Способ рассеивания туманов и облаков и вызывания осадков

Изобретение предназначено для активного воздействия на атмосферу с целью рассеивания туманов и облаков на контролируемой территории (аэродромах, скоростных автодорогах, открытых площадках для проведения различных спортивных и зрелищных мероприятий и т.д.), а также вызывания дополнительных осадков. Определяют направление движения ветровых воздушных потоков относительно области планируемого воздействия. Далее генерируют в объеме воздушного потока, проходящего через область планируемого воздействия, коронный разряд. Процесс генерации коронного разряда предваряют добавлением в объем воздушного потока скипидара концентрацией, не превышающей значений, установленных нормами предельно допустимых концентраций. Обеспечивается высокая эффективность рассеивания туманов и облаков. 1 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к области техники, предназначенной для активного воздействия на атмосферу с целью рассеивания туманов и облаков на контролируемой территории (аэродромы, скоростные автодороги, открытые площадки для проведения различных спортивных и зрелищных мероприятий и т.д.), и вызывания дополнительных осадков.

В известных патентах RU №2357404, RU №2175185, RU №2061358 представлены способы воздействия на облака и туманы, основанные на искусственной конденсации паров воды путем использования специальных веществ (реагентов). Данные методы могут быть использованы только для воздействия на переохлажденные туманы и облака, которые образуются в условиях отрицательных температур окружающего воздуха. Теплые же туманы и облака являются устойчивыми, и воздействие на них с помощью реагентов не эффективно.

Известны способы электрического воздействия на атмосферу с помощью коронного разряда (см., например, авторское свидетельство СССР №71260, МПК A01G 15/00, опубликованное 31.07.1948 г., патент США №3456880, МПК A01G 15/00, опубликованный 22.07.1969 г.). Предлагается поднимать коронирующие провода на высоту расположения облака. Требуются большие затраты ресурсов и не всегда осуществимо по погодным условиям. Чтобы реализовать способ электрического воздействия предлагаются методы воздействия на атмосферу, в которых коронирующие электроды обдуваются воздушным потоком, формируемым с помощью технических средств, установленных у поверхности земли. Технические решения, которые реализуют известный способ - это способ вызывания дождя (см. авторское свидетельство СССР №29675, МПК A01G 15/00, опубликованное в 1948 г.), а также устройство для разрушения тумана (см. опубликованную заявку ФРГ №4005304, МПК Е01Н 13/00). Описываемый способ способствует распространению ионизированного воздуха, т.е. электрически заряженных частиц вверх, ускоряя тем самым процесс выпадения осадков из облачности или осаждение тумана.

В монографии Л.Г. Качурина "Физические основы воздействия на атмосферные образования", Гидрометеоиздат, Ленинград, 1978 г., стр. 287-293 представлен способ рассеивания туманов и облаков, заключающийся в генерации электрических зарядов в атмосферу путем подключения к источнику высокого напряжения коронирующих проводов, закрепленных через изоляторы на опорах у поверхности земли. Как следует из приведенного источника информации, определяющим фактором воздействия на атмосферу в известном способе является пространственный заряд, который формируется вследствие генерации коронного разряда.

Известно устройство воздействия на атмосферу, представленное в патенте РФ №2124288 С1, кл. Е01Н 13/00, 19.12.1997 г. Устройство содержит подсоединенные к источнику тока провода с малым радиусом кривизны поверхности, закрепленные на изоляторах опор параллельно электропроводной сетке, смонтированной в вертикальной плоскости, проходящей через оси симметрии смежных опор. Генерируемый коронирующими проводами коронный разряд создает ионный ветер, который направлен от коронирующих проводов к заземленной сетке. Облако тумана, проходя через область коронного разряда, получает электрический заряд, и ионным ветром, а также внешним ветровым потоком направляется на заземленную сетку. Проходя через ячейки заземленной сетки электрически заряженные капли тумана сепарируются от ветрового потока и очищенный от тумана ветровой поток направляется в область защищаемого от тумана пространства. Известное техническое решение обеспечивает сепарацию капель тумана из набегающего на защищаемый объект воздушного потока. Очищенный от капель тумана воздушный поток обладает хорошей оптической прозрачностью и обеспечивает необходимую дальность видимости. Сепарация капель тумана в известном техническом решении осуществляется в два этапа: на первом этапе в области горения коронного разряда производят электрическое заряжание капель тумана; на втором этапе электрически заряженные капли сепарируются на заземленной поверхности. Эффективность сепарации капель в известном техническом решении определяется устойчивостью горения коронного разряда, которая может быть обеспечена в условиях высокой точности зазора разрядного промежутка по всей площади устройства, что является сложной технологической задачей и требует значительных финансовых затрат. Более совершенной конструкцией, обеспечивающей устойчивое горение разряда, является техническое решение, представленное в патенте №2516988 Ru. Данное устройство дополнительно снабжено установленными с зазором относительно коронирующих электродов на раме поверх заземленной электропроводной сетки электропроводными стержнями параллельно коронирующим электродам с шагом вдоль поверхности сетки кратным шагу коронирующих электродов.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому способу является способ рассеивания тумана по патенту РФ на изобретение №2422584 RU. Известный способ заключается в определении направления распространения тумана относительно защищаемого объекта с последующей генерацией коронного разряда с наветренной относительно защищаемого объекта стороны потоком заряженных частиц ориентированным в сторону, направленную на защищаемый объект.

