Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Физические характеристики града и механизмы его образования

ВАК РФ 11.00.09, Метеорология, климатология, агрометеорология

Автореферат диссертации по теме "Физические характеристики града и механизмы его образования"

РОССИЙСКИ'*

.библиотек*

по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды Мшгютерства экологии и природных ресурсов РФ

Ордена Трудового Красного Знамени Главная геофизическая обсерватория им. АЛ.Воейкова

На правах рукописи

ТЯ1С0В Мухамед Индрисович УДК 531.501.7+551.507+551.508.+551.576+551.578,7

® 3114 ЕС КИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРАДА И МЕХАНИЗМ ЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

11.00.09 - метеорология, климатология, агрометеорология

Автореферат

диссертации не соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Са нкт-Петербург 1992 р.

Работа выполнена в Высокогорном геофизическом институте

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор Ы.В.Буйков

доктор физико-математических наук, профессор Л.Т.Матвеев

доктор физико-математических наук, профессор В.Г.Морачевский

Ведущая организация - Институт экспериментальной метеорологии НПО "Тайфун"

Защита состоится 1992 г. в Ю час

на заседании специализированного Совета Д 024.06.01 при Глагной геофизической обсерватории им. А.И.Воейкова.

0?зыеы в двух экз., заверенные печатью, просим направлять по адресу: 194018, Санкт-Петербург, ул.Карбышева, д. 7.

Автореферат разослан «/£ ¿¿Ю/(Я1992г

Ученый секретарь специализированного Совета доктор географических наук, профессор

Н.В.Кобышева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы Интерес к проблеме града обусловлен не только тем, что это загадочное явление природы, а и значительным материальным ущербом, наносимым градобитиями сельскохозяйственным растениям, животным, постройкам. Ежегодный ущерб только в США, по сведениям ВМО, превшает 2 миллиарда долларов. В нашей стране .наряду с общим успехом противогрэдоных работ на защищаемой территории, отмечаются градобития,особенно в случае прохождения мощных градоьых процессов. Вероятно, это связано с тем, что до сих пор многое о граде основано на интуиции и умозрительных заключениях, не подтвержденных в должной степени измерениями и расчетами Недостаточность наших познаний о процессах градообразованля связана с тем, что проведение прямых измерений внутри градовых облаков сопряжено с опасностью для жизни исследователя, большими техническими и организационными трудностями. В этой связи, получили развитие методы, в которых с целью восстановления картины процессор градообразования приходится решать обратную задачу, заключающуюся в расшифровке внутреннего строения выпавших градин с использованием лабораторного моделирования. При этом основным источником информации о микрофизических характеристиках являются тонкие срезы градин. Вопрос о том, каким образом образуются зародыши градз, остается центральным в изучении механизма его образования, ст которого зависят применяемые способы воздействия. Задача исследований заключается в выявлении того, какой из известных механизмов осадкообразования - через ледякута фззу или пут°м слияния облачных капель - является ответственным за формирование зародьией града. Кроме того отсутствие градомеркых устройств и специальных сетевых измерений града оставляет вопрос об оценке эффективности воздействия в определенней степени открыым.

Работа выполнена в Высокогорном геофизическом института в соответствии с планам' НИР и ОКР Госкомгидрокса СССР и ГШ!Т в рамках следующих тем: ' .'

1У.276.И. Программа ГКНТ 0.74.02.07.Н6; 1У.255.03. Срогпгч-ма ГКНТ 0.74.10.01.02.Н2; 1У.256.10. Лрогрэм-'а ГКНТ 0.74.10.01. 02.Н2; У.38г. 17(1984 г.); 1У.25.13: lli.22.03. Программ,-, ПС11Т ЬТЛ 0.74.03.04.04.ОЗН; Ш. 18.01.02.02. Программа ТОТ НТИ 0.74.09.04. СХ.НХа; 18.02.02. Программа ГКНТ НТП 0.74.09.0';.01.И2. Тсмч 4 двухстороннего софрудничестга о НРБ П1.02.вУ.

По теме диссертации автором опубликовано 77 работ,.в том числе похищено II изобретений.

Цель работы. Целью работы является экспериментальное исследование механизма образования града на основании комплексного изучения его природы и физических характеристик при зарождении, росте и выпадении.

Для достижения этой цели поставлены и решены следующие задачи:

- разработана аппаратура и методика лабораторного моделирования за-' рождения, роста и выпадения града, аппаратура и методика наземных измерения града, аппаратура самолетных измерений микрофизических характеристик конвективных облаков, оценены погрешности измерений;

- проведено окспериментальное и численное моделирование зарождения, роста и выпадения града, исследована физическая природа градовых частиц и условия их образования;

- изучены спектральные и энергетические характеристики градобитий при естественном развитии и активном воздействии, оценено влияние активного воздействия на ражим градовых осадков.

Метод исследования. Для решения поставленных задач были применены следующие методы исследований:

- метод конструирования научной аппаратуры для лабораторного и натурного исследования;

- метод лабораторного моделирования облачных условий формирования физических характеристик града;

- метод тонких срезов (шлифов) для исследования физической природы градин;

- масс-спектрометрический метод определения элементного и изотопного состава града;

- электронно-микроскопический метод исследования состава и аэрозольной структуры градовых частиц;

- метод оптимальной интерполяции для объективного анализа полей градовых осадков;

- метод численного моделирования траекторий движения и роста градин в облаках;

- самолетные исследования начальной стадии градовых облаков;

- статистические методы для "восстановления" микроструктуры града в облаке и обработки данных измерении;

метод сетевых измерений при использовании специальной грэдомер-ной сети.

