RU2514409C2 - Method of converting thermal cyclone into front and device for its implementation - Google Patents
Method of converting thermal cyclone into front and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2514409C2 RU2514409C2 RU2012100346/13A RU2012100346A RU2514409C2 RU 2514409 C2 RU2514409 C2 RU 2514409C2 RU 2012100346/13 A RU2012100346/13 A RU 2012100346/13A RU 2012100346 A RU2012100346 A RU 2012100346A RU 2514409 C2 RU2514409 C2 RU 2514409C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cyclone
- air
- thermal
- reflector
- ion generator
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G15/00—Devices or methods for influencing weather conditions
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Atmospheric Sciences (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Cyclones (AREA)
- Air Humidification (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретения относятся к способу и устройству для активного воздействия на термический циклон и могут быть использованы в регионах, для которых характерно образование термических циклонов, с целью увеличения количества атмосферных осадков, преимущественно для сельского хозяйства и водохозяйственных нужд.The invention relates to a method and apparatus for actively influencing a thermal cyclone and can be used in regions characterized by the formation of thermal cyclones in order to increase the amount of precipitation, mainly for agriculture and water management.
Предшествующий уровень техникиState of the art
Циклоны представляют собой атмосферное возмущение вихревого характера с пониженным давлением воздуха (минимальное давление в центре) и с циркуляцией воздуха вокруг центра против часовой стрелки в Северном полушарии и по часовой стрелке в Южном. Большая часть циклонов относится к фронтальным циклонам и возникает на границе воздушных масс с разной температурой. При продвижении теплого воздуха происходит его восходящее скольжение над фронтальной поверхностью (теплого фронта), что приводит к образованию перед линией атмосферного фронта облачной системы в несколько сотен километров шириной, в которой облачность меняется от тонких и высоких перистых до мощных слоисто-дождевых облаков с обложными осадками. В тыловой части циклона атмосферный фронт является холодным с продвижением холодного клина вперед и с вытеснением теплого воздуха в высокие слои тропосферы. Это приводит к образованию кучево-дождевых облаков с выпадением ливневых осадков и усилением ветра.Cyclones are an atmospheric vortex disturbance with a reduced air pressure (minimum pressure in the center) and with air circulation around the center counterclockwise in the Northern Hemisphere and clockwise in the Southern. Most of the cyclones belong to frontal cyclones and occur at the boundary of air masses with different temperatures. As warm air advances, it ascends above the frontal surface (warm front), which leads to the formation of a cloud system several hundred kilometers wide in front of the atmospheric front line, in which cloudiness changes from thin and high cirrus to thick layered rain clouds with overcast . In the rear part of the cyclone, the atmospheric front is cold with the advance of the cold wedge forward and with the displacement of warm air into the high layers of the troposphere. This leads to the formation of cumulonimbus clouds with rainfall and increased wind.
Существуют различные способы ликвидации или ослабления фронтальных циклонов. В частности, известен способ, согласно которому для снижения разрушительной силы тропических ураганов предложено воздействовать на зоны минимальной метеостабильности на периферии циклона путем формирования в этих зонах разновращающихся локальных восходящих и нисходящих вихрей. Локальные вихри в зависимости от состояния атмосферы формируют с помощью солнечных нагревателя и отражателя или посредством подрыва по определенной схеме тепловых зарядов, сбрасываемых с летательных аппаратов, RU 2020797 C1.There are various ways to eliminate or weaken frontal cyclones. In particular, a method is known according to which, in order to reduce the destructive power of tropical hurricanes, it is proposed to influence the zones of minimal meteorological stability on the periphery of the cyclone by forming local ascending and descending eddies in these zones. Depending on the state of the atmosphere, local vortices are formed with the help of a solar heater and a reflector or by detonation of heat charges discharged from aircraft according to a certain pattern, RU 2020797 C1.
Известен способ ослабления тропических фронтальных циклонов (ураганов, тайфунов), согласно которому воздействие осуществляют на зоны в тропосфере, в которых достигаются предельные значения потенциальной энергии и которые расположены вблизи или в зоне максимальной неустойчивости, для преобразования потенциальной энергии в кинетическую, инициируя образование циклона, мощность которого не достигает разрушительного уровня. Воздействие представляет собой взрывное и/или тепловое воздействие на тропосферу выше зоны или в зоне максимальной неустойчивости и/или путем засева веществом, создающим центры конденсации влаги непосредственно над зоной максимальной неустойчивости, RU 2150134 C1.A known method of attenuation of tropical frontal cyclones (hurricanes, typhoons), according to which the effect is carried out on the zones in the troposphere, in which the limit values of potential energy are reached and which are located near or in the zone of maximum instability, to convert potential energy into kinetic, initiating the formation of a cyclone, power which does not reach a destructive level. The impact is an explosive and / or thermal effect on the troposphere above the zone or in the zone of maximum instability and / or by inoculation with a substance that creates moisture condensation centers directly above the zone of maximum instability, RU 2150134 C1.
