Ванна небесная: тушить лесные пожары поможет йодистое серебро
С помощью йодистого серебра можно не только разгонять облака, обеспечивая ясную погоду в День Победы, но и вызывать обильные осадки — например, над горящим участком леса. Многолетние испытания такого способа борьбы с лесными пожарами завершили специалисты Росгидромета и «Авиалесоохраны». Они выяснили, что в 70% случаев применения реагента на землю выпали осадки средней и высокой интенсивности. Сейчас методика полностью готова к применению. Вызывая искусственный дождь, можно вылить на горящий лес до 40 тыс. т воды, тогда как пожарные самолеты способны нести лишь одну тысячную часть этого объема. Такой способ тушения лесных пожаров особенно актуален для регионов Дальнего Востока.
Физика дождя
Механизм возникновения осадков заключается в естественном образовании ядер кристаллизации — небольших ледяных фрагментов, которые начинают расти за счет осаждения молекул водяного пара на их поверхности. Набрав необходимую массу, они устремляются к земле в виде снега или дождя.
По словам ученых, предлагаемый метод тушения пожаров основан на управлении этим природным процессом.
— После попадания йодистого серебра в облако его частицы превращаются во множество дополнительных ядер кристаллизации, которые искусственно запускают процесс образования интенсивных осадков, — рассказал завотделом физики облаков и активных воздействий Центральной аэрологической обсерватории Росгидромета Баграт Данелян. — На мой взгляд, это вещество можно назвать самым эффективным реагентом, поскольку оно наиболее точно повторяет структуру льда и является безопасным с точки зрения экологии в отличие от йодистого свинца, который пытались применять в середине прошлого века.
Из пушки по облакам
Для доставки действующего вещества в облако реагент помещают в специальные пиропатроны ПВ-26. Их запускают с самолетов, оснащенных подвесным оборудованием «Веер». Процесс похож на стрельбу из ракетницы — горящие снаряды летят, распространяя густой дым, содержащий йодистое серебро.
— Дальность дистанции, которую преодолевают пиропатроны, составляет 800 м. Запускаются они с борта самолета, летящего вокруг облака со скоростью около 400 км/ч, — рассказал заместитель начальника ФБУ «Авиалесоохрана» Николай Ковалев. — Интервал между выстрелами составляет около секунды, что позволяет отстреливать по одному заряду на каждые 100 м траектории.
Вес реагента занимает всего 8% от общей массы снаряда. 10–20 пиропатронов массой 32 г хватает для того, чтобы провести эффективное воздействие на облако объемом 25 кубокилометров. Стоимость одного снаряда составляет от 500 до 600 рублей, что несопоставимо с величиной потенциального ущерба, который может нанести лесной пожар.
По словам ученых, в качестве альтернативных вариантов тушения, применяемых для вызова осадков, также можно использовать сброс гранул твердой углекислоты («сухого льда») или разбрызгивание жидкого азота. Это приводит к созданию низкотемпературных зон в облаке, которые замораживают содержащийся в нем водяной пар и провоцируют начало дождя. Однако их использование не всегда удобно — реагенты надо хранить при низкой температуре и срок их годности невелик.
Не все одинаково дождливы
Несмотря на преимущества метода тушения пожаров с помощью йодистого серебра, его применение усложнено тем, что далеко не все облака реагируют на него.
— Для успешного воздействия серебра необходимо, чтобы облака соответствовали так называемым критериям пригодности. В случае использования конвективных (кучевообразных) облаков их верхняя граница должна находиться на высоте от 5 до 8 км от земли, а нижняя — не выше 2 км. Температура в этой области не может быть выше минус 8 градусов и ниже минус 30. При этом облака должны быть в стадии роста и содержать переохлажденную жидкокапельную воду. Отдельные требования у нас есть и к слоистым облакам, — пояснил Баграт Данелян. — Эти параметры были определены нами в течение долгих лет экспериментов, проходивших на нескольких полигонах в различных климатических зонах. В советское время мы проводили их в Пензенской области, Молдавии, Средней Азии и на Кубе.
Для определения первоначальных параметров облаков и характера их перемещения ученые используют наземные радары. Затем за обстановкой следят уже бортовые системы самолета, оборудованные специальной измерительной аппаратурой (приборы определяют температуру объекта, содержание в нем воды и параметры ветра), а также спутниковые системы слежения за погодными явлениями. После получения данных информация загружается в метеорологические модели, прогнозирующие параметры облачности, которые будут характерны для зоны над пожаром в момент расчетного прибытия самолета.
Такая подготовка имеет смысл: с помощью вызова искусственных осадков можно вылить на горящий лес до 40 тыс. т воды, тогда как большие пожарные самолеты способны нести лишь одну тысячную часть этого объема.
Некоторые специалисты скептически относятся к таким разработкам.
— Возгорание леса может произойти практически в любых условиях, однако для его развития в полноценный пожар чаще всего необходим долгий период жаркой и засушливой погоды. Так какие же дождевые облака возможны в таких условиях? — интересуется заведующий лабораторией инновационных технологий в лесном комплексе Сыктывкарского лесного института Александр Трифонов. — Исключение могут составить регионы Дальнего Востока, которые отличаются влажным климатом.
Впрочем, метод можно эффективно использовать для профилактики возгораний, заранее увлажняя те территории, на которых наиболее вероятно возникновение пожаров в жаркую погоду.
Земля–воздух–ливень
Сейчас в России есть всего два самолета, оборудованные системами искусственного вызывания осадков — специальный борт «Авиалесоохраны» Ан-26 «Циклон» (имеет 384 ствола для запуска пиропатронов) и летающая лаборатория Росгидромета, созданная на базе Як-42. Она способна запустить 1024 снаряда с йодистым серебром за один полет. Безусловно, этих средств недостаточно для охвата всей территории страны. По оценке специалистов, для этой цели будет необходимо оснастить специальным оборудованием еще как минимум восемь бортов. Причем использовать желательно самолеты с большой максимальной высотой полета, до 8 км, и высокой крейсерской скоростью, обеспечивающей лучшую оперативность воздействия, уточнил Николай Ковалев.
Впрочем, доставить реагент в облака можно не только с помощью самолетов. В частности, для этих целей были созданы специальные стартовые комплексы для запуска ракет «Алазань» и «АС». Сейчас они используются для воздействия на градовые облака, способные нанести ущерб сельскохозяйственным полям на юге России — в Краснодарском и Ставропольском краях, Крыму.
Как рассказали в «Авиалесоохране», в период с 2017 по 2018 год было проведено 274 воздействия на облака над 202 лесными пожарами общей площадью более 700 га (на территории Красноярского края, Республики Саха (Якутия), Иркутской области, Забайкальского края и Республики Бурятия). При этом в 70% случаев на землю выпали осадки средней и высокой интенсивности, что подтверждает целесообразность дальнейшего использования нового метода борьбы с огнем.
