RU2821371C1 - Method for artificial regulation of precipitation on monitored mountain or adjacent to mountain territory - Google Patents
Method for artificial regulation of precipitation on monitored mountain or adjacent to mountain territory Download PDFInfo
- Publication number
- RU2821371C1 RU2821371C1 RU2023128518A RU2023128518A RU2821371C1 RU 2821371 C1 RU2821371 C1 RU 2821371C1 RU 2023128518 A RU2023128518 A RU 2023128518A RU 2023128518 A RU2023128518 A RU 2023128518A RU 2821371 C1 RU2821371 C1 RU 2821371C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- precipitation
- orographic
- mountain
- atmosphere
- unmanned aerial
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 52
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 title claims abstract description 7
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 claims abstract description 17
- 230000010006 flight Effects 0.000 claims abstract description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 24
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 16
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 16
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 9
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 3
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000779819 Syncarpia glomulifera Species 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 239000001739 pinus spp. Substances 0.000 description 2
- 229940036248 turpentine Drugs 0.000 description 2
- 235000015842 Hesperis Nutrition 0.000 description 1
- 235000012633 Iberis amara Nutrition 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к области техники, предназначенной для регулирования интенсивности выпадения осадков в горной местности, и может быть использовано для защиты, контролируемой территорий от засухи на подветренной стороне орографического препятствия и от избыточных осадков на его наветренной стороне.The invention relates to the field of technology intended for regulating the intensity of precipitation in mountainous areas, and can be used to protect controlled areas from drought on the leeward side of an orographic obstacle and from excess precipitation on its windward side.
Известны способы регулирования интенсивности выпадения осадков, основанные на искусственной конденсации паров воды путем использования специальных веществ (реагентов). См., например, патент RU №2357404, опубликованный 10.06.2009 г.; патент RU №2175185, опубликованный 27.10.2001 г.; патент RU №2061358, опубликованный 10.06.1996 г.; патент США №2160900, опубликованный 06.06.1939 г.; патент США №2934275, опубликованный 26.04.1960 г.; патент США №2527230, опубликованный 24.10.1950 г. Доставка реагентов и их распространения в облачности осуществляется с самолетов (см., например, патент США №2815928, МПК A01G15/00, опубликованный 10.12.1957 г.), с помощью ракет (см., например, авторское свидетельство СССР №576839, МПК A01G 15/00), снарядов (см., например, Российская Федерация, патент №2034444, МПК 6 A01G 15/00, опубликованный 10.05.1995 г.). Данные способы позволяют регулировать выпадение осадков из уже сформированных облаков.There are known methods for regulating the intensity of precipitation, based on the artificial condensation of water vapor through the use of special substances (reagents). See, for example, patent RU No. 2357404, published on June 10, 2009; RU patent No. 2175185, published on October 27, 2001; patent RU No. 2061358, published on June 10, 1996; US patent No. 2160900, published 06/06/1939; US patent No. 2934275, published 04/26/1960; US patent No. 2527230, published 10/24/1950. Delivery of reagents and their distribution in clouds is carried out from aircraft (see, for example, US patent No. 2815928, IPC A01G15/00, published 12/10/1957), using rockets (see ., for example, USSR copyright certificate No. 576839, IPC A01G 15/00), shells (see, for example, Russian Federation, patent No. 2034444, IPC 6 A01G 15/00, published 05/10/1995). These methods allow you to regulate precipitation from already formed clouds.
Известны способы электрического воздействия на облака, основанные на доставке в верхние слои атмосферы коронирующих проводов, соединенных с источником высокого напряжения (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.). Основным недостатком описываемого способа и известных устройств является необходимость подъема коронирующих проводов на высоту расположения облака, что предопределяет большие затраты ресурсов и не всегда осуществимо по погодным условиям.There are known methods of electrical influence on clouds, based on the delivery of corona wires connected to a high voltage source to the upper layers of the atmosphere (see, for example, USSR copyright certificate No. 71260, IPC A01G 15/00, published on July 31, 1948; US patent No. 3456880, IPC A01G 15/00, published 07/22/1969). The main disadvantage of the described method and known devices is the need to lift the corona wires to the height of the cloud, which predetermines large expenditures of resources and is not always feasible due to weather conditions.
Известен способ, заключающийся в обдуве воздушным потоком, формируемым с помощью технических средств, коронирующих электродов, 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 уже сформированной облачности.A known method consists of blowing an air flow generated using technical means over corona electrodes installed near the surface of the earth. Technical solutions that implement the known method are a method of causing rain (see USSR author's certificate No. 29675, IPC A01G 15/00, published in 1948), as well as a device for destroying fog (see published application of the Federal Republic of Germany No. 4005304, IPC E01N 13/00). The described method promotes the spread of ionized air, i.e. electrically charged particles upward, thereby accelerating the process of precipitation from already formed clouds.
