RU2102866C1 - Method for acting upon atmosphere - Google Patents

Abstract

FIELD: applied meteorology, in particular, controlling of cloudiness and precipitations. SUBSTANCE: method involves directing two charged ionized particle fluxes having opposite signs into atmosphere; regulating ionization level of each particle flux, with molecules of gases released from Earth depths being used as ionized particles. EFFECT: increased efficiency and simplified method. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к способам для изменения атмосферных условий и может быть использовано для регулирования облачности и осадковых процессов. The invention relates to methods for changing atmospheric conditions and can be used to control cloudiness and precipitation processes.

Изобретением решается задача упрощения регулирования осадковых процессов: создания возможности вызывания, регулирование и полное прекращение как искусственно созданных, так и природных, снижения затрат на осуществление этих операций. The invention solves the problem of simplifying the regulation of sedimentary processes: creating the possibility of inducing, regulation and complete cessation of both artificially created and natural, reducing the cost of these operations.

Известен ряд способов воздействия на атмосферные явления с целью интенсификации образования облачности, путем создания дополнительных центров и условий для коагуляции капель атмосферной влаги. A number of methods are known for influencing atmospheric phenomena in order to intensify cloud formation by creating additional centers and conditions for coagulation of drops of atmospheric moisture.

Известен способ образования и вызывания дождя, включающий распыление воды в атмосфере на высоте, не превышающей высоту ее неустойчивого слоя, при этом воду для распыления предварительно поляризуют, затем отрицательно заряженную воду охлаждают до наибольшей плотности, распыление ведут при наиболее низкой температуре для использования точки росы или при наибольших концентрациях примесей химических загрязнений в атмосфере (патент РФ N 2017399, кл. A 01 G 15/00, 15.08.94, БИ N 15). В зоне распыления воды возникает область пониженного давления, а в области встречи с нисходящим потоком образуется область повышенного давления. Под влиянием разницы давлений между этими областями может возникнуть компенсационный восходящий поток воздуха. A known method of forming and causing rain, including spraying water in the atmosphere at a height not exceeding the height of its unstable layer, the spraying water is pre-polarized, then the negatively charged water is cooled to the highest density, spraying is carried out at the lowest temperature to use the dew point or at the highest concentrations of chemical impurities in the atmosphere (RF patent N 2017399, class A 01 G 15/00, 08/15/94, BI N 15). In the zone of spraying water, a region of reduced pressure arises, and in the region of encounter with the downward flow, a region of increased pressure is formed. Under the influence of the pressure difference between these areas, a compensating upward flow of air may occur.

Этот способ позволяет только вызывать осадки и не обеспечивает рассеивания облаков с целью предотвращения нежелательных осадков. Кроме того, этот способ трудоемок, требует использования летательных аппаратов, устройств для распыления и подготовки большого количества воды. This method only allows precipitation and does not disperse the clouds in order to prevent unwanted precipitation. In addition, this method is time-consuming, requires the use of aircraft, devices for spraying and preparing large quantities of water.

Известен способ активного воздействия на атмосферу для образования облачности, включающий введение в нее летательного аппарата отрицательно заряженных частиц пористого материала, пропитанного хладагентом (а.с. СССР N 1780643, кл. A 01 N 15/00, 15.12.92, БИ N 46). A known method of actively influencing the atmosphere for cloud formation, comprising introducing into it an aircraft of negatively charged particles of porous material impregnated with a refrigerant (AS USSR N 1780643, class A 01 N 15/00, 12/15/92, BI N 46) .

