Физика атмосферы
Я должен отметить, что проблемой активных воздействий на атмосферные процессы занимался целый ряд научно-исследовательских институтов и военизированных служб страны. Первые научно обоснованные попытки вмешаться в естественный ход облакообразования, проведенные в 1920 1935 годах, принадлежат советским геофизикам В. И. Виткевичу, Б. П. Вейнбергу, В. Н. Оболенскому, Б. В. Кирюхину и др.
Искусственная кристаллизация
Важнейшим событием на пути к воздействиям на осадкообразующие процессы было открытие Шефером (США) в 1942 году возможности использования искусственной кристаллизации переохлаждённых капель с помощью твёрдой углекислоты (сухого льда), а вскоре Воннегутом (США) в 1947 году йодистого серебра. Важнейшими «пионерскими», объясняющими процесс образования града и осадков, являются работы американских учёных Ладлэма, Лэнгмюра, Шумана, Лемонса, Вейкмана, Бовена, Маршала, российских учёных Шишкина, Кирюхина, Шметера, Мазина, Гайворонского, Сулаквелидзе, Карцивадзе.
Переконденсация
После многочисленных теоретических и экспериментальных исследований физики облако-и-осадкообразования большинством учёных за основу принята схема, предложенная Финдайзеном и Бержероном. При появлении ледяных частиц в капельном облаке сразу же начинается конденсация пара на лёд, что вызывает испарение жидких капель. Такая фазовая перегонка, или переконденсация, называемая процессом Бержерона Финдайзена, положена в основу современной науки о холодных облаках, как фактор, обязанный за считанные минуты переводить двухфазное облако в конечно-устойчивое ледяное состояние.
Практика
Однако, всё это в теории. На практике всё обстоит гораздо сложнее. Чаще всего облака различных форм находятся в двухфазном состоянии. Рассмотрим один пример из практики. Представим себе кучево-дождевое градоопасное облако высотой 12 км и радиусом 10 км на уровне коэффициента радиолокационной отражаемости Z равной 10 dBZ. Таким образом, объём такого облака составляет 2*H, т. е. около 4×103 км3. Представим себе, что мы запустили в это облако 200 ракет «Алазань», что равносильно 200 кг реагента. Один грамм реагента при температуре -40C создаёт 1014 ядер кристаллизации. Одна ракета (килограмм реагента) вдоль своей трассы создаёт 1017 ядер кристаллизации. Т.е. 200 ракет создают 2*1019 ядер кристаллизации вдоль своих веерно расположенных трасс. При температуре минус 4 градуса и ниже эти ядра кристаллизации становятся ледяными ядрами, конкурирующими с естественными ядрами за переохлаждённые капли и водяной пар. Примем, что 20% этих ядер не попадают в должную среду и пропадают. Остаётся из 2*1019 только 1.6*1019 ядер кристаллизации. Но затем из-за разных причин от них может остаться только 1018 ядер тружеников, которые, превратившись в ледяные ядра, должны забрать на себя всю питательную среду потенциальных градин.
Итак, допустим, что каждый кубокилометр облака получил за этот час 1018 ядер кристаллизации. Примем, что для положительного результата необходимо обеспечить должную концентрацию этих искусственных ледяных ядер в первые 5 минут с момента обнаружения градоопасной ячейки. Предположим, что в эти пять минут нам удалось запустить 100 ракет из 200, т. е. 50% всех ядер кристаллизации, что соответствует 0,5×1018 ледяных ядер. Можно ли запустить такое количество ракет за пять минут? Можно, если в засеве данной ячейки одновременно участвуют 4 5 ракетных пунктов. Теория требует обеспечить 105 106 ядер на метр кубический, или 1014 1015 на кубический километр в той части облачной ячейки, в которой идёт процесс градообразования. Посмотрим, обеспечили ли мы такой засев в рассмотренном случае.
Причём следует иметь в виду, что эту концентрацию следует поддерживать до начала диссипации этой облачной ячейки. Учитывая то, что в молдавской технологии в мои годы управления организацией засеву подлежало только примерно 25 процентов рассчитанного в моём примере объёма, то засеваемая часть получает (при правильных координатах пуска ракет) концентрацию ледяных ядер от 4.0×1017 на км3, или 4.0×108 на м3 объема области ледяных ядер. В этом случае остаются вопросы, правильно ли выбирается место засева в облаке, какое количество естественных ядер кристаллизации есть в облаке, и совпало ли время начала засева с моментом процесса роста естественного града. Нередко скорость всасывания новых (объёмов) порций влажного подоблачного воздуха существенно превышает (возможности) частоту пополнения ракетами искусственных ядер кристаллизации.
