны восходящего тока. Для создания конвективного облака используют поток отрицательных ионов, а нисходящий ток воздуха формируют введением в атмосферу потока положительных ионов в зону, расположенную по направлению ветра от зоны формирования восходящего тока воздуха во время прохождения над заданной территорией конвективного облака. Это приводит к формированию устойчивой конвективной ячейки в нижней атмосфере и обеспечивает " вентиляцию" последней. 1 з.п.ф-лы,1 ил.

Изобретение относится к прикладной метеорологии и может быть использовано для изменения температурного режима в заданном регионе, очистки атмосферы от смога и т.п.

Известен способ очистки локальных воздушных бассейнов, а именно приземного слоя атмосферы в промышленных карьерах, использованный на применении метеотронов (Качурин Л.Г., Физические основы воздействия на атмосферные процессы. Л.: Гидрометеоиздат. 1990, с. 132 - 133 и рис. 3.3.4). Известный способ представляет собой масштабную вентиляцию воздуха карьера путем создания теплых струй воздуха, выносящих загрязненный примесями воздух, на смену которому в виде компенсирующих потоков нисходящего холодного воздуха поступает более чистый из окружающей атмосферы. Этот способ позволяет успешно изменять температурный режим и очищать воздух от примесей только лишь в пределах небольших относительно замкнутых воздушных бассейнов, где места формирования компенсирующих нисходящих потоков определяются в основном расположением бортов карьеров.

Известен способ изменения погоды в локальных зонах приземной атмосферы, заключающийся в инициировании восходящих токов воздуха с созданием конвективного облака, насыщенного влагой, которая может выпасть в виде дождя. В качестве дополнительного средства, способствующего созданию подходящих для конденсации из конвективного облака влаги условий, в известном способе применяют потоки холодного воздуха за счет формирования нисходящих в соседнем регионе струй, которые, втягиваясь в зону конвективного облака, пересыщают его влагой. Для формирования восходящих струй воздуха в данном способе предусматривается покрытие свободных участков суши веществом, интенсивно поглощающим солнечную радиацию и рассеивающим тепло в окружающий воздух, а для формирования нисходящих воздушных потоков другой участок суши покрывают веществом, которое в большей степени отражает солнечные лучи по сравнению с окружающей территорией. Обязательным условием изменения погоды в заданном регионе является наличие поблизости водного бассейна, ветер со стороны которого увлажняет подогревающийся над покрытием воздух. Желательно также наличие подходящего рельефа местности в виде склонов или невысоких гор. Данный способ изменения погоды можно считать ближайшим аналогом изобретения.

Несмотря на возможность эффективного изменения погоды на значительных пространствах, известный способ имеет и ряд недостатков. Один из недостатков заключается в необходимости покрывать специальными веществами территории площадью в несколько квадратных миль, что безусловно является дорогостоящим мероприятием. С другой стороны, этот способ не является достаточно оперативным и характеризуется "стационарностью" - при изменении направления ветра, например, покрытие не будет срабатывать как ожидается, а перенести его в другой район представляется чрезвычайно трудным и вряд ли целесообразным. Наконец, такое покрытие может быть использовано только на открытых участках местности, свободных от застроек или сельскохозяйственных угодий.

Задачей изобретения является создание такого способа изменения погоды в локальных зонах приземной атмосферы, который характеризовался бы оперативностью, мобильностью и относительно низкой стоимостью средств, обеспечивающих формирование конвекции в приземном слое атмосферы для изменения в нем, в частности, температурного режима, режима влажности, концентрации тех или иных примесей и других характеристик состояния атмосферы.

Сущность изобретения заключается в том, что в известном способе изменения погоды в локальных зонах атмосферы, включающем создание конвективного облака восходящим током воздуха, а также формирование нисходящего тока воздуха на заданном расстоянии от зоны восходящего тока, для создания конвективного облака используют поток отрицательных ионов, а нисходящий ток воздуха формируют введением в атмосферу потока положительных ионов в зону, расположенную по направлению ветра от зоны формирования восходящего тока воздуха во время прохождения над заданной территорией конвективного облака. Сущность способа состоит также в том, что поток положительных ионов вводят в атмосферу в зоне, расположенной на расстоянии 1 - 10 км вдоль земной поверхности от зоны введения в атмосферу отрицательных ионов.

На чертеже изображена схема формирования упорядоченной конвекции в локальной зоне приземной атмосферы.

Способ изменения погоды в локальных зонах приземной атмосферы осуществляется следующим образом.