Известно рассеивание облаков с целью предотвращения нежелательных осадков, града противоградовыми ракетными установками, пусковыми установками для снарядов с льдообразующими реагентами (а. с. СССР N 1748736, кл. A 01 G 15/00, 23.07.92, БИ N 37; патент РФ N 2010494, кл. A 01 G 15/00, 15.04.94, БИ N 7). Эти способы являются сложными, дорогостоящими, небезопасными и могут использоваться только в экстренных случаях и на малых площадях. Воздействие на жидкокапельную переохлажденную часть мощнокучевой облачности кристаллизующими веществами в некоторых случаях предотвращает выпадение града, а в некоторых стимулирует развитие облачности. Силовые воздействия на облаке не дают ожидаемых результатов, успех зависит от опыта и интуиции специалистов. Электрозаряженность вводимых компонентов не обеспечивает требуемого эффекта из-за активной самопроизвольной нейтрализации частиц (Бартиашвили Г. С. Физика облаков и осадков. М.: АН СССР, 1961, т.11/5, с. 146, Залиханов М.Ч., Лосев К.С. И град, и снен, и горы. Л.: Гидрометеоиздат, 1971). It is known to disperse clouds in order to prevent unwanted precipitation, hail by anti-hail rocket launchers, launchers for shells with ice-forming reagents (A.S. USSR N 1748736, CL A 01 G 15/00, 07.23.92, BI N 37; RF patent N 2010494, CL A 01 G 15/00, 04/15/94, BI N 7). These methods are complex, expensive, unsafe and can only be used in emergency cases and in small areas. The impact on the liquid droplet of the supercooled part of high-altitude cloud with crystallizing substances in some cases prevents hail, and in some it stimulates the development of clouds. Power effects on the cloud do not give the expected results, success depends on the experience and intuition of specialists. The electric charge of the introduced components does not provide the desired effect due to the active spontaneous neutralization of particles (G. Bartiashvili Physics of clouds and precipitation. M: Academy of Sciences of the USSR, 1961, v.11 / 5, p. 146, Zalikhanov M.Ch., Losev K.S. And hail, and dream, and mountains. L .: Gidrometeoizdat, 1971).

Более близким аналогом изобретения является способ изменения состояния атмосферы (патент Германии N 413165, кл. A 01 G 15/00, 1925), включающий подачу в атмосферу с высокой влажностью или в облако двух разноименно заряженных ионов потоков. A closer analogue of the invention is a method for changing the state of the atmosphere (German patent N 413165, class A 01 G 15/00, 1925), which includes supplying two oppositely charged ion streams into the atmosphere with high humidity or into a cloud.

Способ имеет следующие недостатки. The method has the following disadvantages.

1. Использование летательных аппаратов. 1. The use of aircraft.

2. Внесение в одноименно или разноименно заряженное облако разноименно заряженных потоков, ионов, что приведет к усилению электрического потенциала одной части облака (облачности) и ослаблению другой ее части. Вероятность выпадения осадков в этом случае снизится. 2. The introduction of oppositely charged streams of ions into ions of the same or oppositely charged cloud, which will lead to an increase in the electric potential of one part of the cloud (cloudiness) and weakening of its other part. The probability of precipitation in this case will decrease.

3. Регулирование степени ионизации потоков ионов не предусмотрена. 3. Regulation of the degree of ionization of ion flows is not provided.

Целью изобретения является снижение затрат на осуществление способа воздействия на атмосферу, создание возможности при этом как вызывать искусственно осадки, так и предотвращать создание природой. The aim of the invention is to reduce the cost of implementing a method of influencing the atmosphere, while creating the ability to both artificially precipitate and prevent the creation of nature.

Цель достигается следующим. The goal is achieved as follows.

1. Способом воздействия на атмосферу, включающим введение в атмосферу двух разноименно заряженных систем ионизированных частиц, отличающимся тем, что систему ионизированных частиц вводят в атмосферу в виде потоков с регулируемой степенью их ионизации. 1. The method of exposure to the atmosphere, including the introduction into the atmosphere of two oppositely charged systems of ionized particles, characterized in that the system of ionized particles is introduced into the atmosphere in the form of flows with a controlled degree of ionization.

2. Способом, отличающимся тем, что в качестве ионизированных частиц используют частицы паров жидкостей, газов, в том числе и выходящих из недр Земли. 2. By a method characterized in that particles of vapors of liquids and gases, including those emerging from the bowels of the Earth, are used as ionized particles.