Известен способ воздействия на облака, заключающийся в генерации электрических зарядов в атмосферу путем подключения к источнику высокого напряжения коронирующих проводов, закрепленных через изоляторы на опорах у поверхности земли, (см. "Журнал геофизических исследований ", Кембридж, Массачусетс, март 1962 г., т.67, стр. 1073-1082). Реализация данного способа предполагает воздействия только на облака, сформированные с подветренной стороны от коронирующих проводов.A known method of influencing clouds involves generating electrical charges into the atmosphere by connecting corona wires attached through insulators to supports near the earth's surface to a high-voltage source (see "Journal of Geophysical Research", Cambridge, Massachusetts, March 1962, Vol. .67, pp. 1073-1082). The implementation of this method involves influencing only clouds formed on the leeward side of the corona wires.
Известен способ вызывания осадков путем рассеивания в атмосфере на высоте примерно 2000 м с помощью горелки, снабженной топливом и окислителем материалов, способствующих образованию облачных ядер конденсации. См. патент Франции №2097893 по кл. МПК A01G 15/00, F42B13/00. Материалов о практической реализации данного способа в литературе не представлено.There is a known method of causing precipitation by dispersing into the atmosphere at an altitude of approximately 2000 m using a burner equipped with a fuel and an oxidizer of materials that promote the formation of cloud condensation nuclei. See French patent No. 2097893 according to class. IPC A01G 15/00, F42B13/00. There are no materials on the practical implementation of this method in the literature.
Известен способ образования облаков, вызывающих осадки с помощью окрашивания поверхности земли (см. заявку Франции №2440684 по МПК А01. G 15/00). Окрашивание предлагается осуществлять с вертолета с помощью окрашивающих веществ или с помощью формирования искусственно зеленых пространств (площадей). Путем изменения поглощающей способности различных окрашенных поверхностей в известном методе предлагается обеспечить дополнительный поток солнечной тепловой энергии, нагрев воздуха и создание, таким образом, искусственных восходящих потоков и, как следствие, конденсацию содержащейся в них влаги и образование облаков. Материалов о практической реализации данного способа в литературе не представлено.There is a known method for the formation of clouds that cause precipitation by coloring the surface of the earth (see French application No. 2440684 according to IPC A01. G 15/00). It is proposed to carry out painting from a helicopter using coloring substances or by creating artificially green spaces (areas). By changing the absorption capacity of various painted surfaces, the known method proposes to provide an additional flow of solar thermal energy, heating the air and thus creating artificial updrafts and, as a consequence, condensation of the moisture contained in them and the formation of clouds. There are no materials on the practical implementation of this method in the literature.
Известно устройство для искусственного вызывания дождя с помощью плоских зеркал, см. заявку Франции №23866789 по МПК А01, G 15/00. Располагая зеркала таким образом, что все они отражают солнечные лучи вверх в одном направлении, планируется обеспечить искусственное образование восходящих потоков, конденсации содержащейся в них влаги и образование облаков. Материалов о практической реализации данного способа в литературе не представлено.A device for artificially inducing rain using flat mirrors is known, see French application No. 23866789 according to IPC A01, G 15/00. By arranging the mirrors in such a way that they all reflect the sun's rays upward in one direction, it is planned to ensure the artificial formation of upward flows, condensation of the moisture contained in them and the formation of clouds. There are no materials on the practical implementation of this method in the literature.
Известны устройства для получения облака, предусматривающие создание влажных восходящих потоков воздуха в сочетании с процессом их охлаждения, см. заявки Франции 2489657 и 2490067 по МПК А01, G 15/00. Материалов о практической реализации данного способа в литературе не представлено.Devices for producing clouds are known that involve the creation of moist ascending air currents in combination with the process of cooling them, see French applications 2489657 and 2490067 according to IPC A01, G 15/00. There are no materials on the practical implementation of this method in the literature.
