Идущие на грозу и приносящие дождь

Как выяснила обозреватель BBC Future, в отличие от большинства летчиков, специалисты по засеиванию облаков не избегают грозового фронта, а намеренно идут на грозу, заставляя ее проливаться дождем.

Для обычного пилота цель, как правило, одна - долететь из одной точки в другую. Перед экипажем самолета, участвующего в засеивании облаков (внесении в облачные массы реагентов, вызывающих выпадение осадков), задача поставлена иная. И для ее выполнения необходимо умело использовать погодные явления.

Когда самолет входит в облачность, поначалу снаружи почти ничего не разглядеть.

Затем впереди внезапно появляется темная масса с белыми завихрениями наверху. Экипажу предстоит влететь прямо в нее. Это удивительное и необычное зрелище.

В последние пять лет засев облаков пользуется растущим спросом со стороны все большего числа стран, страдающих от засухи.

Сейчас около 60 государств на пяти континентах применяют этот метод искусственного увеличения количества осадков, в основном с целью сбора и консервации воды, а также для орошения полей.

Но для того, чтобы правильно засеять облака, необходимы специальные знания.

Обычные пилоты стараются держаться подальше от гроз и уж тем более не влетают в них умышленно.

Экипажу, засеивающему облака, необходимо внимательно следить за обстановкой, одновременно учитывая несколько опасных факторов - сдвиги ветра, фронты порывистости, восходящие и нисходящие порывы, - которых его прежде учили избегать, говорит Ханс Алнесс, вице-президент компании Weather Modification Inc (WMI).

Каждому из переучивающихся летчиков приходится отправляться хотя бы на пару гроз с опытным инструктором, чтобы понять, как это делается на практике.

"Больше вас этому нигде не научат", - говорит Алнесс, чья компания была основана в 1961 г. после массового неурожая в Северной Дакоте, вызванного сильным градом.

С тех пор WMI засеивает облака в разных странах, включая Сенегал, Мали, Саудовскую Аравию, Малайзию и Австралию.

Компания получает много заявок на искусственное вызывание осадков в засушливый сезон - заказы могут поступать из Техаса, Китая или с Ближнего Востока.

Исследования методов изменения погоды начались в конце 1940-х гг. и проводились в основном в США. В 1960-х и 1970-х гг., благодаря значительному финансированию со стороны корпорации General Electric, интенсивность работ в этом направлении возросла.

Но в последующие два десятилетия из-за определенного разочарования в практических результатах интерес к данной тематике - как и поток инвестиций - постепенно стал сходить на нет, по крайней мере в США.

В то же время в ЮАР, Австралии и Израиле исследования продолжались.

Впрочем, в последнее время наблюдается общий рост интереса к данной области, говорит Деон Тербланш, куратор климатических и погодных программ во Всемирной метеорологической организации (ВМО).

Метод засева облаков гигроскопическим составом, разработанный в ЮАР в начале 1990-х гг., представляет собой распыление в облаках смеси водопоглощающих солей (хлоридов натрия, магния и калия).

Распыленные частицы собирают на себя водяные пары и, увеличиваясь в размерах, выпадают дождем.

Раньше для этих целей применяли йодид серебра, чья молекулярная структура очень сходна со структурой льда.

Но в 1990-х гг. от этого вещества отказались в пользу экологически чистой смеси гигроскопических солей.

При определенных условиях оптимальным - и более дешевым - способом является засев облаков с земли (при помощи зенитных артустановок или ракет). Если же облака высоко, то без самолета не обойтись.

К 1999 году засевом облаков занималось уже 40 стран, и результаты рандомизированных двойных слепых исследований постепенно начали свидетельствовать об эффективности этого метода.

Сейчас, по разным оценкам, он помогает увеличивать количество осадков на 15-40%.

Самолеты, применяемые для засева облаков, как правило, представляют собой обычные двухмоторные летательные аппараты, дополнительно оснащенные пусковыми установками на нижней части фюзеляжа и на крыле - подобными тем, что используются для запуска фейерверков.

Ребенком Алнесс часто наблюдал за тем, как подобные самолеты взлетают с местного аэродрома и идут на приближающуюся грозу.