Известен способ ослабления фронтального циклона, который состоит в том, что потоком ионизированного воздуха в зоне теплой фронтальной поверхности и/или холодного сектора циклона формируют область пониженного атмосферного давления с последующим формированием вторичного циклона, что лишает циклон энергетической подпитки, RU 2321870 C2.A known method of attenuating a frontal cyclone is that a region of low atmospheric pressure is formed by a stream of ionized air in the zone of a warm frontal surface and / or a cold sector of the cyclone, followed by the formation of a secondary cyclone, which deprives the cyclone of energy supply, RU 2321870 C2.
Описанные выше способы воздействия на атмосферу относятся к решению задачи ликвидации или, по крайней мере, ослабления фронтальных циклонов, которые способны причинить значительный ущерб в сельском хозяйстве, приносят с собой сложные погодные условия - облачность, осадки, сильные ветры, а также нередко такие сезонные явления, как грозы, туманы, метели, гололед и др., и могут представлять серьезную угрозу для наземного, водного и воздушного транспорта. Особенно опасны крупномасштабные вихревые явления, связанные с фронтальными циклонами, такие как смерчи и тайфуны, которые наносят наибольший ущерб.The above atmospheric impact methods are related to solving the problem of eliminating or at least weakening frontal cyclones that can cause significant damage in agriculture, bring with them difficult weather conditions - cloudiness, precipitation, strong winds, and also often such seasonal phenomena like thunderstorms, fogs, blizzards, ice, etc., and can pose a serious threat to land, water and air transport. Especially dangerous are large-scale vortex phenomena associated with frontal cyclones, such as tornadoes and typhoons, which cause the most damage.
Вместе с тем в неразрушительных фронтальных циклонах есть и положительная сторона, если они несут влагу в засушливые районы.At the same time, there is a positive side to non-destructive frontal cyclones if they carry moisture to arid regions.
Кроме фронтальных циклонов существуют и нефронтальные циклоны, формирующиеся в однородной воздушной массе, так называемые, термические циклоны, связанные с конкретным районом, см., например, (копия прилагается), а также А.С.Зверев. Синоптическая метеорология. М., Гидрометиздат, 1977, с.281 (копия прилагается). Причиной возникновения термических циклонов является неравномерное нагревание солнцем в дневное время естественных неоднородностей подстилающей поверхности и образование над теплыми участками (пустыни, полупустыни, вспаханные степи) устойчивых местных конвективных (восходящих) потоков воздуха над сравнительно большими площадями в радиусе 100-200 км и, как следствие этого, появление местных областей падения атмосферного давления. Термические циклоны - это области пониженного атмосферного давления с достаточно равномерным распределением температуры воздуха, которая выше, чем в окружающей тропосфере. Как правило, это неподвижные (малоподвижные), низкие (неглубокие), то есть имеющие сравнительно высокое давление в центре барические образования с малыми барическими градиентами, достигающими развития к 14-15 часам. В малоградиентном барическом поле возникает замкнутая вихревая циклоническая циркуляция воздуха. Продолжительность их существования полностью зависит от прогрева солнцем данного участка подстилающей поверхности, после уменьшения прогрева во второй половине дня они исчезают и по продолжительности не превышают нескольких часов. Образование облаков с выпадением осадков наблюдается крайне редко, при этом осадки весьма непродолжительные и слабые.In addition to frontal cyclones, there are also nonfrontal cyclones that form in a homogeneous air mass, the so-called thermal cyclones associated with a specific area, see, for example, (a copy is attached), as well as A.S. Zverev. Synoptic meteorology. M., Gidrometizdat, 1977, p. 281 (copy attached). The cause of thermal cyclones is the uneven heating by the sun in the daytime of natural heterogeneities of the underlying surface and the formation of stable local convective (ascending) air flows over relatively large areas within a radius of 100-200 km over warm areas (deserts, semi-deserts, plowed steppes) and, as a result of this, the appearance of local areas of atmospheric pressure decline. Thermal cyclones are areas of low atmospheric pressure with a fairly uniform distribution of air temperature, which is higher than in the surrounding troposphere. As a rule, these are motionless (sedentary), low (shallow), that is, baric formations with relatively high pressure in the center with small baric gradients reaching development by 14-15 hours. In a low-gradient baric field, a closed vortex cyclonic air circulation arises. The duration of their existence depends entirely on the sun warming up this area of the underlying surface, after a decrease in heating in the afternoon, they disappear and do not exceed several hours in duration. Cloud formation with precipitation is extremely rare, while precipitation is very short and weak.