Предлагаются способы формирования восходящих воздушных потоков и искусственного образования облаков, использующие кинетическую энергию возникающего при генерации коронного разряда ионного ветра. См., например, патент РФ №2485763 Ru, опубликованный 27.06.2013 г., бюл. №18. Устройство содержит заземленную электропроводную сетку, прикрепленную к подвешенным на опорах поддерживающим тросам. Сетка прикреплена с зазором относительно соединенных с источником высокого напряжения коронирующих электродов, по поверхности эквидистантной поверхности, образуемой коронирующими электродами. Устройство снабжено скрепленными с коронирующими электродами силовыми тросами. Тросы подвешены на опорах через высоковольтные изоляторы. При установке электропроводной сетки параллельно поверхности земли известное устройство позволяет сформировать ионный ветер, направленный вверх, который в условиях полного штиля и при значительных площадных характеристиках устройства может перерасти в устойчивый восходящий воздушный поток. См, например, https://www.youtube.com/watch?v=PGGkdaVStXs. Однако, в естественных условиях, когда дует боковой ветер, происходит отклонение струи ионного ветра и формирование устойчивого восходящего воздушного потока известным способом затруднительно.Methods are proposed for the formation of ascending air currents and artificial formation of clouds, using the kinetic energy of the ion wind generated during the generation of a corona discharge. See, for example, RF patent No. 2485763 Ru, published on June 27, 2013, bulletin. No. 18. The device contains a grounded electrically conductive grid attached to support cables suspended from supports. The grid is attached with a gap relative to the corona electrodes connected to the high voltage source, along the equidistant surface formed by the corona electrodes. The device is equipped with power cables connected to the corona electrodes. The cables are suspended on supports through high-voltage insulators. When installing an electrically conductive grid parallel to the surface of the earth, the known device allows the formation of an upward-directed ionic wind, which, in completely calm conditions and with significant area characteristics of the device, can develop into a stable upward air flow. See, for example, https://www.youtube.com/watch?v=PGGkdaVStXs. However, under natural conditions, when a side wind blows, the ionic wind jet is deflected and the formation of a stable upward air flow in a known manner is difficult.
В техническом решении, описание которого представлено в патенте на изобретение №2525333 Ru, представлен способ обеспечивающий формирование восходящего воздушного потока путем генерации ионного ветра в движущемся вдоль поверхности земли воздушном потоке с последующим направлением его дальнейшего движения вверх. Известный способ и устройство для формирования восходящего потока позволяют использовать энергию ветрового потока. Что повышает вероятность формирования устойчивого восходящего потока в естественных условиях реальной атмосферы даже при наличии ветра. Для более эффективного формирования облаков генерацию коронного разряда предваряют прохождением воздушного потока над водной поверхностью, образуемой в водоеме, заблаговременно выполненном в области, прилегающей к устройству генерации коронного разряда. См. патент РФ №2679681 Ru. Кроме того, в патенте РФ на изобретение №2633775 во время прохождения воздушных масс над водоемом предлагается производить разрушение поверхностного микрослоя.The technical solution, the description of which is presented in patent for invention No. 2525333 Ru, presents a method that ensures the formation of an upward air flow by generating ionic wind in an air flow moving along the surface of the earth with the subsequent direction of its further movement upward. The known method and device for forming an upward flow make it possible to use the energy of the wind flow. This increases the likelihood of the formation of a stable upward flow in the natural conditions of the real atmosphere, even in the presence of wind. For more efficient formation of clouds, the generation of a corona discharge is preceded by the passage of an air flow over a water surface formed in a reservoir made in advance in the area adjacent to the corona discharge generation device. See RF patent No. 2679681 Ru. In addition, the RF patent for invention No. 2633775 proposes to destroy the surface microlayer during the passage of air masses over a reservoir.
Для регулирования выпадения осадков путем повышения эффективности формирования восходящего воздушного потока предлагается целый ряд технических решений. Так, например, в патенте РФ на изобретение №2648378 Ru в процессе генерации коронного разряда в объем проходящего воздушного потока предлагается добавлять продукты горения аэрозолеобразующего состава. В патенте РФ на изобретение №2648278 Ru в процессе генерации коронного разряда в проходящий воздушный поток предлагается добавлять диоксид серы. А в патенте РФ на изобретение №2647276 Ru предлагается добавлять скипидар.To regulate precipitation by increasing the efficiency of the formation of upward air flow, a number of technical solutions are proposed. For example, in the Russian Federation patent for invention No. 2648378 Ru, in the process of generating a corona discharge, it is proposed to add combustion products of an aerosol-forming composition to the volume of the passing air flow. In the Russian Federation patent for invention No. 2648278 Ru, in the process of generating a corona discharge, it is proposed to add sulfur dioxide to the passing air flow. And in the Russian Federation patent for invention No. 2647276 Ru it is proposed to add turpentine.