Для успешного засева необходимо правильно подгадать время операции, а также хорошо представлять себе процессы, протекающие в грозовых облаках, говорит консультант ВМО Жан Франсуа Бертомью.

Он обучал летчиков в Чаде, Ливии и ЮАР, а также работал над проектами по искусственному вызыванию осадков в Сирии, Австрии и Индии.

Обнаружив грозовую тучу, пилот должен совершить ее облет и влететь непосредственно в нее, чтобы протестировать эффективность гигроскопической смеси на борту и оценить шансы на успех засева.

Если прогноз положителен, экипаж отстреливает аэрозольные патроны со смесью, которая рассеивается и увлекается восходящими порывами ветра.

Летая на расстоянии примерно в 160 м от нижней кромки облачности, экипаж наблюдает за тем, как меняются размеры тучи.

Летать к грозовым тучам летом гораздо интереснее, чем зимой, говорит Алнесс. Зимние облака изнутри выглядят не слишком живописно; кроме того, по мере нарастания льда на внешних поверхностях самолета экипажу приходится снижаться туда, где температура воздуха выше.

А летом погодные условия меняются очень быстро и непредсказуемо. Летние грозовые фронты можно засеивать двумя способами - выпуская смесь солей в восходящие потоки воздуха снизу или опыляя растущие тучи сверху.

Во втором случае самолет летит на высоте 6 км прямо над верхней границей облачности, выискивая грозовой центр - визуально или при помощи радара.

На этой высоте, как правило, довольно серьезная болтанка, говорит Алнесс, а затем самолет попадает в мощный восходящий поток.

На внешних поверхностях образуется лед - это признак того, что самолет пролетел через область, насыщенную влагой.

Затем внезапно следует мощный нисходящий поток. Экипаж маневрирует, летая между двумя потоками, до тех пор пока интенсивность грозы не спадет или пока ее центр не уйдет из обрабатываемого района.

По словам Бертомью, если все сделать правильно, успех операции обеспечен практически всегда.

Но изменением погоды невозможно заниматься по одному и тому же рецепту, поскольку не бывает двух одинаковых гроз - как и двух одинаковых облаков.

Чтобы поставить эксперимент по засеву облаков в определенном регионе, необходимо четко понимать, какие облака являются для него типичными, говорит Релоф Браунтьес, сотрудник Национального центра атмосферных исследований США и глава экспертной группы ВМО по изменениям погоды.

Попытки копировать методы, работающие для одного региона, в другом приведут к неудаче. Прежде всего необходимо ответить на вопросы о том, есть ли над этой местностью облака в принципе, и если так, поддаются ли они засеву.

Тип облаков играет ключевую роль в успешности их обработки - так же, как и наличие фоновых частиц в атмосфере и уровень атмосферного загрязнения.

В Северной Дакоте, со всех сторон окруженной сушей, размер капелек воды в облаках весьма мал. Во влажном же тропическом Таиланде облака ведут себя по-иному.

Когда Браунтьес работал консультантом проекта на индонезийском острове Сулавеси, он обнаружил, что поскольку формирующиеся над морем облака уже содержат частицы морской соли, засеивать их попросту неэффективно.

А в таких странах, как Ливия, Катар и ОАЭ, где дожди идут лишь зимой, жарким безоблачным летом засеивать попросту нечего.

По словам Тербланша, ВМО делает все возможное для того, чтобы предоставлять исчерпывающую информационную поддержку странам, заинтересованным в изменении погоды.

На сайте организации выложены документы, подробно описывающие последовательность действий при таких операциях, включая рекомендации и долгосрочный план действий.

Правительствам рекомендуется пользоваться консультационными услугами ученых мирового уровня. Но это делают не все и не всегда.

По мере усугубления климатических изменений на Земле, дальнейшего роста населения планеты и расселения людей по менее пригодным для жизни регионам нехватка питьевой вода становится все более серьезной проблемой.

"Нехватка воды приобретает глобальные масштабы и имеет все шансы стать проблемой столетия", - говорит Браунтьес, добавляя, что засев облаков представляет собой один из возможных методов консервации запасов воды.

