Секрет ясного неба Олимпиады-80: как в России и в мире пытаются воздействовать на погоду
Улучшение погоды на Олимпиаде-80 в Москве стало первой в истории масштабной операцией такого рода. Фото: Юрий Белинский/ТАСС
Изменить если не климат (в глобальном масштабе), то хотя бы локальную погоду — вековая мечта человечества. Этим занимались еще первобытные маги (и в Африке они в деле до сих пор). И если у вас тема ассоциируется только с «разгоном облаков» во время парада, то у нас для вас ошеломляющие новости. Воздействие на погоду практикуют более 50 стран мира, и главным образом не ради парадов, а для нужд авиации и сельского хозяйства. KP.RU подготовил обзор мировых практик.
1948 ГОД: ВСЕ ПОЛУЧИЛОСЬ С ПЕРВОГО РАЗА
Знакомая с советских времен ситуация: большой праздник, а погода не очень. Однако на телевизионной картинке из Москвы — яркое солнце, радостные лица людей. «Облака разогнали», делают вывод телезрители.
Но дело вовсе не в парадах, и вообще это длинная история.
Царская Россия постоянно страдала от неурожаев, что вызвало, например, голод 1891–1892 годов, описанный Львом Толстым. Больно била погода и по сельскому хозяйству молодой Советской республики: техники было мало, об аграрной химии в массе своей еще понятия не имели, и каждый каприз погоды был чреват катастрофой. К 1930-м годам к проблемам аграриев добавилась задача обеспечения полетов авиации. Тогдашние самолеты направлялись не автоматикой, а пилотом с его глазами и чутьем. Взлет в условиях низкой облачности приравнивался к подвигу. Лучшие умы думали, что с этим делать.
И лидером в разработках стал Иван Гайворонский, выпускник агрометеорологического факультета Саратовского сельхозинститута, ученый, намного опередивший свое время.
Зимой 1948 года его группа впервые попробовала разогнать низкую облачность над аэродромом. Было известно: облака часто состоят из капель воды температурой ниже нуля, вплоть до минус сорока градусов. Однако это именно капли, не лед. Если бы лед! Облака выпали бы на землю снегом. Что же мешает замерзнуть? Дефицит центров кристаллизации: например, частичек пыли, вокруг которых растут ледяные кристаллы. Идея проста: дать облаку такие частицы.
В ходе опытов с самолета облака насыщали твердой углекислотой. Экстремально холодная (минус 78,5 градусов) она превращала капли в кристаллы, и те падали на землю. В принципе получилось сразу: из 184 опытов неудача постигла ученых лишь в пяти попытках, а 157 экспериментов закончились полной очисткой неба от облаков. Это был успех.
ГДЕ ОХЛАДИТЬ, ГДЕ НАГРЕТЬ
Стало понятно: методика рабочая. А мешает (те самые пять неудач) или слишком высокая температура в облаке, или сильный ветер. Ученые принялись искать наиболее оптимальные вещества: помимо углекислоты, пробовали пропан и жидкий азот.
С пропаном не получилось: хотя в лаборатории результат выходил отменный, в натурных опытах — так-сяк. Впрочем, на Западе технологию дотянули. Сегодня именно пропан применяется там для разгона облаков над аэродромами.
У нас в итоге продолжили использовать углекислоту (из нее научились получать стандартные гранулы, что удобно), но все чаще предпочитали жидкий азот. Он дешев и экологически безопасен.
В фокусе внимания, помимо облаков, оказались и туманы, этот страшный враг аэропортов. Туманы бывают холодные и теплые. Холодный туман — по сути облако, спустившееся на землю. С ним борются так же, как с облаком, только с самолета его опылять не обязательно: по окраинам летного поля просто стоит установка с жидким азотом. А вот теплый туман заморозить и превратить в осадки не так просто. Его капельки приходится испарять. На летном поле ставят газовые горелки или даже двигатели от списанных самолетов. Достаточно нагреть окрестности на 1–2 градуса, чтобы туман испарился.
СЛЕЗЫ ОЛИМПИЙСКОГО МИШКИ
А что же массовые мероприятия? Улучшение погоды на Олимпиаде-80 в Москве стало первой в истории масштабной операцией такого рода. Она началась с исследований: Гидрометцентр изучил погоду в Москве за 90 лет и выбрал самый стабильный отрезок, июль. Именно поэтому Олимпиада состоялась тогда, когда состоялась!