Известен «Способ изменения погоды в локальных зонах приземной атмосферы», описание которого представлено в патенте РФ на изобретение №2115296 Ru. Известный способ включает создание конвективного облака восходящим током воздуха путем использования потока отрицательных ионов, а также формирование нисходящего тока воздуха на заданном расстоянии от зоны восходящего тока путем введения 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. Поток положительных ионов вводят в атмосферу в зоне, расположенной на расстоянии 1 - 10 км вдоль земной поверхности от зоны введения в атмосферу отрицательных ионов. Известный способ обеспечивает циркуляцию воздуха -восходящий ток в зоне генерации отрицательных ионов и нисходящий - в зоне генерации положительных ионов, что позволяет использовать предложенный способ для создания осадков. Вместе с тем, данный способ может искусственно сформировать осадки на контролируемой территории, опираясь только лишь на влагосодержание атмосферы воздуха, прилегающей к области контролируемой территории. И в условиях засухи, когда влажность воздуха незначительна, подъем его восходящим потоком в верхние слои атмосферы может и не привести к желаемому результату, эффективному формированию конвективного облака, способного к выпадению осадков. Для снижения же вероятности выпадения осадков на контролируемой территории с помощью известного способа, по всей вероятности, нужно проводить работу по обеспечению выпадения осадков на территории, прилегающей к контролируемой территории с наветренной стороны, что в условиях фронтальной облачности мало эффективно.The “Method of changing weather in local zones of the surface atmosphere” is known, the description of which is presented in the Russian Federation patent for invention No. 2115296 Ru. The known method involves the creation of a convective cloud by an ascending air current by using a flow of negative ions, as well as the formation of a descending air current at a given distance from the ascending current zone by introducing into the atmosphere a flow of positive ions into a zone located in the wind direction from the zone of formation of the ascending air current during passing over a given territory of convective exchange. A flow of positive ions is introduced into the atmosphere in a zone located at a distance of 1 - 10 km along the earth's surface from the zone where negative ions are introduced into the atmosphere. The known method ensures air circulation - an upward current in the generation zone of negative ions and a downward current in the generation zone of positive ions, which makes it possible to use the proposed method to create precipitation. At the same time, this method can artificially form precipitation in the controlled area, relying only on the moisture content of the air atmosphere adjacent to the area of the controlled area. And in drought conditions, when air humidity is insignificant, its rise by an ascending flow into the upper layers of the atmosphere may not lead to the desired result, the effective formation of a convective cloud capable of precipitation. To reduce the likelihood of precipitation in the controlled area using the known method, in all likelihood, it is necessary to carry out work to ensure precipitation in the area adjacent to the controlled area on the windward side, which is not very effective in conditions of frontal cloudiness.
Известен способ регулирования выпадения осадков, представленный в статье авторов Harrison at all. Demonstration of a Remotely Piloted Atmospheric Measurement and Charge Release Platform for Geoengineering. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology 38, 1, p. 63-75 (DOI: 10.1175/JTECH-D-20-0092.1). В основу известного способа положен способ электрического воздействия на атмосферу. С помощью беспилотного летательного аппарата в известном способе генерируются в атмосферу электрические заряды, которые способствуют активизации процессов конденсации паров воды, и коагуляции капель, что в значительной мере позволяет активизировать процессы модификации погодных условий. Вместе с тем, известный способ позволяет генерировать в атмосферу одновременно положительные и отрицательные заряды. Что не позволяет сформировать в атмосфере искусственные электрические поля и ограничивает эффективность воздействия известного устройства на атмосферные процессы.There is a known method for regulating precipitation, presented in an article by the authors of Harrison at all. Demonstration of a Remotely Piloted Atmospheric Measurement and Charge Release Platform for Geoengineering. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology 38, 1, p. 63-75 (DOI: 10.1175/JTECH-D-20-0092.1). The known method is based on the method of electrical influence on the atmosphere. Using an unmanned aerial vehicle in a known method, electrical charges are generated into the atmosphere, which contribute to the activation of the processes of condensation of water vapor and coagulation of droplets, which significantly makes it possible to intensify the processes of modifying weather conditions. At the same time, the known method allows one to simultaneously generate positive and negative charges into the atmosphere. This prevents the formation of artificial electric fields in the atmosphere and limits the effectiveness of the known device’s influence on atmospheric processes.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому относится способ искусственного воздействия на атмосферу с использованием закрепленного на беспилотном летательном аппарате устройства генерации электрических зарядов в атмосферу, описание которого представлено в патенте РФ на изобретение № 2763511 Ru. Известный способ позволяет формировать в атмосфере объемный электрический заряд одного знака полярности путем перемещения в атмосфере с помощью беспилотного летательного аппарата устройства генерирующего в атмосферу униполярные электрические заряды. Расширяются возможности искусственного воздействия на атмосферные процессы, в том числе и за счет инициирования процессов конденсации содержащихся в воздухе паров воды с выделением теплоты парообразования и использования энергии, искусственно формируемых электрических полей. Вместе с тем, реализация данного способа без анализа и учета данных о реально сложившейся в области предполагаемого воздействия полной метеорологической информации затруднительна.The closest technical solution to the proposed one is a method of artificially influencing the atmosphere using a device attached to an unmanned aerial vehicle for generating electrical charges into the atmosphere, the description of which is presented in the Russian Federation patent for invention No. 2763511 Ru. The known method allows the formation of a volumetric electric charge of the same polarity sign in the atmosphere by moving a device generating unipolar electric charges into the atmosphere using an unmanned aerial vehicle. The possibilities of artificial influence on atmospheric processes are expanding, including through the initiation of condensation processes of water vapor contained in the air with the release of heat of vaporization and the use of energy, artificially generated electric fields. At the same time, the implementation of this method without analyzing and taking into account data on the complete meteorological information actually existing in the area of expected impact is difficult.