Возможность практического осуществления предлагаемого способа с использованием полной совокупности заявляемых признаков подтверждается примерами конкретного их выполнения. The possibility of practical implementation of the proposed method using the full totality of the claimed features is confirmed by examples of their specific implementation.

Пример. Воздействие на атмосферу путем искусственно созданных разноименно заряженных ионизированных потоков. Example. Impact on the atmosphere by artificially created oppositely charged ionized flows.

На чертеже представлена принципиальная схема термической печи (одного из способов получения искусственным путем разноименно заряженных ионов), откуда разнозаряженные потоки ионов направляются в атмосферу. Приводится и ориентировочный расчет ожидаемого количества, способного выпасть в виде осадков (дождя), влаги. The drawing shows a schematic diagram of a thermal furnace (one of the methods for artificially producing oppositely charged ions), from where the uncharged flows of ions are sent to the atmosphere. An approximate calculation of the expected amount capable of falling in the form of precipitation (rain) and moisture is also given.

Схема состоит из следующих частей:
1 - термической печи (1) с обогревателем (2),
2 - устройства, предназначенного для разделения ионов на разноименно заряженные потоки (3);
4 - ионопроводов (4);
5 - форсунки (5).The scheme consists of the following parts:
1 - thermal furnace (1) with a heater (2),
2 - devices designed to separate ions into oppositely charged streams (3);
4 - ion conductors (4);
5 - nozzles (5).

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

Через форсунку подается жидкость, например соляная кислота (H⁺Cl^-) с энергией диссоциации E = 430 кДж/моль.A liquid is supplied through the nozzle, for example, hydrochloric acid (H ⁺ Cl ^- ) with a dissociation energy of E = 430 kJ / mol.

Расчет мощности печи и температуры в ней исчисляется из ежесекундной диссоциации кислоты со скоростью 1 г/с. The calculation of the furnace power and temperature in it is calculated from the every second dissociation of acid at a speed of 1 g / s.

В данном случае мощность печи должна составлять примерно 12 кВт. In this case, the furnace power should be approximately 12 kW.

Расчет необходимой температуры в печи ведется по формуле энергии излучения Стефана-Больцмана на 1 м²

где E = 430 кДж/моль, σ=5,76•10^-8 Дж/м²к⁴ - постоянная.The calculation of the required temperature in the furnace is carried out according to the formula of the radiation energy of Stefan-Boltzmann per 1 m ²

where E = 430 kJ / mol, σ = 5.76 • 10 ^-8 J / m ² to ⁴ is a constant.

Температура в печи должна соответствовать 680K. The temperature in the oven should be 680K.

Известно, что при ливневых дождях капли вырастают до размеров порядка 5 мм в диаметре, т. е. V≈8•10^-2 см³, а ионизированные частицы в печи имеют средние размеры порядка 1 (одного) мкм в диаметре (1•10^-4 см), т.е. V₁≈5•10^-3 см³.It is known that during heavy rains, droplets grow to sizes of about 5 mm in diameter, that is, V≈8 • 10 ^-2 cm ³ , and ionized particles in the furnace have average sizes of about 1 (one) micron in diameter (1 • 10 ^-4 cm), i.e. V ₁ ≈5 • 10 ^-3 cm ³ .

Из моля кислоты (36,5 г) образуется 7,3•10¹³ капель(частиц).From a mole of acid (36.5 g), 7.3 • 10 ¹³ drops (particles) are formed.