Термические циклоны не связаны с атмосферными фронтами, над сушей развиваются только в весьма сухих районах земли, имеют обычно небольшие горизонтальные размеры, слабо развиты по вертикали (до 1-1,5 км) и не достигают высоты, на которой атмосферная влага начинает конденсироваться и образуются облака. При этом следует подчеркнуть, что именно в указанных районах существует исключительно большая потребность в воде, однако осадки могут выпадать, практически, только при наличии теплого и холодного фронтов, которые имеют место во фронтальном циклоне и отсутствуют в термическом циклоне. Таким образом, для получения осадков из термического циклона необходимо его преобразовать во фронтальный, однако заявителю не известны какие-либо решения этой задачи в частности и способы воздействия на термические циклоны вообще, поэтому заявляемый способ преобразования термического циклона во фронтальный не имеет прототипа.Thermal cyclones are not associated with atmospheric fronts, develop over land only in very dry areas of the earth, usually have small horizontal dimensions, are poorly developed vertically (up to 1-1.5 km) and do not reach the height at which atmospheric moisture begins to condense and form the clouds. It should be emphasized that it is in these areas that there is an extremely large demand for water, but precipitation can occur practically only in the presence of warm and cold fronts, which occur in the frontal cyclone and are absent in the thermal cyclone. Thus, in order to obtain precipitation from a thermal cyclone, it is necessary to convert it to a frontal one, however, the applicant is not aware of any solutions to this problem, in particular, and methods of influencing thermal cyclones in general, therefore, the claimed method of converting a thermal cyclone into a frontal one does not have a prototype.
Известные устройства для создания восходящего потока ионизированного воздуха основаны на эффекте коронного разряда.Known devices for creating an upward flow of ionized air are based on the corona discharge effect.
Коронный разряд - это характерная форма самостоятельного газового разряда, возникающего в резко неоднородных полях. Резко неоднородное поле характерно для промежутков, создаваемых электродами типа игла-плоскость, провод-плоскость, а также стержень-плоскость или шар-плоскость при малом радиусе закругления шара и большом расстоянии между электродами. Особенностью резко неоднородных полей являются высокие напряженности поля у электрода с малым радиусом закругления даже при сравнительно небольшом напряжении на промежутке. Это означает, что в этой области могут идти процессы ударной ионизации, возникают лавины электронов, и условие самостоятельности разряда выполняется, когда зона ионизации охватывает только малую часть промежутка. Соответствующее значение напряжения (Uo) носит название начального напряжения зажигания разряда.Corona discharge is a characteristic form of an independent gas discharge arising in sharply inhomogeneous fields. A sharply inhomogeneous field is characteristic of gaps created by needle-plane, wire-plane, and rod-plane or ball-plane electrodes with a small ball radius and a large distance between the electrodes. A feature of sharply inhomogeneous fields is the high field strengths of the electrode with a small radius of curvature, even with a relatively small voltage in the gap. This means that shock ionization processes can take place in this region, avalanches of electrons occur, and the condition for independence of the discharge is fulfilled when the ionization zone covers only a small part of the gap. The corresponding voltage value (U o ) is called the initial discharge ignition voltage.
Свое название «коронный» разряд получил из-за свечения, наблюдаемого на тонких проводах и напоминающего солнечную корону.The “corona" discharge got its name because of the glow observed on thin wires and resembling the solar corona.
Часть промежутка, где происходят ионизационные процессы, называется чехлом коронного разряда, а оставшаяся часть промежутка, где происходит дрейф заряженных частиц, является зоной дрейфа. Если в зоне дрейфа существуют заряды только одного знака, то корону называют униполярной, а если заряды обоих знаков, то биполярной.The part of the gap where the ionization processes take place is called the corona discharge sheath, and the remaining part of the gap where the charged particles drift is the drift zone. If in the drift zone there are charges of only one sign, then the crown is called unipolar, and if the charges of both signs, then bipolar.
Униполярная корона существует там, где имеется промежуток только с одним коронирующим электродом или с несколькими коронирующими электродами с одинаковой полярностью питающего напряжения.A unipolar corona exists where there is a gap with only one corona electrode or with several corona electrodes with the same polarity of the supply voltage.
Основную часть промежутка между электродами при униполярном коронном разряде занимает зона дрейфа (внешняя зона коронного разряда), в которой движутся ионы только одного знака. Чехол коронного разряда, в котором сосредоточены ионизационные процессы, играет роль поставщика ионов для внешней зоны.The main part of the gap between the electrodes in a unipolar corona discharge is occupied by the drift zone (the outer zone of the corona discharge), in which ions of only one sign move. The corona discharge cover, in which ionization processes are concentrated, plays the role of an ion supplier for the external zone.
При высоких значениях приложенного напряжения разряд в промежутке около электрода с малым радиусом кривизны проходит несколько стадий. Сначала возникают лавины, которые в зависимости от направления поля (в зависимости от полярности электрода) развиваются к электроду или от него. В результате разделения зарядов в лавинах около электрода образуется избыточный объемный заряд одного знака, который создает собственное поле, снижающее поле у электрода (эффект экранирования) и резко усиливающий поле в промежутке перед зарядом.At high values of the applied voltage, the discharge in the gap near the electrode with a small radius of curvature passes through several stages. First, avalanches arise, which, depending on the direction of the field (depending on the polarity of the electrode) develop to or from the electrode. As a result of the separation of charges in avalanches, an excess space charge of the same sign is formed near the electrode, which creates its own field, which reduces the field at the electrode (screening effect) and sharply amplifies the field in the gap before the charge.
