Лазером - по погоде

Недавно группа ученых из Германии и Швейцарии разработала оригинальный метод управления погодой. Оказывается, с помощью лазеров можно либо вызвать дождь, либо, наоборот, препятствовать его выпадению. Дело лишь в мощности посылаемых импульсов: если ее прибавить, то в тучах начнется образование дождевых капель, а если убавить — то оно остановится.

Как мы знаем, для того чтобы вызвать дождь, нужно не так много — просто каким-то образом создать в атмосфере так называемые "очаги" конденсации воды. Обычно они представляют собой твердые частицы какого-нибудь вещества, диффузно рассеянные в скоплениях водяного пара. Проще всего рассмотреть это на примере кристаллов сухого льда. Каждая его гранула, попадая в облако, охлаждает пространство вокруг себя настолько, что пар в этой области начинает превращаться обратно в жидкую воду. В итоге вокруг кристаллика собирается некоторое количество жидкости, для того чтобы сформировать дождевую каплю.

Тем не менее, на практике чаще пользуются не сухим льдом, а кристалликами йодистого серебра — конденсационные способности этих гранул намного выше. Их распыляют в облаках при помощи самолетов и таким образом вызывают выпадение осадков. Однако у этого метода есть ряд серьезных недостатков — в частности, он работает только в достаточно холодных облаках.

Поэтому вызвать с помощью йодистого серебра дождь над пустыней невозможно — скопления водяного пара там настолько перегреты, что это вещество не сможет понизить температуру настолько, чтобы вызвать конденсацию. Кроме того, йодид серебра токсичен для живых организмов, поэтому перебарщивать с ним нельзя (ведь он в конце концов все равно окажется в почве или в реках). Да и производство его достаточно дорого.

И вот, для того чтобы вызывать искусственные дожди более экономичным и безопасным способом, ученые из Швейцарии и Германии разработали оригинальную методику. Они предложили использовать для управления осадками… лазеры. Следует заметить, что в прошлом году уже была подобная попытка, однако она окончилась неудачей. Тогда удалось добиться создания искусственных капель диаметром до нескольких микрометров — ну, а это, вы сами понимаете, совсем не дождь.

Однако за прошедший год исследователи усовершенствовали установку. По мнению авторов работы, тогда главным препятствием на пути создания более крупных капель стала недостаточная мощность лазерных импульсов. Хотя экспериментаторы и использовали достаточно крупную мобильную установку (ее длина составляла шесть метров), для создания крупных капель ее мощности все-таки не хватило, поскольку лазер достаточно сильно рассеивается в воздушной среде. Сейчас же, увеличив мощность самих импульсов и их частоту, ученые наконец-то добились первых успехов.

Механизм воздействия лазеров на атмосферную влагу, в общем-то, достаточно простой. Воздушную массу бомбардируют 60-фемтосекундными лазерными импульсами мощностью до 3,5 Твт. В итоге из-за того, что происходила фотодиссоциация (то есть химическая реакция, вызванная действием электромагнитного излучения), в "нитях" сильно ионизированного воздуха из озона и оксидов азота образовались частички азотной кислоты, которые тоже обладают способностью охлаждать пространство вокруг себя. Именно они и становились очагами конденсации, то есть вели к "слипанию" микрокапель в более крупные, предотвращая при этом их повторное испарение. То есть получался настоящий дождь, хотя пока еще не очень сильный (что-то вроде того, что у нас называют "моросью").

Как видите, лазер сам по себе образования дождя не вызывает — он просто способствует формированию в воздухе естественных очагов конденсации. Таким образом, можно сэкономить на дорогостоящем йодиде серебра. Кроме того, в отличие от него азотная кислота не столь опасна для окружающей среды, поскольку в "чистом" виде она вместе с дождем не выпадает — еще в воздухе это вещество, реагируя с различными его компонентами, превращается в нитраты, которые для почвы не только безопасны, но и, наоборот, даже полезны. И еще один важный момент — лазерная атака способна вызвать конденсацию даже в сильно нагретом облаке водяного пара.

Кроме того, использование лазеров может не только вызывать дождь, но и предотвращать его. Ученые, проанализировав прошлогодние неудачные эксперименты, установили, что использование лазеров, недостаточно мощных, чтобы вызвать дождь, должно привести к долговременному снижению влажности в воздухе. Дело в том, что образовавшиеся в результате такого воздействия крошечные капельки пребывают в жидком состоянии довольно долго. И если вся способная к конденсации вода окажется именно в них, то сколько очагов конденсации ни добавляй в эту тучу, слипания их в более крупные капли не произойдет. Поэтому в тот период, когда осадки нежелательны (например, в сезон дождей в тропиках или при угрозе наводнения из-за слишком обильных осадков), те же лазеры можно использовать в качестве "укротителей" дождя, просто приглушив их мощность.

Получается, что всего лишь с помощью одного лазера можно менять погоду так, как хочется. Прибавим мощность — дождик пойдет, а убавим — будет сухо…