Затем создали авиагруппировку. Она состояла из спецсамолетов Ту-16 «Циклон-Н» (переоборудованные дальние бомбардировщики), а также модифицированных Ил-18 и Ан-12. На расстоянии 50–100 км от Москвы радиолокаторы постоянно сканировали небо. Едва радар замечал тяжелую тучу, как к ней летел спецсамолет и засеивал ее жидким азотом или углекислотой. Хотя погода в 1980 году, вопреки прогнозам, оказалась так себе, открытие Олимпиады прошло при полном солнце. А вот в Подмосковье лил дождь: это избавлялись от влаги засеянные облака. В целом система за все дни Игр не дала ни одного промаха.
Фото: Центр физики облаков и активных взаимодействий
СНЕГ — ЭТО ДОРОГО
Окрыленные успехом, столичные власти решили его развить. Вывоз снега из Москвы зимой — это колоссальные деньги. Не лучше ли уменьшить количество снегопадов? Группировка из 8–10 самолетов несколько зим дежурила на подступах к Москве, в основном с запада, откуда, с Балтики, приходят обильные снегом циклоны. Зимой одним азотом облако не победить: распыляли и реагенты, например, йодистое серебро или иные «мелкие» порошки. Это работало, но потом затею все-таки свернули: с точки зрения экономики оказалось не очень эффективно.
Что касается парадов, как же подводит нас память. Нам кажется, что облака на Первомай разгоняли «всегда». На самом деле, впервые попробовали лишь в 1987 году, и не на майские, а на 7 ноября. Автор этих строк помнит аномально отвратительную погоду в Москве перед праздником. А вот сам парад прошел просто замечательно. Да, именно благодаря засеву облаков. Уже в следующем году опыт перенял Ленинград; метеозащиту «включают» в дни больших торжеств и в наши дни.
Техники готовят самолет к вылету
Фото: Александра БУДАЕВА. Перейти в Фотобанк КП
СВЕЖИЕ ИДЕИ
СССР был однозначным лидером в технологиях воздействия на погоду. И это лидерство в каком-то смысле сохраняется. Когда вы читаете, что в той или иной стране применили «совершенно новый метод», скорее всего, его изобрели у нас еще в 1960-е-1970-е. Может быть, не внедрили, но — придумали.
К числу таких придумок относится, например, электростатическая методика. Веками «атмосферное электричество» представляло собой загадку. Соратник Ломоносова, Рихман, погиб, а отец-основатель США, большой ученый Бенджамин Франклин чуть не погиб, изучая грозы. Однако природа гроз оставалась непонятной.
И только в 1940-х гениальный советский ученый Яков Френкель все данные обобщил, и все объяснил. Стало понятно, что облака, даже безобидные на вид — это летающее электричество. А значит, электричеством на них воздействовать можно.
Френкель показал, что вся феерия гроз возникает из-за трения капель воды друг об друга; такое трение производит заряд (так вы заряжаете расческу, когда причесываетесь). Отсюда простая идея: добавить облаку заряда! Это заставит частицы воды притянуться и слиться. Тяжелые капли прольются дождем. Заряд внедряют с помощью беспилотников, снабженных мощными источниками ионов (заряженных частиц). Или натягивают электрические сетки над защищаемым объектом. Подаешь туда несколько киловольт, и дело сделано.
Огромный плюс — экологическая чистота, никаких реагентов. Есть и минусы: заряд сносится вбок даже небольшим ветром. Тем не менее, это распространенная методика в Китае и в Эмиратах, да и у нас.
КИТАЙ В ЛИДЕРАХ
Сегодня крупнейшим игроком в «погодном бизнесе» является Китай. Утверждают, что те или иные методы применяются на половине территории страны (что может быть и преувеличением). Факт, что на погоду работает не менее сорока тысяч сотрудников, тратящих сотни миллионов долларов ежегодно.
Именно китайцы первыми додумались заменить тяжелый самолет с живым пилотом — дронами. Это резко удешевило процесс и позволило его масштабировать. Часто применяют и артиллерию: как и дроны, орудия засеивают облака йодистым серебром или сухим льдом с помощью направленных выстрелов.