Таким образом, при коронном разряде образующийся объемный заряд внешней зоны (зоны дрейфа) ослабляет напряженность поля в зоне ионизации и ограничивает силу тока коронного разряда. Результат же воздействия на атмосферные образования электрическим методом с помощью коронного разряда зависит от величины его тока: чем больше ток коронного разряда при данном напряжении, тем мощней и стабильней образующийся восходящий воздушный поток, тем больших высот он достигнет, тем более сильному ветру он сможет противостоять.Thus, in a corona discharge, the resulting space charge of the outer zone (drift zone) weakens the field strength in the ionization zone and limits the strength of the corona discharge current. The result of exposure to atmospheric formations by the electric method using a corona discharge depends on the magnitude of its current: the more the corona discharge current at a given voltage, the more powerful and stable the rising air flow is, the higher heights it will reach, the stronger the wind it can withstand.
Известно устройство для создания восходящего потока ионизированного воздуха, содержащее генератор ионов, включающий вертикальный коронирующий электрод, соединенный с отрицательным полюсом источника высокого постоянного электрического напряжения, к положительному полюсу которого подключен заземленный электрод, RU 2090057 C1.A device for creating an upward flow of ionized air, containing an ion generator comprising a vertical corona electrode connected to the negative pole of a source of high constant electric voltage, to the positive pole of which is connected a grounded electrode, RU 2090057 C1.
Недостатком устройства с вертикально расположенными электродами является то обстоятельство, что, когда происходит коронный разряд, электроны поднимаются вверх и создают собственное электрическое поле, которое уменьшает коронный разряд в верхней части коронирующего электрода и тем самым существенно снижает эффективность устройства.A disadvantage of a device with vertically arranged electrodes is the fact that when a corona discharge occurs, the electrons rise up and create their own electric field, which reduces the corona discharge in the upper part of the corona electrode and thereby significantly reduces the efficiency of the device.
Известно также устройство для создания восходящего потока ионизированного воздуха, включающее генератор ионов, в котором имеются коронирующий электрод, размещенный в целом по наклонной, сужающейся к его основанию поверхности, расположенный снаружи от коронирующего электрода заземленный электрод и расположенный в полости коронирующего электрода экстрактор ионов; экстрактор ионов и/или заземленный электрод имеют пространственную форму, подобную форме коронирующего электрода и смонтированы с возможностью вертикального перемещения относительно последнего, RU 2321870 C2.A device is also known for creating an upward flow of ionized air, including an ion generator, in which there is a corona electrode placed generally on an inclined, tapering to its base surface, a grounded electrode located outside the corona electrode and located in the cavity of the corona electrode of an ion extractor; the ion extractor and / or the grounded electrode have a spatial shape similar to the shape of the corona electrode and are mounted with the possibility of vertical movement relative to the latter, RU 2321870 C2.
Данное техническое решение принято в качестве прототипа настоящего изобретения в части устройства.This technical solution is made as a prototype of the present invention in terms of the device.
Это устройство несколько более эффективно, нежели вышеописанное устройство с вертикальными электродами, однако также имеет существенные недостатки.This device is somewhat more efficient than the above-described device with vertical electrodes, but also has significant disadvantages.
Восходящий поток ионизированного воздуха, создаваемый устройством-прототипом, расширяется в направлении вверх, угол выхода ионов может достигать 180°, в связи с чем в нем уменьшается концентрация ионов; также уменьшается скорость восходящего потока воздуха, что увеличивает его зависимость (рассеяние) от ветра; в результате поток ионизируемого воздуха поднимается на недостаточную для воздействия на метеообразования высоту.The upward flow of ionized air created by the prototype device expands in the upward direction, the ion exit angle can reach 180 °, and therefore the ion concentration in it decreases; the speed of the ascending air flow also decreases, which increases its dependence (scattering) on the wind; as a result, the flow of ionized air rises to a height insufficient to affect meteorological formation.
Раскрытие изобретенийDisclosure of inventions
Задачей настоящего изобретения в части способа является преобразование термического циклона во фронтальный с присущим последнему поступательным перемещением и осадками на теплом и холодном фронтах.The objective of the present invention in terms of the method is to convert a thermal cyclone into a frontal one with the inherent last translational movement and precipitation on warm and cold fronts.