В случае, если каждая частица способна образовать вокруг себя каплю до размеров в 5 мм в диаметре в виде влаги, то общая масса воды, которая сосредоточится в облаке будет составлять: M₀≈58•10⁵ м³ (т)≈6•10⁶ т.If each particle is capable of forming a drop around itself to a size of 5 mm in diameter in the form of moisture, then the total mass of water that will concentrate in the cloud will be: M ₀ ≈58 • 10 ⁵ m ³ (t) ≈6 • 10 ⁶ t

Но учитывая, что в самой печи до 80% ионов нейтрализуются между собой перед выходом в атмосферу, а при движении в атмосфере теряется еще столько же процентов от остатка за счет нейтрализации с воздухом, то в облаке будет сосредоточено около 16% расчетной влаги. Учитывая, что примерно 25% той же влаги из образовавшегося облака не выпадет в виде дождя, а растворится со временем в атмосфере, то конечная масса влаги, которая выпадет на землю в виде дождя составит приблизительно 0,73•10⁶ т.But taking into account that up to 80% of the ions in the furnace are neutralized among themselves before entering the atmosphere, and when moving in the atmosphere the same percentage of the remainder is lost due to neutralization with air, about 16% of the calculated moisture will be concentrated in the cloud. Given that approximately 25% of the same moisture from the formed cloud does not fall out in the form of rain, but dissolves in the atmosphere over time, the final mass of moisture that will fall to the ground in the form of rain will be approximately 0.73 • 10 ⁶ t.

Устройство, предложенное в изобретении, легко управляемо, не требует подъема на какую-то высоту в атмосферу. Не нуждается в том, чтобы предварительно перед работой установки в атмосфере уже были бы облака. Установка начинает работать даже в отсутствии последних. Экологически чистый процесс. The device proposed in the invention is easily controllable, does not require lifting to some height in the atmosphere. It does not need to have clouds in the atmosphere before the operation of the installation. The installation starts to work even in the absence of the latter. Environmentally friendly process.

Аналогичный процесс мы наблюдаем и в "печи" Земли. We observe a similar process in the "furnace" of the Earth.

В ее высокотемпературных недрах происходит ионизация газов и паров. Под высоким давлением они вынуждены подниматься к поверхности Земли, двигаясь при этом со скоростями (≈5-30 и более м/с) перпендикулярно магнитному полю. Поток ионизированых частиц вольно или невольно разделяется на два разноименно заряженных ионных потока, поднимающихся к поверхности Земли. При движении по разломам, трещинам в первое время поток нейтрализуется за счет взаимодействия с пространством трещины или разлома. После насыщения этого пространства электрическими зарядами дальнейший поток ионов по ним больше уже нейтрализации не претерпевает. In its high-temperature bowels, ionization of gases and vapors occurs. Under high pressure, they are forced to rise to the surface of the Earth, moving at the same time with speeds (≈5-30 and more m / s) perpendicular to the magnetic field. The flow of ionized particles is voluntarily or involuntarily divided into two oppositely charged ion flows rising to the surface of the Earth. When moving along faults, cracks, the flow is neutralized for the first time due to interaction with the space of the crack or fault. After saturation of this space with electric charges, the further ion flux through them no longer undergoes neutralization.

Однако данные потоки неуправляемы, стихийны. Мощности и время их работ определяет природа. Это ведет к природным катаклизмам в виде излишних осадков и т.д. However, these flows are uncontrollable, spontaneous. The power and time of their work is determined by nature. This leads to natural disasters in the form of excessive rainfall, etc.

Обнаружение мест выхода потоков из недр, которые редко меняют свои координаты, управление степенью их ионизации уже перед атмосферой позволяет управлять и выпадением осадков в количественном отношении. The detection of the places where fluxes exit from the bowels, which rarely change their coordinates, and controlling the degree of ionization before the atmosphere also allows controlling precipitation quantitatively.

Claims (2)

1. Способ воздействия на атмосферу, включающий введение в атмосферу двух разноименно заряженных систем ионизированных частиц, отличающийся тем, что системы ионизированных частиц вводят в атмосферу в виде потоков с регулируемой степенью их ионизации. 1. The method of exposure to the atmosphere, including the introduction into the atmosphere of two oppositely charged systems of ionized particles, characterized in that the system of ionized particles is introduced into the atmosphere in the form of flows with a controlled degree of ionization. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что производят регулирование степени ионизации потоков, выходящих из недр Земли. 2. The method according to claim 1, characterized in that the degree of ionization of the streams leaving the bowels of the Earth is regulated.