Известный способ основан на эффекте сепарации капель. В процессе генерации коронного разряда в системе коронирующих электродов, установленных с зазором относительно осадительного электрода, значительная часть поверхности которого прозрачна для прохождения воздушного потока, происходит сепарация капельной дисперсии. Сепарируемые капли осаждаются на поверхности осадительного электрода, после их укрупнения до размеров, когда гравитационные силы будут превышать значение сил смачивания, выпадают вниз, а воздух, очищенный от капель, увлекаемый ионным ветром, совпадающим с направлением естественного ветрового потока, направляется на контролируемую территорию и вытесняет капельные дисперсии из контролируемого пространства. В результате происходит очищение защищаемой территории от тумана и облаков.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности рассеивания туманов и облаков и вызывания осадков.

Для достижения заявленной цели в известном способе воздействия на атмосферу, заключающемся в определении направления движения ветровых воздушных потоков относительно области планируемого воздействия с последующей генерацией в объеме воздушного потока, проходящего через область планируемого воздействия, коронного разряда, процесс генерации коронного разряда предваряют добавлением в объем воздушного потока скипидара концентрацией, не превышающей значений, установленных нормами предельно допустимых концентраций;

в процессе воздействия осуществляют контроль концентрации скипидара, содержащегося в воздушном потоке, выходящем из области генерации коронного разряда, и осуществляют регулирование его добавления до достижения значений концентрации, не превышающих значений, установленных нормами предельно допустимых концентраций.

Технический результат достигается за счет того, что в предлагаемом способе коронным разрядом инициируются процессы образования аэрозолей вследствие содержащегося и добавляемого в воздушный поток скипидара.

Образуемые аэрозоли эволюционируют и превращаются в облачные ядра конденсации. См., например, Kirkby, J. et. al. Ion-induced nucleation of pure biogenic particles. Nature 533, 521-526 (2016), doi:10.1038/nature17953. Инициирование в контролируемом пространстве новых центров конденсации способствует нарушению термодинамического равновесия в контролируемом пространстве и обеспечивает разрушение облаков и туманов либо вследствие укрупнения капель и их гравитационного выпадения, либо вследствие выделения тепла конденсации, незначительного подъема облака (тумана) в более сухую область атмосферы и его испарения.

Реализация предлагаемого способа может быть обеспечена путем непосредственного распыления скипидара в области, прилегающей к устройству генерации коронного разряда со стороны натекающего на него воздушного потока. Распыление может быть обеспечено известными способами. Например, путем вытеснения его из заполненной емкости и распыления с помощью выходных форсунок. Регулирование объема добавляемого скипидара может быть обеспечено известными методами, например, путем регулирования давления вытесняющего распыляемую жидкость из емкости, либо регулированием проходного сечения крана, устанавливаемого перед распылительной форсункой.

Эксперименты, проведенные в большой аэрозольной камере НПО «Тайфун» (объем камеры 3500 куб. м.) показали высокую эффективность предлагаемого метода воздействия. Эксперимент проводился в предварительно очищенной от всех аэрозолей камере. После генерации коронного разряда с добавлением скипидара в воздухе камеры образовались аэрозоли в количестве ~30000 1/см3. Массовая концентрация составила ~5,6 мг/м3. Средний размер аэрозолей составил ~80 нм. В процессе эволюции аэрозоли укрупнились. Средний размер достиг значения ~120 нм, а их численная концентрация уменьшилась до 103 1/см3. После адиабатического расширения содержащегося в камере воздуха в объеме камеры сформировались капли воды концентрацией ~103 1/см3, т.е. предложенный способ обеспечивает формирование дополнительных облачных ядер конденсации.

Таким образом, предложенное техническое решение благодаря новым, ранее неизвестным признакам в сочетании с известными признаками, позволяет повысить эффективность рассеивания туманов и облаков и вызывания осадков, и добиться цели изобретения.

Изобретение создано при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований. Грант №15-08-04724.

1. Способ рассеивания туманов и облаков и вызывания осадков, заключающийся в определении направления движения ветровых воздушных потоков относительно области планируемого воздействия с последующей генерацией в объеме воздушного потока, проходящего через область планируемого воздействия, коронного разряда, отличающийся тем, что процесс генерации коронного разряда предваряют добавлением в объем воздушного потока скипидара концентрацией, не превышающей значений, установленных нормами предельно допустимых концентраций.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в процессе воздействия осуществляют контроль концентрации скипидара, содержащегося в воздушном потоке, выходящем из области генерации коронного разряда, и осуществляют регулирование его добавления до достижения значений концентрации, не превышающих значений, установленных нормами предельно допустимых концентраций.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к способу защиты посевов от засухи. Способ заключается в использовании установок для создания дымовой завесы из веществ для ее создания.
Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для активного воздействия на атмосферу с целью изменения погодных условий. Прогнозируют движение воздушных масс относительно контролируемой территории и формируют с помощью ионного ветра восходящий воздушный поток.