Целью предполагаемого изобретения является создание эффективной и экономически выгодной технологии искусственного регулирования выпадения осадков на контролируемой горной или прилегающей к горам территории путем модификации восходящих воздушных потоков, формирующих орографические облака.The purpose of the proposed invention is to create an effective and cost-effective technology for artificially regulating precipitation in controlled mountainous or adjacent mountainous areas by modifying ascending air currents that form orographic clouds.
Для достижения заявленной цели, искусственное регулирование выпадения осадков на контролируемой горной или прилегающей к горам территории осуществляют путем генерации с помощью беспилотного летательного аппарата в атмосферу электрических зарядов одного знака, причем пролеты беспилотного летательного аппарата, генерирующего электрические заряды, осуществляют не менее чем за 20 минут до прогнозируемого времени начала выпадения осадков, в области восходящего воздушного потока с наветренной стороны орографического препятствия предполагаемой области регулирования осадков;To achieve the stated goal, artificial regulation of precipitation in a controlled mountainous or adjacent mountainous area is carried out by generating electric charges of the same sign into the atmosphere using an unmanned aerial vehicle, and flights of an unmanned aerial vehicle generating electric charges are carried out at least 20 minutes before the predicted time of the onset of precipitation, in the area of rising air flow on the windward side of the orographic obstacle of the proposed precipitation regulation area;
пролеты беспилотного летательного аппарата предваряют анализом метеорологических данных и прогноза погоды в пространственной и временной области предполагаемого регулирования осадков.UAV overflights are preceded by an analysis of meteorological data and weather forecasts in the spatial and temporal domain of the proposed precipitation regulation.
Технический результат достигается за счет того, что, в обтекающем орографическое препятствие с наветренной его стороны восходящем воздушном потоке осуществляется перезасев формируемого облака дополнительными облачными ядрами конденсации. Перезасев осуществляется путем генерации в восходящий воздушный поток электрических зарядов. Электрические заряды повышают конденсационную активность содержащихся в атмосфере мелкодисперсных аэрозолей, которые вследствие своих малых размеров в обычных условиях не могли конденсировать на своей поверхности влагу. Кроме того, электрические заряды инициируют процессы образования в атмосфере восходящего воздушного потока дополнительных, так называемых вторичных аэрозолей, которые в процессе своей эволюции также становятся облачными ядрами конденсации. Дополнительные мелкодисперсные облачные ядра конденсации конденсируют на своей поверхности содержащуюся в восходящем потоке влагу и препятствуют переходу ее на уже сформированные капли.The technical result is achieved due to the fact that in the ascending air flow flowing around an orographic obstacle on its windward side, the formed cloud is reseeded with additional cloud condensation nuclei. Reseeding is carried out by generating electrical charges into the rising air flow. Electric charges increase the condensation activity of fine aerosols contained in the atmosphere, which, due to their small size, under normal conditions could not condense moisture on their surface. In addition, electric charges initiate the formation of additional, so-called secondary aerosols in the atmosphere of the ascending air flow, which in the process of their evolution also become cloud condensation nuclei. Additional finely dispersed cloud condensation nuclei condense the moisture contained in the upward flow on their surface and prevent it from transferring to already formed droplets.
Процесс роста, образуемых с наветренной стороны орографического препятствия облака капель, замедляется. Капли не укрупняются до размеров, способствующих их коагуляционному росту.The growth process of clouds of droplets formed on the windward side of an orographic obstacle slows down. Droplets do not enlarge to sizes conducive to their coagulation growth.
Снижается активность роста капель, до размеров, достаточных для их выпадения на землю в виде капель дождя.The activity of droplet growth is reduced to a size sufficient for them to fall to the ground in the form of raindrops.
Дождь из образуемого облака с наветренной стороны не выпадает, и содержащаяся в восходящем воздушном потоке влага перетекает через орографическое препятствие на его подветренную сторону. Таким образом, мелкодисперсные капли, образуемые в восходящем воздушном потоке с наветренной стороны орографического препятствия, переносятся ветровым потоком, обтекающим орографическое препятствие, из его наветренной стороны на подветренную сторону. Сокращается вероятность выпадения осадков на переувлажненной наветренной стороне орографического препятствия и увеличивается вероятность их выпадения на засушливой его подветренной стороне.Rain does not fall from the formed cloud on the windward side, and the moisture contained in the rising air flow flows through the orographic obstacle to its leeward side. Thus, fine droplets formed in the rising air flow on the windward side of the orographic obstacle are transferred by the wind flow flowing around the orographic obstacle from its windward side to the leeward side. The probability of precipitation on the waterlogged windward side of an orographic obstacle decreases and the probability of precipitation on its dry leeward side increases.