Задачей настоящего изобретения в части устройства является обеспечение сужения потока ионизированного воздуха, увеличение концентрации в нем ионов, а также увеличение скорости потока, снижение его зависимости от ветра, и тем самым обеспечение подъема ионизированного воздуха на большую высоту.The objective of the present invention in terms of the device is to provide a narrowing of the flow of ionized air, increasing the concentration of ions in it, as well as increasing the flow rate, reducing its dependence on the wind, and thereby ensuring the rise of ionized air to a great height.
Согласно изобретению в части способа в способе преобразования термического циклона во фронтальный в зоне термического циклона выделяют сектор, ограниченный с севера линией, соответствующей направлению от центра циклона на восток, и с запада - линией, соответствующей направлению от центра циклона на юго-запад, и в этом секторе восходящим потоком ионизированного воздуха формируют область пониженного атмосферного давления.According to the invention, in terms of the method, in the method of converting a thermal cyclone into a frontal one, a sector is distinguished in the thermal cyclone zone, bounded from the north by a line corresponding to the direction from the center of the cyclone to the east, and from the west by a line corresponding to the direction from the center of the cyclone to the south-west In this sector, an area of low atmospheric pressure forms an upward flow of ionized air.
Как указано выше, согласно информации, которой располагает заявитель, задача преобразования термического циклона во фронтальный решена настоящим изобретением впервые. Указанное обстоятельство позволяет сделать вывод о соответствии заявленного способа критериям «Новизна» (N) и «Изобретательский уровень» (IS).As indicated above, according to the information available to the applicant, the task of converting a thermal cyclone into a frontal one is solved by the present invention for the first time. This circumstance allows us to conclude that the claimed method meets the criteria of "Novelty" (N) and "Inventive step" (IS).
Согласно изобретению в части устройства устройство для создания восходящего потока ионизированного воздуха, включающее генератор ионов, снабжено рефлектором, выполненным в виде трубчатой конструкции из металлической сетки, генератор ионов размещен внутри рефлектора, при этом рефлектор заземлен; генератор ионов может быть снабжен увлажнителем воздуха, расположенным под ним; увлажнитель воздуха может быть выполнен в виде генератора пара.According to the invention, in terms of the device, an apparatus for generating an ionized air ascending stream including an ion generator is provided with a reflector made in the form of a tubular structure of a metal mesh, an ion generator is placed inside the reflector, while the reflector is grounded; the ion generator can be equipped with an air humidifier located below it; humidifier can be made in the form of a steam generator.
Заявителем не выявлены какие-либо технические решения, идентичные заявленному устройству, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «Новизна» (N).The applicant has not identified any technical solutions identical to the claimed device, which allows us to conclude that the invention meets the criterion of "Novelty" (N).
Реализация отличительных признаков заявленного устройства обусловливает важное новое свойство объекта, которое отсутствует у других известных устройств для создания восходящего потока ионизированного воздуха, состоящее в уменьшении угла конусности этого потока и, соответственно, увеличении концентрации ионов в нем.The implementation of the distinguishing features of the claimed device causes an important new property of the object, which is absent in other known devices for creating an upward flow of ionized air, consisting in decreasing the taper angle of this flow and, accordingly, increasing the concentration of ions in it.
Заявителем не выявлены какие-либо источники информации, в которых содержались бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «Изобретательский уровень» (IS).The applicant has not identified any sources of information that would contain information about the influence of the distinguishing features of the invention on the achieved technical result, which allows us to conclude that the invention meets the criterion of "Inventive step" (IS).
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
В дальнейшем изобретения поясняются подробным описанием примера их осуществления со ссылками на чертежи, на которых представлены:The invention is further explained in the detailed description of an example of their implementation with reference to the drawings, on which:
на фиг.1 - вид сверху, состояние атмосферы до преобразования термического циклона во фронтальный;figure 1 is a top view of the state of the atmosphere before converting a thermal cyclone into a frontal one;
на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, состояние атмосферы после преобразования термического циклона во фронтальный.figure 2 is a section aa in figure 1, the state of the atmosphere after the conversion of the thermal cyclone to the front.
на фиг.3 - схематическое изображение устройства в аксонометрии;figure 3 is a schematic illustration of a device in a perspective view;
на фиг.4 - схематическое изображение устройства в продольном разрезе, металлическая сетка рефлектора частично (в нижней части) не показана.figure 4 is a schematic illustration of a device in longitudinal section, the metal grid of the reflector partially (in the lower part) is not shown.