Перед службами стоят три основные задачи: защитить урожай, убрать смог над мегаполисами и избавиться от угрозы града. Помимо этого, улучшают погоду во время национальных торжеств. Пишут, что вложенный в программу доллар дает 15 долларов прибыли, а всего страна, исправляя погоду, выигрывает около 1,5 миллиардов долларов.
Но вряд ли это окончательная цифра. Так, принудительные дожди над мегаполисами вымывают из воздуха частицы смога. Как оценить эффект? Согласно расчетам, нагрузка на здравоохранение снижается на сотни миллионов долларов ежегодно.
Так же сложно прикинуть (но цифра наверняка огромна) снижение ущерба от лесных пожаров (принудительный дождь тушит пламя за пожарных), или наполнение водохранилищ, что позволяет на полную мощность работать гидростанциям.
МИРАЖ В ПУСТЫНЕ
Представим, что мы в Эмиратах. Страна входит в десятку самых засушливых в мире. Ну, вызови дождь, волшебник! На небе ни облачка. И так круглый год. А мы же привыкли «разряжать» облака от влаги. Которых тут нет.
На самом деле облака есть. Просто еле заметные. Они постоянно пытаются дождить. Однако, воздух у поверхности настолько горяч, что капли просто не долетают, испаряются.
Решение — в той самой электростатике, о которой мы уже говорили. Рои дронов влетают в разреженное облако и облучают его лазером. В результате на каплях образуется «лишний» электрический заряд. Дальше по классике: капли укрупняются, идет настоящий дождь.
Если этого не хватает, облака засеивают наночастицами соли с напылением титана. Такая пыль служит ядрами конденсации для водяного пара.
И, конечно, вся система из дронов и наземных служб управляется ИИ.
Статистка говорит, что осадков в Эмиратах в последние годы стало на 15–30% больше. И если обычно себестоимость литра воды в этой стране доходит до 60 долларов (конечно, потребителю часть субсидируют), то себестоимость литра, упавшего с дождем после «общения» с дронами и лазерами, всего доллар, а то и меньше.
Однажды с помощью искусственных дождей удалось до краев наполнить водохранилище, на что традиционными методами (опреснение) ушло бы 9 лет. Приятный бонус еще и в том, что вода из водохранилища частично впитывается в почву, и уровень грунтовых вод растет. Это, говорят ученые, отличный задел на будущее, на долгосрочное изменение уже не погоды, а климата.
ПОЧВА ДЛЯ КОНФЛИКТОВ
Само собой, не все так радужно. К технологиям воздействия на погоду есть вопросы. И проблемы можно разделить на две части: это экологические, и политические претензии.
Индия часто заявляет, что Китай, заставляя тучи проливаться дождем над своими засушливыми районами, лишает ее воды. Такие обвинения, как правило, трудно доказать. Так, Иран указывает, что то же самое проворачивает и Израиль. Дескать, все дожди из средиземноморского воздуха — его, а Иран в засухе сидит. Но между этими странами еще и Сирия с Иорданией, что ж они-то не бунтуют? Видимо, дело в конфликте двух стран, и уже на него накладываются климатические обвинения.
Однако доля истины в них есть! Недаром внутри США идут судебные споры между такими засушливыми штатами, как Калифорния или Техас, и их соседями. Обвинения те же. Американские суды чушь рассматривать не будут. Отсюда делаем вывод: украсть дождь у соседа в принципе можно.
Мы расписали в красках чудесную программу Эмиратов, но не с ней ли связано то, что в стране вдруг начались наводнения (Дубай затапливало в 2024-м и весной этого года). Официальные климатологи толкуют о глобальном потеплении, а неофициальные обвиняют любителей исправлять погоду.
И, конечно, всех беспокоит, а чем именно засевают облака. Азот безвреден, мы им дышим, а вот йодистое серебро — очень неприятное вещество, и оно по идее может накапливаться в почве. Вопрос актуален для Китая, но по понятным причинам мало исследован: управлять погодой слишком выгодно, чтобы просто так взять, и отказаться.
В целом же налицо правовой вакуум. Международные соглашения запрещают менять погоду в военных целях, а в гражданских можно. Но где грань? Пока что вода в облаках никому не принадлежит, украсть ее не преступление. И законодательство пора бы корректировать, но, кажется, в нынешнем непростом мире всем не до того.
ВОПРОС-РЕБРОМ
Почему инженеры погоды не спасли Европу от аномальной жары?