Реализация предлагаемого технического решения осуществляется следующим образом.The implementation of the proposed technical solution is carried out as follows.
В области, прилегающей к планируемой территории регулирования осадков горного района местности, располагают базу дислокации беспилотных летательных аппаратов с аппаратурой сбора и анализа метеорологической информации. На основе анализа метеорологических данных формируют прогноз погоды в пространственной и временной области контролируемой территории, на которой предполагается проведение работ по регулированию осадков. При получении информации о вероятных нежелательных дождевых осадках на наветренной стороне орографического препятствия принимается решение о проведении работ по регулированию осадков. Заблаговременно, примерно, не менее чем за 20 минут до прогнозируемого момента времени выпадения осадков, в область пространства восходящего воздушного потока направляется беспилотный летательный аппарат с устройством генерации в атмосферу электрических зарядов одного знака. Траектории пролета беспилотного летательного аппарата выбирают исходя из возможностей полета летательного аппарата в областях, где скорость восходящего воздушного потока по метеорологическим данным максимальна. При этом учитываются конкретные орографические условия местности.In the area adjacent to the planned territory for regulating precipitation in the mountainous region of the area, there is a base for the deployment of unmanned aerial vehicles with equipment for collecting and analyzing meteorological information. Based on the analysis of meteorological data, a weather forecast is generated in the spatial and temporal domain of the controlled territory, where it is planned to carry out work to regulate precipitation. Upon receipt of information about probable unwanted rainfall on the windward side of an orographic obstacle, a decision is made to carry out rainfall control work. In advance, approximately no less than 20 minutes before the predicted time of precipitation, an unmanned aerial vehicle with a device for generating electric charges of the same sign into the atmosphere is sent to the area of the ascending air flow. The flight trajectories of an unmanned aerial vehicle are selected based on the flight capabilities of the aircraft in areas where the speed of the ascending air flow, according to meteorological data, is maximum. In this case, the specific orographic conditions of the area are taken into account.
Путем генерации в атмосферу электрических зарядов вдоль траектории за летательным аппаратом формируется струя избыточного электрического заряда. В данной струе электрические заряды заряжают электрическим зарядом содержащиеся в воздухе мелкодисперсные аэрозоли и инициируют их конденсационную активность (см, например, Лапшин В.Б., Палей А.А., Балышев А.В., Болдырев И.А., Дубцов С.Н., Толпыгин Л.И. Эволюция аэрозолей нанометрового диапазона в сухой и увлажненной газовой среде при воздействии коронного разряда. Журнал Оптика атмосферы и океана, том 23, 2011, №11, стр. 997-1001). Инициируются процессы образования новых аэрозольных частиц (см., например, Морозов В.Н., Палей А.А., Писанко Ю.В. «Роль ионизации в образовании и эволюции субмикронных аэрозольных частиц». Оптика атмосферы и океана, 33, №5 (2020), с. 368-382. doi:10.15372/AOO20200506; М. А. Васильева, С.Н. Дубцов, Н. В. Жохова, А. А. Палей, Ю. В. Писанко, Л. И. Толпыгин. Оценка уровня концентрации аэрозольных частиц у автомобильной дороги и ЛЭП в сравнении с фоновыми показателями субмикронных частиц естественной атмосферы. Труды Главной геофизической обсерватории им. А.И. Воейкова, Выпуск 580. Санкт-Петербург, 2016, стр. 99-109). Процесс формирования новых аэрозольных частиц может быть усилен путем добавления в струю генерируемого потока электрических зарядов специальных конверсионных газов (аммиак, диоксид серы, скипидар). См., например, патенты РФ №2595015 Ru, №2647276 Ru, №2647278 Ru.By generating electric charges into the atmosphere along the trajectory behind the aircraft, a jet of excess electric charge is formed. In this jet, electric charges charge the fine aerosols contained in the air with an electric charge and initiate their condensation activity (see, for example, Lapshin V.B., Paley A.A., Balyshev A.V., Boldyrev I.A., Dubtsov S. N., Tolpygin L.I. Evolution of nanometer range aerosols in a dry and humidified gas environment under the influence of a corona discharge. Journal of Atmosphere and Ocean Optics, volume 23, 2011, no. 11, pp. 997-1001). The processes of formation of new aerosol particles are initiated (see, for example, Morozov V.N., Paley A.A., Pisanko Yu.V. “The role of ionization in the formation and evolution of submicron aerosol particles.” Optics of the atmosphere and ocean, 33, no. 5 (2020), pp. 368-382. doi:10.15372/AOO20200506; M. A. Vasilyeva, S. N. Dubtsov, N. V. Zhokhova, A. A. Paley, Y. V. Pisanko, L. I. Tolpygin. Assessment of the level of concentration of aerosol particles near the highway and power lines in comparison with the background indicators of submicron particles of the natural atmosphere. Proceedings of the Main Geophysical Observatory named after A.I. Voeikov, Issue 580. St. Petersburg, 2016, pp. 99-109). The process of formation of new aerosol particles can be enhanced by adding special conversion gases (ammonia, sulfur dioxide, turpentine) to the generated stream of electric charges. See, for example, RF patents No. 2595015 Ru, No. 2647276 Ru, No. 2647278 Ru.