Изобретение относится к экологии, а именно биомониторингу и биоиндикации качества состояния окружающей среды (воздуха) с использованием индекса экотопической приуроченности.

Изобретение относится к области гидрометеорологии, в частности к способу и системе активного воздействия на атмосферные явления и управления ими, предупреждения и предотвращения града, и может быть использовано для осуществления широкомасштабной автоматической противоградовой защиты обрабатываемых сельскохозяйственных земель, садов и различных народнохозяйственных объектов.

Изобретение относится к области метеорологии. Устройство выполнено в виде спиральной антенны (1) с осевой диаграммой направленности (2), ориентированной в верхнюю полусферу для вертикального зондирования слоя F2 ионосферы (5) в диапазоне волн 25…30 м.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к системе регулирования микроклимата сельскохозяйственных полей. Система состоит из расположенного вдоль границы водоема, на берегах которого установлены пластины с жалюзи с возможностью поворота вокруг вертикальной оси и наклонной вертикальной плоскости.

Изобретение относится к устройствам для изменения атмосферных условий и может быть использовано для рассеивания в облаках аэрозоля, генерируемого пиротехническим топливом, для предотвращения градобитий или искусственного вызывания осадков.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может найти применение при орошении различных культур с локальным регулированием влажности почвы. Оросительная сеть включает водоисточник, энергетическую установку, насос, распределительный трубопровод и подключенные к нему поливные трубопроводы с дождевальными установками, оборудованными системой дистанционного управления с управляющими контроллерами, объединенными беспроводной связью с центральным компьютером, получающим информацию от автоматизированного измерительного комплекса.

Изобретение относится к мобильным установкам, генерирующим функциональный аэрозоль для активного воздействия на облака, локально изменяя состояние погоды. Установка содержит связанную с баллоном сжатого воздуха (3) емкость (4) смеси функционального реагента, подключенную к форсунке (9) в камере сгорания (13).

Изобретение относится к способам искусственного инициирования молниевых разрядов, используемых при защите объектов от грозового электричества и при воздействии на облачные процессы для регулирования их электрической активности.
Изобретение относится к области техники, предназначенной для активного воздействия на атмосферу с целью рассеивания туманов и облаков на контролируемой территории (аэродромы, скоростные автодороги, открытые площадки для проведения различных спортивных и зрелищных мероприятий и т.д.), а также регулируемого вызывания дополнительных осадков. Определяют направления движения ветровых воздушных потоков относительно области планируемого воздействия. Далее осуществляют генерацию в объеме воздушного потока, проходящего через область планируемого воздействия, коронного разряда. В процессе генерации коронного разряда в проходящем воздушном потоке регулируют концентрацию диоксида серы. Поддерживают ее в диапазоне значений (104-1011) 1/см3. Обеспечивается создание в атмосфере новых центров конденсации. 1 з.п. ф-лы.

Группа изобретений относится к области метеорологии и может быть использована для активного воздействия на атмосферу с целью искусственного формирования конвективной облачности. Способ формирования конвективной облачности заключается в определении направления движения ветровых воздушных потоков относительно области планируемого воздействия с последующей генерацией в объеме воздушного потока, проходящего через область планируемого воздействия, коронного разряда. При этом в процессе генерации коронного разряда в объем проходящего воздушного потока добавляют продукты горения аэрозолеобразующего состава. Устройство для формирования конвективной облачности включает установленные электрически изолированно с зазором относительно заземленной конструкции коронирующие электроды, электрически соединенные с высоковольтным источником питания. Устройство снабжено горелкой для сжигания аэрозолеобразующего состава. Заземленная конструкция выполнена в виде окружающих выходящие из сопла горелки продукты горения аэрозолеобразующего состава кольцевых концентрических электропроводящих элементов. Технический результат, обеспечиваемый группой изобретений, состоит в повышении вероятности формирования конвективной облачности. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 4 табл.

Изобретение предназначено для активного воздействия на атмосферу с целью рассеивания туманов и облаков на контролируемой территории, а также вызывания дополнительных осадков. Определяют направление движения ветровых воздушных потоков относительно области планируемого воздействия. Далее генерируют в объеме воздушного потока, проходящего через область планируемого воздействия, коронный разряд. Процесс генерации коронного разряда предваряют добавлением в объем воздушного потока скипидара концентрацией, не превышающей значений, установленных нормами предельно допустимых концентраций. Обеспечивается высокая эффективность рассеивания туманов и облаков. 1 з.п. ф-лы.

Наверх