На территории, где предполагается изменить, например, температурный режим, устанавливают устройство 1, генерирующее в атмосферу поток отрицательных ионов. Такое устройство может представлять собой, в частности, высокий трубчатый отрицательно заряженный электрод, через который вверх в атмосферу продувается воздух, или расположенный над поверхностью земли на опорах с изоляторами электрический провод, на который подается высокий отрицательный потенциал, обеспечивающий его коронирование в воздухе. Для увеличения мощности потока генерируемых таким проводом отрицательных ионов, он может быть выполнен или размещен в пространстве в виде сетки из отдельных проводников, соединенных с одним и тем же или с самостоятельными источниками электрического напряжения.

Ионы воздуха являются для водяного пара воздуха ядрами конденсации. На них сразу начинают образовываться пленки воды. При этом выделяется тепло конденсации. В результате происходит нагревание воздуха в зоне, прилегаемой к установке. Нагреваемый воздух, поднимаясь вверх, создает конвективный ток.

Массы воздуха поднимаются в выше расположенные слои и одновременно смещаются под действием горизонтального ветра, образуя больших или меньших размеров конвективное облако 2. Так как облако образуется в направлении движения воздуха, то место для установки устройства 1, генерирующего отрицательные ионы, выбирают с таким расчетом, чтобы создаваемое конвективное облако проходило над территорией, где необходимо, например, понизить температуру воздуха, или поблизости от этой территории.

На территории, расположенной по направлению ветра от зоны, где установлено устройство 1 для генерации отрицательных ионов, при использовании которого возникает струя теплового воздуха, на расстоянии, достаточном для формирования масштабного приземного горизонтального потока воздуха, устанавливают устройство 3, с помощью которого можно генерировать в атмосферу положительные ионы. Как и установка 1, генерирующая в атмосферу отрицательные ионы, установка 3 может быть выполнена в виде полого электрода с воздуходувкой или в виде коронирующего проводника (проводников). Только в этой установке 2 на электрод или электрический провод подают высокий положительный электрический потенциал. Расстояние между установками в предлагаемом способе не ограничено особенностями ландшафта, как в способе-прототипе, а выбирается в зависимости от потребности, т.е. от размеров территории, над которой желательно или необходимо понизить температуру воздуха. Практически целесообразным может быть это расстояние 1 - 10 км. Например 2 км.

Устройство 3 для генерации положительных ионов располагают на пути ожидаемого перемещения конвективного облака. При подходе облака 2 к району расположения установки 3 ее включают. Генерируемые ею положительные ионы создают объемный положительный электрический заряд, который производит следующее воздействие на атмосферу в зоне расположения установки 3.

Известно, что в атмосфере постоянно существует ток отрицательных ионов от поверхности земли к ионосфере. Создаваемый установкой 3 положительный объемный заряд нейтрализует отрицательные ионы от земли, уменьшая ток в атмосферу. При этом уменьшается количество тепла, которое выделилось бы на этих отрицательных ионах при конденсации на них водяного пара воздухом.

Другой эффект заключается в том, что, т.к. созданное конвективное облако 2 имеет отрицательный электрический заряд, то оно, приходя в зону расположения установки 3, начинает снижаться. Это происходит за счет уменьшения сил отталкивания электрических зарядов облака и земли в связи с тем, что в этой зоне отрицательный заряд нейтрализуется положительным зарядом от установки 3. Этот эффект способствует усилению нисходящего тока в этой зоне.

Наконец, само облако снижает нагрев солнцем зоны, над которой оно проходит.

Дополнительным эффектом является то, что возникает дополнительная сила тяги за счет сил взаимодействия объемных зарядов разных знаков в зонах установок 1 и 3.

В итоге за счет совместного действия этих эффектов возникает устойчивая циркуляция воздуха - восходящий ток в зоне установки 1 и нисходящий - в зоне установки 3. Это позволяет создавать нагрев приземной атмосферы в зоне установки 1 и охлаждение в зоне установки 3, а также использовать это явление для рассеяния туманов, смогов и создания осадков.

Формула изобретения

1. Способ изменения погоды в локальных зонах приземной атмосферы, включающий создание конвективного облака восходящим током воздуха, а также формирование нисходящего тока воздуха на заданном расстоянии от зоны восходящего тока, отличающийся тем, что для создания конвективного облака используют поток отрицательных ионов, а нисходящий ток воздуха формируют введением в атмосферу потока положительных ионов в зону, расположенную по направлению ветра от зоны формирования восходящего тока воздуха во время прохождения над заданной территорией конвективного обмена.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что поток положительных ионов вводят в атмосферу в зоне, расположенной на расстоянии 1 - 10 км вдоль земной поверхности от зоны введения в атмосферу отрицательных ионов.

РИСУНКИ

Рисунок 1