Вновь формируемые аэрозольные частицы эволюционируют и укрупняются до размеров, способных конденсировать на своей поверхности влагу (см., например, Н. П. Романов, А. В. Алексеева, М. А. Васильева, С.Н. Дубцов, В. Н. Иванов, О. И. Озолс. А. А. Палей, Ю. В. Писанко, Д. Г. Сахибгареев. Образование новых аэрозольных частиц и их эволюция в отфильтрованном атмосферном воздухе: результаты экспериментов в Большой аэрозольной камере ФГБУ НПО «Тайфун». Журнал Оптика атмосферы и океана, 36, №8 (2023), стр. 656-661. DOI: 10.15372/АОО20230805).Newly formed aerosol particles evolve and enlarge to sizes capable of condensing moisture on their surface (see, for example, N.P. Romanov, A.V. Alekseeva, M.A. Vasilyeva, S.N. Dubtsov, V.N. Ivanov, O. I. Ozols. A. A. Paley, Yu. V. Pisanko, D. G. Sakhibgareev. Formation of new aerosol particles and their evolution in filtered atmospheric air: results of experiments in the Large Aerosol Chamber of the Federal State Budgetary Institution NPO "Typhoon". Journal of Atmosphere and Ocean Optics, 36, no. 8 (2023), pp. 656-661. DOI: 10.15372/AOO20230805).
В формируемой беспилотным летательным аппаратом струе образуются дополнительные центры конденсации, которые собирают на своей поверхности содержащуюся в восходящем воздушном потоке влагу. Данная струя восходящим воздушным потоком поднимается вверх. Помимо естественных облачных центров конденсации восходящий поток насыщается дополнительными центрами конденсации. Происходит перезасев образуемого облака в восходящем потоке. Содержащаяся в восходящем воздушном потоке влага вынуждена распределяться уже среди значительного количества облачных ядер конденсации. Дополнительные мелкодисперсные облачные ядра конденсации препятствуют переходу содержащейся в восходящем потоке влаги на крупные капли, снижают активность их роста. Известно, что если в облаке образовались капли диаметром более 100 микрон, то они могут вырасти в дождевые капли диаметром 1 мм за 15-20 минут. В облаках же с множеством маленьких капель рост капель путем их слияния происходит слабее. См., например, http://geoman.ru/books/item/f00/s00/z0000070/st028.shtml. Генерируя в восходящий поток электрические заряды за 20 минут до прогнозируемого выпадения осадков, в восходящем потоке инициируются процессы образования множества мелких капель. Снижается вероятность образования крупных капель, способных к коагуляции и росту капель до размеров, способствующих их гравитационному выпадению в виде дождя. Содержащаяся в восходящем воздушном потоке влага перетекает через орографическое препятствие на его подветренную сторону. Мелкодисперсные капли, образуемые с наветренной стороны орографического препятствия в восходящем воздушном потоке, переносятся ветровым потоком, обтекающим орографическое препятствие, из его наветренной стороны на подветренную сторону. Сокращается вероятность выпадения осадков на переувлажненной наветренной стороне орографического препятствия и увеличивается вероятность их выпадения на засушливой его подветренной стороне, что обеспечивает достижение цели предполагаемого изобретения.In the jet formed by the unmanned aerial vehicle, additional condensation centers are formed, which collect moisture contained in the ascending air flow on their surface. This jet rises upward with an ascending air flow. In addition to natural cloud condensation centers, the upward flow is saturated with additional condensation centers. The resulting cloud is reseeded in the updraft. The moisture contained in the rising air flow is forced to be distributed among a significant number of cloud condensation nuclei. Additional finely dispersed cloud condensation nuclei prevent the transfer of moisture contained in the upward flow to large droplets and reduce their growth activity. It is known that if droplets with a diameter of more than 100 microns have formed in a cloud, they can grow into raindrops with a diameter of 1 mm in 15-20 minutes. In clouds with many small droplets, the growth of droplets by merging is weaker. See, for example, http://geoman.ru/books/item/f00/s00/z0000070/st028.shtml. By generating electrical charges into the upward flow 20 minutes before the predicted precipitation, the processes of formation of many small drops are initiated in the upward flow. The likelihood of the formation of large droplets capable of coagulation and growth of droplets to sizes conducive to their gravitational precipitation in the form of rain is reduced. The moisture contained in the rising air flow flows through the orographic obstacle to its leeward side. Fine droplets formed on the windward side of an orographic obstacle in an ascending air flow are transferred by the wind flow flowing around the orographic obstacle from its windward side to the leeward side. The probability of precipitation on the waterlogged windward side of an orographic obstacle is reduced and the probability of precipitation on its dry leeward side is increased, which ensures the achievement of the goal of the proposed invention.