На вопрос, возможно, нет полного ответа. Официальный такой: человек пока бессилен перед тепловыми куполами. Уже в мае над Европой встал такой купол раскаленного воздуха. Пока осенью солнце не ослабнет, ситуация ухудшается: жара выпаривает из почвы остатки влаги, почва греется еще больше, жара усиливается. Мы имеем и колоссальный масштаб: антициклон обладает потенциальной мощью в сотни ядерных бомб, а мы с нашими самолетиками разве что в радиусе 50 км на несколько часов погоду изменим. И научную проблему: воздух над Европой даже суше, чем над Эмиратами, и влаги взять попросту неоткуда. Подобные вызовы — это уже климатическая, а не погодная, инженерия, а в ней наука делает лишь первые шаги.
ЭТО ИНТЕРЕСНО
Самые остроумные способы воздействовать на погоду
США еще в 1960-е годы попытались укротить торнадо (проект «Ярость»). Если умудриться засеять внешнюю сторону торнадо, это нарушит его равновесие, отклонит траекторию, и удар придется не по Техасу, а, например, по Мексике. Проект пришлось свернуть: Мексика была предсказуемо против.
В горной стране по имени Швейцария тем временем сражаются с молниями. Оказалось, если посветить в облако очень мощным лазером, это создаст «дорожку» для молнии, и она ударит в предсказуемое место, а не где попало.
А во Франции и Бельгии поняли: облака можно раскачать не только химией и электричеством, но и звуком. Фермеры скидываются на специальные пушки. Они оглушительно бухают, и ничем не стреляют. Говорят, помогает.
КСТАТИ
В тревожные апрельские дни 1986 года, когда случилась авария над Чернобыльской АЭС, перед специалистами стояла задача не допустить дождя на самой горящей станции и рядом с ней. Ведь радиоактивная пыль сразу бы попала в реки. Группировка самолетов приступила к сложнейшей процедуре. Одни самолеты разряжали облака от влаги на дальних подступах к Чернобылю. Другие следили за радиоактивными тучами. Искусство заключалось в том, чтобы «обстрелять» их над малонаселенными районами пиропатронами с йодистым серебром. Шли радиоактивные дожди над глухими лесами, и это было меньшее из зол. Экипажи самолетов — настоящие герои. Самолеты так «фонили», что их, сразу после посадки, отправляли на обработку. И длилось все это до декабря 1986 года, до возведения саркофага.
А ЕЩЕ
Священники и маги тысячелетиями уверяли, что могут управлять погодой. В России, например, подвешивали ископаемый белемнит (их полно в ручьях) над липовым столом, и окаменелость вроде как отводила молнию и уничтожала град.
Колдуны все еще в деле в Африке. Маг входит в транс и выслеживает дух водного зверя (как правило, бегемота). С ним надо договориться. Другой способ: развести такой костер, что все небо затянет как бы тучами. А в ЮАР до сих пор жрица, «королева дождя», уходит одна в пещеру, что-то в ней делает, и надо же, дождь идет. Как правило, колдуны — отличные народные метеорологи. Они берутся за дело, когда дождь и так приближается. Отсюда и.
Поставить их методы на научную основу попытался австриец Вильгельм Райх. Он строил громадные пустые трубы и утверждал, что они собирают позитивную энергию. Позже такие трубы привезли в Африку, и они даже работали (на самом деле нет).
КОММЕНТАРИЙ
Татьяна Позднякова, синоптик
— На мой взгляд, надежно работает только разработанный нашими учеными метод засевания облаков. В нем мы можем сразу увидеть результат: пролетел самолет рядом с облаком, и через пять минут идет дождь. И это недорого.
Касательно других методов есть вопросы и об эффективности, и о том, соизмеримы ли блага с возможными негативными последствиями. Взять французские акустические пушки. Они же влияют на состав атмосферы в целом. Как? Не всегда понятно. Но что-то они не очень помогают им в этом году.
Что касается вопроса, не портят ли все эти практики «климат», то есть не воздействуют ли глобально, то для ответа у нас просто мало статистики. Считается, что климатические изменения должны проявиться лет через 30. Затапливает Дубай потому, что так, естественным путем, изменился цикл влажности, или виноват человек, узнаем позже. Природа — это сложно.
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ
Антарктида плавится в разгар зимы: что происходит с климатом по всей Земле
СЛУШАЙТЕ ТАКЖЕ