Лучший вариант осуществления изобретенийBEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTIONS
Известно, что с подъемом на каждые 100 м воздух адиабатически охлаждается, примерно, на 1°C, термические же циклоны имеют высоту всего 1-1,5 км, следовательно, поднимающийся на эту высоту воздух может охладиться только на 10-15°C. Однако, чтобы относительная влажность достигла 100%, то есть влага начала конденсироваться, при начальной дневной температуре воздуха 40°C и влажности 20% необходимо понизить температуру воздуха на 30°C, что можно осуществить, подняв воздух, как минимум, на 3 км. Только при этом условии начнется образование облаков. Для этого в зоне термического циклона с центром «H», где атмосферное давление Ратм минимально, выделяют сектор 1, который ограничен с севера линией 2, соответствующей направлению от центра «H» циклона на восток, и с запада - линией 3, соответствующей направлению от центра «H» циклона на юго-запад. В этом секторе создают восходящий поток ионизированного воздуха с помощью описанного ниже устройства, и этим потоком формируют область 4 (фиг.2) пониженного давления.It is known that with a rise for every 100 m, the air is adiabatically cooled by about 1 ° C, while thermal cyclones have a height of only 1-1.5 km, therefore, air rising to this height can only cool by 10-15 ° C. However, in order for the relative humidity to reach 100%, that is, the moisture began to condense, at an initial daily air temperature of 40 ° C and a humidity of 20%, it is necessary to lower the air temperature by 30 ° C, which can be done by raising the air by at least 3 km. Only under this condition will cloud formation begin. To do this, in the thermal cyclone zone with the center “H”, where the atmospheric pressure P atm is minimal,
Выделение юг-юго-восточного сектора в зоне термического циклона объясняется следующим. В термическом циклоне присутствует воздушная масса с достаточно равномерными давлением и температурой, которая выше температуры окружающего термический циклон воздуха. Во фронтальном циклоне, в отличие от термического, всегда существуют две резко отличающиеся по давлению и температуре массы воздуха, при этом, практически, вся масса теплого воздуха с пониженным давлением всегда занимает только юг-юго-восточную часть фронтального циклона. Это объясняется тем, что во фронтальных циклонах северного полушария в юго-восточной передней части преобладают ветры южного направления, именно юго-восточные, южные или юго-западные ветры, тогда как в задней, северо-западной, половине преобладают ветры северных направлений, поэтому юго-восточная часть фронтального циклона является более теплой, а задняя, северо-западная, часть - более холодной. При реализации заявленного способа в юг-юго-восточном секторе термического циклона создается восходящий поток ионизированного воздуха, который содержит легкие отрицательные ионы, обладающие высокой подвижностью в электрическом поле. Когда ионы соединяются с молекулами водяного пара атмосферы, выделяется тепловая энергия, вызывающая нагрев воздуха в выделенном секторе, который в результате устремляется вверх, что приводит к формированию области разрежения, быстро перемещающейся вверх. Разница температур в выделенном юг-юго-восточном секторе термического циклона и в его остальной части приводит к образованию теплого фронта 5 на границе теплого воздуха в области 4 и холодного воздуха в области 7, а также к образованию холодного фронта 6 на границе теплого воздуха в области 4 и холодного воздуха в области 8. Таким образом, термический циклон преобразуется во фронтальный. Теплый воздух в области 4 поднимается на теплом фронте 5 и холодном фронте 6 до высоты 4-6 км, где происходит интенсивная конденсация атмосферной влаги и образование облаков 9, 10 соответственно на теплом 5 и холодном 6 фронтах. Образовавшийся из термического циклона фронтальный циклон перемещается с выпадением обильных осадков. Этот циклон существует продолжительное время и не зависит от факторов, вызвавших образование первичного термического циклона.The allocation of the south-southeast sector in the thermal cyclone zone is explained by the following. In a thermal cyclone there is an air mass with a fairly uniform pressure and temperature that is higher than the temperature of the air surrounding the thermal cyclone. In a frontal cyclone, in contrast to a thermal cyclone, there are always two masses of air that differ sharply in pressure and temperature, while, practically, the entire mass of warm air with reduced pressure always occupies only the south-south-eastern part of the frontal cyclone. This is explained by the fact that in the frontal cyclones of the northern hemisphere in the southeastern anterior part, southerly winds predominate, namely southeast, south or southwest winds, while in the rear, northwest, half, northerly winds prevail, therefore south The tail portion of the frontal cyclone is warmer, and the posterior, northwestern, part is colder. When implementing the inventive method in the south-southeast sector of the thermal cyclone, an upward flow of ionized air is created, which contains light negative ions with high mobility in the electric field. When ions combine with the molecules of water vapor in the atmosphere, thermal energy is released, causing the air to heat in the selected sector, which rises upward, which leads to the formation of a rarefaction region that quickly moves upward. The temperature difference in the selected south-southeast sector of the thermal cyclone and in its rest leads to the formation of a