Перед тем как приехать в США, Браунтьес изучал в ЮАР поведение облаков и их физические свойства, параллельно принимая участие в ранних экспериментах по вызыванию осадков.

Не так давно к нему обратилось за консультацией правительство Республики Чад, которое хочет собирать больше воды на севере страны: если засуха погонит людей на юг, возможны вооруженные столкновения.

Однако не исключено, что многие люди, ослепленные отчаянием, просто не представляют себе реальных возможностей искусственного изменения погоды.

"Нельзя подцепить облако и перетащить его туда, где оно нужно", - объясняет Алнесс.

А когда засуха уже в разгаре, поздно пытаться менять погоду, поскольку облаков в регионе попросту нет.

Обычные люди - как и правительства страдающих от засухи стран - зачастую ожидают чуда, но летчики могут засеивать лишь те облака, которые висят над данной местностью.

Заявки на консультационные услуги поступают со всех концов мира все чаще и чаще, и Браунтьес предостерегает ученых и экспертов не делать необоснованные заявления и не давать невыполнимые обещания.

"По моему мнению, у многих людей сложилось не совсем верное представление о том, что засев облаков может сделать, а чего не может", - говорит Тербланш.

По его словам, в некоторых регионах мира население полагает, что изменение погоды - это вмешательство в божественный замысел.

В других местах люди ошибочно считают, что, заставляя дождь идти в одном регионе, мы отнимаем влагу у какого-нибудь другого.

Наконец, есть и те, кто опасается, что искусственное вызывание осадков приводит к затоплениям.

Тербланш заявляет, что все эти страхи беспочвенны, хотя признает, что, учитывая рост числа подобных проектов по всему миру, необходимо повышать уровень информированности населения.

По его словам, некоторые проекты изменения погоды вызывают много вопросов. Так, Россия и Китай продолжают финансировать противоградовые мероприятия, эффективность которых научно не подтверждена, а некоторые методы засева облаков, применяемые в этих странах, представляются неоднозначными.

В других регионах мира правительства зачастую идут на кратковременные популистские меры по изменению климата, выливающиеся в проекты, имеющие мало общего с наукой.

Бертомью встречались отдельные летчики, компании и даже целые государственные департаменты, утверждавшие, что вызывали дожди, несмотря на то, что грозы в той местности формировались сами по себе.

Хотя ученый и уверен в том, что искусственное увеличение объема осадков поможет человечеству лучше приспособиться к глобальному потеплению, он опасается, что мы начнем слишком сильно зависеть от этого метода.

По его словам, необходимо запасать воду круглогодично. Когда Бертомью оказывает консультационные услуги в рамках проектов, он всегда настаивает на том, чтобы 20% проектного бюджета шло на научные исследования и проверку эффективности засева облаков.

Некоторым странам, правительства которых не желают выполнять это его условие, он отказывает в консультациях.

К сожалению, многие из страдающих от нехватки воды стран сами подобные проекты вести не способны - даже если найдутся инвестиции, нет никаких гарантий, что удастся изыскать необходимые ресурсы и квалифицированный персонал.

В 2011 году правительство Китая выделило 150 млн долларов США на засев облаков лишь в одной из своих провинций - это был один из самых масштабных проектов по изменению погоды в мире.

В 2015 году ОАЭ потратили на подобные мероприятия 558 тыс. долларов США, а сейчас это государство запускает программу искусственного вызывания осадков с бюджетом в 5 млн долларов. Цель - стимулирование фундаментальных исследований в данной области.

Начинают появляться и новые технологии. Так, Институт исследования пустыни в штате Невада использует для засева облаков беспилотные летательные аппараты.

На вопрос, могут ли беспилотники в будущем заменить используемые сейчас пилотируемые самолеты, Браунтьес реагирует осторожным "да".

Но пока непонятно, поспевает ли наука за растущим спросом на искусственно вызванные осадки.

Облака остаются малоизученным и даже загадочным феноменом, и полного понимания природы атмосферных явлений по-прежнему нет, говорит Браунтьес.

По крайней мере, мы уже научились выжимать из облаков чуть больше дождя. Для планеты, которая пытается бороться с растущей нехваткой воды, это уже неплохо.

Прочитать оригинал этой статьи на английском языке можно на сайте BBC Future.