Назад
Природа

Бубен не нужен: как вызывают дождь

От аэрозоля из фантастического романа до дронов, бьющих облака током
Поделиться в соцсетях
изображение

В июне 2021 года температура в окрестностях города Аль-Айн в ОАЭ достигла 48°С. Тогда правительство разрешило академии SANAD и учёным британского Университета Рединга провести испытания — выпустить в небо дроны, которые вызвали дождь с помощью электрических разрядов. В результате над пустыней пролился сильный дождь, какого летом в тех краях почти не бывает. Какие ещё бывают технологии искусственного вызова осадков и как они работают — в нашей статье.


Как образуется дождь в естественных условиях

Водяной пар не может просто так превратиться в капли. Так же и вода сама по себе просто так не замерзнет. Нужен центр кристаллизации или ядро конденсации, вокруг которого начнётся физический процесс фазового перехода (перехода вещества из одного состояния в другое, например, из газообразного в жидкое). Поэтому вода в водоёмах замерзает от берегов к центру. Сама суша, прибрежные торчащие из воды палки, камни и даже более сильное волнение на мелководье и выступают центрами кристаллизации.

 

Внутри облака принципы те же. В определённых его слоях микроскопические капельки воды находятся при температуре ниже нуля. Но не замерзают. Сильный порыв ветра, разряд молнии или поднятая восходящими потоками воздуха пыль с земли становятся центрами кристаллизации. Капельки превращаются в льдинки и продолжают расти до тех пор, пока не станут слишком тяжёлыми и не начнут своё падение.

 

Пойдёт ли в итоге снег или дождь, зависит от температуры у поверхности. Если восходящие потоки воздуха особенно сильны, льдинки будут расти дольше и превратятся в град.


Как вызвать дождь с помощью электричества

Необходимым ядром может послужить даже отдельный ион — атом с лишним или дополнительным электроном. Он немного, но отличается от обычных атомов, поэтому молекулы воды «притянутся» к нему.

 

Дроны в ОАЭ так и работали. Повышая внутри облака заряд статического электричества, они искусственно создавали дополнительные ионы, которые вызывали рост капель. Таким образом можно не только заставить существующее облако пролиться дождём, но и создать его с нуля, если в атмосфере достаточно высокий уровень влажности.


Первый в мире патент по созданию дождя путём ионизации атмосферы получил советский физик Лев Похмельных в 1990 году. О других экологических достижениях российской науки мы рассказываем в этом материале.


Применение технологии для создания искусственного дождя с помощью электричества в Арабских Эмиратах в 2021-м — не первый пример ионизации атмосферы, но первый с использованием беспилотников. И первый, когда опыт проводился на высоком государственном уровне.

 

В тот раз, правда, вызванные осадки превзошли ожидания, сообщалось даже о нежелательных подтоплениях. Возможно, поэтому мы о таких экспериментах с тех пор не слышали.


Учёные экспериментируют с природными явлениями и учатся не только ими управлять, но и использовать на благо. Например, китайские изобретатели научились получать энергию из дождя, используя батареи, похожие на солнечные.


Распыление йодида серебра в облаках

Существует легенда о веществе под названием «лёд-9». Якобы один его кусочек при контакте с водой может заставить всю жидкость на планете замерзнуть независимо от температуры.

 

Хорошо, что такого вещества на самом деле нет. Легенда пошла из романа Курта Воннегута «Колыбель для кошки». Писатель не сам придумал «волшебное вещество». Его брат, химик Бернард Воннегут, действительно открыл способность йодида серебра выступать центром кристаллизации воды. Не в таком катастрофическом масштабе, как в романе его брата, но зато эффекту быстро нашлось практическое применение.

 

С конца 40-х развивается способ вызывать осадки путём распыления в облаке аэрозолей с йодидом серебра. Технология работает и в обратную сторону: если распылить слишком много аэрозоля, кристаллизуется слишком много капелек/снежинок, каждая из которых будет недостаточно тяжёлой, чтобы полететь вниз, и осадки не выпадут.

 

Такая технология называется засевом облаков. В ОАЭ и в других странах, в том числе и в России, этот метод используют для борьбы с засухой и управления погодой. Сейчас химикаты для создания дождя распыляют с помощью пушек, самолётов и дронов. Однако есть свидетельства о токсичности высоких концентраций йодида серебра, из-за чего технология имеет ограничения.


Альтернативные способы вызвать дождь

Распылять с тем же эффектом можно не только йодид серебра. Сработают и жидкий азот, и твёрдый углекислый газ, известный под названием «сухой лёд». Азот и углекислый газ и так встречаются в атмосфере, только не в жидкой и не в твердой форме. Они сублимируются обратно в газы после распыления, но до этого успевают выступить центрами кристаллизации.

 

Можно обойтись и вовсе без химии. Обитающие на листьях бактерии Pseudomonas Syringae в процессе эволюции развили способность с ветром подниматься в облака, там обрастать льдинками и проливаться дождём в новом для себя месте обитания. Эти бактерии легко разводятся в лабораториях. И тоже могут быть распылены в облаках и вызывать дождь.




Вызывать дождь — это тоже профессия. Читайте, какие ещё ESG-специальности востребованы сегодня в России, в этом материале.