Устройство для реализации способа преобразования термического циклона во фронтальный путем создания восходящего потока ионизированного воздуха включает генератор ионов, который содержит коронирующий электрод 11, заземленный электрод 12 и экстрактор 13. Коронирующий электрод 11 соединен с отрицательным полюсом источника 14 высокого постоянного электрического напряжения и выполнен в виде электрического проводника малого сечения, который размещен по боковой поверхности усеченной пирамиды, обращенной большим основанием вверх. Заземленный электрод 12 соединен с положительным полюсом источника 14 и выполнен в виде электрического проводника большего сечения, чем коронирующий электрод 11. Электрод 12 имеет форму, подобную форме коронирующего электрода 11, то есть расположен по боковой поверхности усеченной пирамиды, обращенной большим основанием вверх.A device for implementing a method of converting a thermal cyclone into a frontal one by creating an ionized air upward flow includes an ion generator that contains a
Коронный разряд происходит в промежутке коронирующего электрода 11 и заземленного электрода 12. Коронирующий электрод 11 является эмиттером электронов. Экстрактор 13 расположен в полости, образуемой электродом 11, и представляет собой проводник, предназначенный для более интенсивного оттока вверх электронов с коронирующего электрода, который размещен в целом по осевой линии геометрического тела, по поверхности которого расположен коронирующий электрод 11. Экстрактор 13 имеет форму, подобную форме коронирующего электрода 11, то есть, расположен по боковой поверхности усеченной пирамиды, обращенной большим основанием вверх.Corona discharge occurs between the
Электрод 11 смонтирован неподвижно, а экстрактор 13 и электрод 12 установлены с возможностью перемещения по вертикали относительно электрода 11. Перемещать экстрактор 13 и электрод 12 можно как при монтаже устройства, так и во время подачи рабочего напряжения на электрод 11 и экстрактор 13.The
Рефлектор 15 выполнен в виде трубчатой конструкции из металлической сетки 19, генератор ионов размещен полностью внутри рефлектора 15, который при этом заземлен.The
Для увеличения тока ионов, направленного вверх, необходимо уменьшить объемный заряд во внешней зоне, который ограничивает ток коронного разряда. Для этого генератор ионов снабжен расположенным под ним увлажнителем воздуха 18, который может быть выполнен в виде генератора пара (парогенератора).To increase the ion current directed upward, it is necessary to reduce the space charge in the outer zone, which limits the corona discharge current. For this, the ion generator is equipped with a
Поток ионов после выхода из генератора ионов концентрируется в вертикальном направлении электрическим полем заземленного рефлектора и выходит вверх в виде конуса. Чем больше рефлектор 15 превышает генератор ионов, тем меньше угол этого конуса и тем больше концентрируется ионов в восходящем потоке воздуха, и, соответственно, тем мощней и стабильней поток ионизированного воздуха. Благодаря рефлектору 15 этот поток поднимается до значительно большей высоты.The ion flow after leaving the ion generator is concentrated in the vertical direction by the electric field of the grounded reflector and comes up in the form of a cone. The more the
Благодаря генератору пара 18 повышается влажность воздуха между заземленным электродом 12 и коронирующим электродом 11 генератора ионов. При конденсации влаги на ионах, дрейфующих в этом промежутке, выделяется тепловая энергия, равная 597 кал при конденсации 1 грамма воды. Поддерживая постоянно повышенную влажность в промежутке между электродами 11 и 12, постоянно поддерживают в нем повышенную температуру воздуха, что обеспечивает дополнительный вынос объемного заряда вверх.Thanks to the
Данное устройство при реализации заявленного способа позволяет значительно увеличить высоту теплого сектора циклона и обеспечивает эффективное и быстрое преобразование термического циклона во фронтальный.This device, when implementing the inventive method, can significantly increase the height of the warm sector of the cyclone and provides an effective and quick conversion of thermal cyclone to frontal.
Промышленная применимостьIndustrial applicability
Для реализации изобретений используются известные материалы и обычное заводское оборудование, что обусловливает, по мнению заявителя, соответствие изобретений критерию «Промышленная применимость» (IA).For the implementation of the inventions, well-known materials and conventional factory equipment are used, which determines, according to the applicant, the inventions meet the criterion of "Industrial Applicability" (IA).