Подведём итог. В нашем примере каждая единица объёма этой облачной ячейки получила всего 2×108 на м3 ядер кристаллизации в первые пять минут с момента обнаружения. Если теория Бержерона Финдайзена и мои рассуждения и расчёты верны, если реагент в условиях его применения в ракете соответствует стандартам, то остаётся вопрос, почему из этой облачной ячейки выпал очень интенсивный и на большой площади град.
Таким образом, если предположить, что теория верна, следует искать причину в определении места и своевременности засева облачной ячейки, либо в том, что вток (вовлечение) новых порций влажного воздуха существенно больше расчётного в данном процессе облако-и-осадкообразования. А можно предположить, что без нашего засева градины были бы большими и их число было бы большее. Эти вопросы мной с проф. Шалавеюсом на многолетних экспериментах исследовались и опубликованы в статье «Опыт использования трассеров для изучения распространения реагентов при искусственном воздействии на конвективные облака».
В книге «Вопросы физики облаков», Москва. Изд. Метеорология и гидрология. 2008 год, на стр. 58105 в примере взята реальная часто встречающаяся облачная ячейка.
И тем не менее, очень важно, найти решения для таких процессов. Я не случайно предложил рассуждение над таким примером в самом начале воспоминаний. Именно эта проблема была в теме моего постоянного многолетнего поиска. На начальном этапе этого поиска я абсолютно верил своим учителям и научным авторитетам.
Было это только на начальном этапе производственного применения разработок учёных мирового уровня. Однако, вскоре пришло время ответственности. Вот тогда пришло время для поиска истины. Я вместе с коллегами и своими сотрудниками с помощью всё более и более совершенных технических средств и технологий, всё более и более совершенной квалификации специалистов проводил исследовательские и производственные работы.
В этой своей войне нередко я не был победителем. В этой войне во мне оттачивались мои жизненные принципы чести, долга, ответственности. Я создал самую технологичную организацию в мире, но до истины не добрался. В итоге отчаяние, отчаяние, отчаяние и отъезд для временного отдыха мозгов. Оказался отъезд навсегда!!! Вот об этой части своей жизни я и пишу. Она почти тридцать лет на 90% занимала мои мозги. Только 10% оставались для семьи.
К началу пути
Вернусь к началу этого пути. Не все учёные поддерживают теорию Бержерона. Эта теория описывает лишь часть всего микро-и-макромасшабного процесса осадкообразования, которая учитывается в современных моделях. Однако, до сего времени именно она является базовой и в ракетной, и в самолётной технологии воздействия на градовые и другие осадкообразующие процессы.
Это касается и технологии воздействия на эти процессы с помощью самолётных и наземных генераторов. Другие идеи воздействия проверяются, но пока широкого практического применения не нашли.
Историческую справку теоретических исследований в этой области, положенных в основу разработки технологии воздействия на облачные процессы предложил Г. К. Сулаквелидзе в своей книге «Ливневые осадки и град».
С точки зрения ряда специалистов, не всё в этой книге изложено верно. Однако общее описание проблемы в ней изложено познавательно.
Для артиллерийской технологии данная книга является учебником. Для ракетной технологии написаны другие книги и статьи. Для объективной оценки этого исторического процесса следует ознакомиться с трудами ЦАО, ИГГАН, УкрНИГМИ, СарНИГМИ, ИПГ, ИЭМ, ГГО, МГУ, ЛГМУ с работами И. И. Гайворонского, Ю. А. Серёгина, С. М. Шметера, И. П. Мазина, А. М. Боровикова, А. Д. Соловьёва, Н. О. Плаудэ, В. В. Костарева, А. А. Черникова, Л. А. Диневича, С. Е. Диневич, В. А. Диневича, В. Д. Степаненко, А. Шупяцкого, Г. И. Голышева, Б. Н. Лескова, С. Гальперина, Мучника, И. П. Имянитова, М. П. Леонова, Б. Камалова, А. И. Карцивадзе, Вульфсона, Левина, Т. Н. Громовой, М. Кима, М. Хоргуани, Н. Ш. Бибилашвили, М. И. Тлисова, Л. Г. Каплана, Г. К. Сулаквелидзе, М. Т. Абшаева, С. С. Шалавеюса, Л. М. Федченко, Б. Зимина, М. Т. Абшаева, Е. И. Потапова, А. Н. Старостина, В. Швецова.
Я назвал в основном тех учёных, с которыми близко сотрудничал и приношу извинения тем значимым и очень значимым советским и зарубежным учёным, которых нет в этом списке. 99% этих людей с нами уж нет.