Claims (2)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2821371C1 true RU2821371C1 (en) | 2024-06-21 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3456880A (en) * | 1966-10-18 | 1969-07-22 | Ronald J Blackwell | Method of producing precipitation from the atmosphere and apparatus therefor |
| RU2112357C1 (en) * | 1995-06-07 | 1998-06-10 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Простор Плюс" | Method for acting upon atmospheric formations |
| CN1451265A (en) * | 2002-04-17 | 2003-10-29 | 徐超 | Technique for interference with rainfall by release of electo-ion stream |
| WO2010071305A2 (en) * | 2008-12-19 | 2010-06-24 | Korea Meteorological Administration | Seeding and verification method for targetted cloud seeding |
| RU2422584C1 (en) * | 2010-04-16 | 2011-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "ПРОСТОР" | Method of fog dissipation |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3456880A (en) * | 1966-10-18 | 1969-07-22 | Ronald J Blackwell | Method of producing precipitation from the atmosphere and apparatus therefor |
| RU2112357C1 (en) * | 1995-06-07 | 1998-06-10 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Простор Плюс" | Method for acting upon atmospheric formations |
| CN1451265A (en) * | 2002-04-17 | 2003-10-29 | 徐超 | Technique for interference with rainfall by release of electo-ion stream |
| WO2010071305A2 (en) * | 2008-12-19 | 2010-06-24 | Korea Meteorological Administration | Seeding and verification method for targetted cloud seeding |
| RU2422584C1 (en) * | 2010-04-16 | 2011-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "ПРОСТОР" | Method of fog dissipation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2009275553B2 (en) | Apparatus and related methods for weather modification by electrical processes in the atmosphere | |
| US7924545B2 (en) | Apparatus for controlling atmospheric humidity | |
| CN104737867B (en) | A kind of device and method of regional joint catalysis rainfall snow | |
| RU2422584C1 (en) | Method of fog dissipation | |
| US7965488B2 (en) | Methods of removing aerosols from the atmosphere | |
| EP1467611A1 (en) | Method and apparatus for controlling atmospheric conditions | |
| AU2002367449A1 (en) | Method and apparatus for controlling atmospheric conditions | |
| RU2821371C1 (en) | Method for artificial regulation of precipitation on monitored mountain or adjacent to mountain territory | |
| RU2694200C1 (en) | Method for destruction of tropospheric temperature inversion layer | |
| RU2462026C1 (en) | Method of creating of ascending air in atmosphere and device for its implementation (heliator) | |
| RU2595015C1 (en) | Method of influence on atmosphere | |
| EP1652423A1 (en) | Method for breaking anticyclonic circulation and device for carrying out said method | |
| RU2734550C1 (en) | Method for mist dispersion and device for its implementation | |
| CN110047722A (en) | It is a kind of for handling the charged particle generating device of atmospheric environment | |
| RU2161881C2 (en) | Weather correction apparatus | |
| RU2112357C1 (en) | Method for acting upon atmospheric formations | |
| WO2024165993A1 (en) | A method for reducing climate-related risks associated with weather anomalies and a system for its implementation | |
| RU2519292C2 (en) | Method for reducing water losses from water cooling tower and water cooling tower for its implementation | |
| RU2490869C2 (en) | Method of directional change in circulation of air masses and weather conditions related to it | |
| RU2272096C1 (en) | Method for fog dispersion | |
| RU2560236C1 (en) | Fog dispersal device | |
| RU2647276C1 (en) | Method of fog and clouds dispersion and precipitation inducing | |
| RU2494326C1 (en) | Cooling tower | |
| AU2020101897A4 (en) | Artificial rainmaking by high power laser initiation endothermic reactions through drone aircraft remote control system | |
| RU2264081C2 (en) | Method of artificial forming of clouds |