Claims (4)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2009/000343 WO2011005134A1 (en) | 2009-07-07 | 2009-07-07 | Method and device for converting a thermal cyclone into a frontal cyclone |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012100346A RU2012100346A (en) | 2013-08-20 |
| RU2514409C2 true RU2514409C2 (en) | 2014-04-27 |
Family
ID=43429383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012100346/13A RU2514409C2 (en) | 2009-07-07 | 2009-07-07 | Method of converting thermal cyclone into front and device for its implementation |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2514409C2 (en) |
| WO (1) | WO2011005134A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2633775C1 (en) * | 2016-04-21 | 2017-10-18 | Алексей Алексеевич Палей | Method of exposure to atmosphere |
| RU2655932C2 (en) * | 2015-09-08 | 2018-05-30 | Лев Александрович Похмельных | Apparatus for influence on atmosphere |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997002736A1 (en) * | 1995-07-13 | 1997-01-30 | G.W.P. Limited | Method of protecting against tropical cyclones |
| RU2105463C1 (en) * | 1993-05-17 | 1998-02-27 | Вадим Анатольевич Протопопов | Method and system for acting upon atmospheric circulation process |
| RU2144760C1 (en) * | 1996-06-03 | 2000-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Мультиком-Холдинг" | Method and electrode for ionizing atmospheric air |
| RU2233578C2 (en) * | 2003-07-16 | 2004-08-10 | Протопопов Вадим Анатольевич | Anti-cyclonic circulation disturbance method and apparatus |
| RU2321870C2 (en) * | 2006-05-04 | 2008-04-10 | Вадим Анатольевич Протопопов | Mode of weakening of cyclonic circulation and arrangement for its execution |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2090057C1 (en) * | 1996-06-26 | 1997-09-20 | Протопопов Вадим Анатольевич | Atmospheric process control method and technical system, method for generating convection currents in atmosphere and ion generator |
| RU2150134C1 (en) * | 1999-03-02 | 2000-05-27 | Пелевин Вадим Николаевич | Method for slackening tropical cyclones (hurricanes, typhoons) |
-
2009
- 2009-07-07 WO PCT/RU2009/000343 patent/WO2011005134A1/en active Application Filing
- 2009-07-07 RU RU2012100346/13A patent/RU2514409C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2105463C1 (en) * | 1993-05-17 | 1998-02-27 | Вадим Анатольевич Протопопов | Method and system for acting upon atmospheric circulation process |
| WO1997002736A1 (en) * | 1995-07-13 | 1997-01-30 | G.W.P. Limited | Method of protecting against tropical cyclones |
| RU2144760C1 (en) * | 1996-06-03 | 2000-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Мультиком-Холдинг" | Method and electrode for ionizing atmospheric air |
| RU2233578C2 (en) * | 2003-07-16 | 2004-08-10 | Протопопов Вадим Анатольевич | Anti-cyclonic circulation disturbance method and apparatus |
| RU2321870C2 (en) * | 2006-05-04 | 2008-04-10 | Вадим Анатольевич Протопопов | Mode of weakening of cyclonic circulation and arrangement for its execution |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2655932C2 (en) * | 2015-09-08 | 2018-05-30 | Лев Александрович Похмельных | Apparatus for influence on atmosphere |
| RU2633775C1 (en) * | 2016-04-21 | 2017-10-18 | Алексей Алексеевич Палей | Method of exposure to atmosphere |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012100346A (en) | 2013-08-20 |
| WO2011005134A1 (en) | 2011-01-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Francis et al. | Intense rainfall events over the west coast of India | |
| Ziv et al. | A mid-winter, tropical extreme flood-producing storm in southern Israel: synoptic scale analysis | |
| Chan et al. | Dynamic and thermodynamic characteristics associated with the onset of the 1998 South China Sea summer monsoon | |
| Li et al. | The persistent heavy rainfall over southern China in June 2010: Evolution of synoptic systems and the effects of the Tibetan Plateau heating | |
| Bucha | Variations of the geomagnetic field, the climate and weather | |
| RU2514409C2 (en) | Method of converting thermal cyclone into front and device for its implementation | |
| JP2016522393A5 (en) | ||
| Kumar et al. | Lightning discharges, cosmic rays and climate | |
| US2903188A (en) | Control of tropical cyclone formation | |
| Veretenenko et al. | Solar proton events and evolution of cyclones in the North Atlantic | |
| Wangwongchai et al. | A case study on a strong tropical disturbance and record heavy rainfall in Hat Yai, Thailand during the winter monsoon | |
| Jiang et al. | Characteristics of the summertime boundary layer and atmospheric vertical structure over the Sichuan basin | |
| RU2233578C2 (en) | Anti-cyclonic circulation disturbance method and apparatus | |
| Takahashi | Observational study on the initial formation process of the Mei-yu frontal disturbance in the eastern foot of the Tibetan Plateau in middle-late June 1992 | |
| Guo et al. | Numerical simulation of 23 June 2016 Yancheng City EF4 tornadic supercell and analysis of lightning activity | |
| Zhang et al. | Initiation and evolution of long-lived eastward-propagating mesoscale convective systems over the second-step terrain along Yangtze-Huaihe River valley | |
| Yihui et al. | The variation of the heat sources in East China in the early summer of 1984 and their effects on the large-scale circulation in East Asia | |
| RU2321870C2 (en) | Mode of weakening of cyclonic circulation and arrangement for its execution | |
| Lian-Tong | Interdecadal variability in large and small warm pools in western Pacific and their association with rainfall anomalies | |
| Yin et al. | Lightning activity characteristics under complex topography in low latitude plateau of China. | |
| CN103766180B (en) | The method stoping Severe weather disaster | |
| Stan-Sion et al. | Mesocyclones in Romania–characteristics and environments | |
| Wu et al. | The nature of the thermal forcing of the Asian summer monsoon | |
| RU2264081C2 (en) | Method of artificial forming of clouds | |
| Aiqiu et al. | Analysis of Mesoscale Convective Complex during Madden Julian Oscillation Phase 4 (Case Study: Heavy rain in Cilacap on Sept 16-17, 2016) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150708 |