Экспериментальной основой работы послужили исследования более 700 спектров размеров града, более 6.10^ тонких срезов градин,

более 300 мощнокучевых облаков и более 100 градовых процессов, в течение 20 лет'с 1971 по 1990 годы. Решение поставленной задачи позволило получить совокупность научных результатов, содержащих • новые достижения в развитии перспективного направления в физике облаков, имеющих народнохозяйственную направленность.

Достоверность результатов диссертации обеспечивается тем, что разработанные и использованные в работе средства измерения и индикации пйверены, отградуированы и откалиброваны при помощи эталонных и стандартных средств измерений в соответствии с существующими положениями. Применены апробированные физические, математические и статистические методы исследований, обработки, анализа и обобщения данных. Достоверность результатов подтверждена сопоставлением значений физических параметров, полученных различными методами.

Научная новизна работы состоит в том, что разработаны новые представления о механизме образования града, которые основаны на комплексном, совокупном исследовании физических характеристик и в состоянии объяснить имеющиеся сведения о градовых частицах.Суть представлений состоит в том, что в процессах градообразования участвуют оба известны* механизма осадкообразования (через ледяную фазу и теплый дождь). Причем, степень участия каждого из них обусловлена конкретными параметрами градовых облаков. В работе впервые получены следующие результаты:'

- разработаны способы и устройства для исследования вопросов тепломассообмена при охлаждении, замерзании, росте, испарении и таянии частиц гидрометеоров, находящихся в свободном парении, защищен!! несколькими авторскими свидетельствами;

- разработан автоматический градосборник, защищен авторским свидетельством;

- разработан сетевой нэземный индикатор характеристик града -СШГ-градорегистратор, защищен авторским свидетельством;

- разработана аппаратура для исследования образования ледчнмх кристаллов, защищена авторским свидетачьством;

- исследованы льдообразукглие свойства яэрозолыгпс осадков градин, пузырьковая, кристаллическая и аэрозольная структугп, элемент::,

и изотопный состав града;

- разработана бортолэя плларат.ура .на самолет -.«опптот для исследования ала^ностикх х-чрахтрр:'ст;'к ••очно;"."?*?:;-/ об.г."^., задарена авторски»! «эиг.етадьсгйом;

- получена ^оп^улч.для гол "ого ■7<!~1"'

- б -

- получена формула, связывающая среднеарифметический диаметр воздушных включений в замерзших каплях с те[Я1ературой их замерзания;

- получены обобщающие формулы для тепломассообмена при зарождении, росте и таянии града;

- установлена природа зародышей града, их пространственно-временное распределение при выиадении града и температурные уровни их формирования;

- создана крутшейиая в практике подобных исследований градомерная сеть, которая позволила получить уникальные данные о микрофизических, спектральных и энергетических характеристиках града при естественном развитии процессов и искусственном воздействия;

- с помощью разработанного статистического метода количественно обоснован Еыбор аналитических выражений для функции распределения градин по размерам в виде логнормального закона, "восстановлены" микроструктурные характеристики града в облаках с учетом таяния;

- на основании объективного анализа полей кинетической энергии, массы, концентрации и максимального диаметра града показаны определенные соответствия между этими характеристиками;

выявлена зависимость интегральной величины кинетической энергии града, выпадающего на единицу площади от глобальной площади супер-ячейковых градовых процессов;

- установлена зависимость повреждаемости сельскохозяйственных культур от кинетической энергии града, выпадающего на единицу площади;

- выявлена роль известных механизмов осадкообразования в механизме образования зародышей града различных типов;

- установлен диапазон изменения основных термоданамичесмж параметров атмосферы, определяющих оптимальные условия формирования заро-дьпцей града различных типов, различных механизмов градообразозания.

Практическая ценность работы. В работе представлен комплекс лабораторных и натурных исследований физических характеристик гра-дг. Основной ценность» работы является совокупное исследование условий зарождения, роста и таяния града в облаках с помощью самоле-гоБ-лабораторчй, лабораторного моделирования и анализа и специальной градочерной сети, оборудованной приборами, разработанными автором.

Рззуяьтаты, полученные в работе, могут послужить физической основой дня построения полной теории градообразования.. Изложенные в диссептгции предстралония о механизме образования града обуславливают новые подходы к репениы многих задач активного воздействия ий грядовые процессы. Ряд результатов, полученных ь работе, а так-.".п; 1 у'лгурп внедрены 2 тракт"чу научны:: исследований многих нвуч-

них учреждений, занимающихся проблемой града я стране и за рубежом; результаты исследований физической природы зародьгаей града, льдо-образущих свойств аэрозольных осадков и изотопного состава градин, данные о спектралымх и энергетических характеристиках, зависимости повреждаемости сельскохозяйственных растения от физических характеристик града использовались в рамках ме'^уу/народного научно-технического сотрудничества в научных исследованиях в Институте гидрометеорологии Болгарской АН и в Метеорологическом институте Венгрии; пространственно-временные распределения градовых осадков и их физические характеристики, а также основные закономерности зарождения и роста града внедрены в научных исследованиях в Институте геофизики АН республики Грузия; способ исследования тепломассообмена при образовании градин в газовых потоках и устройство для его осуществления, устройство для исследования фазовых превращений капель жидкости в газовом потоке, а такте обобщающе зависимости, позволяющие определить время -полного затвердевания капель воды и коэффициенты тепло- и массоотдачи затвердев'лих частиц, получили применение в научных исследованиях а технологическом институте холодильной промышленности (г.Санкт-Петербург); результата исследований по созданию автоматических градосборников использованы в ГСКВ ТОП (г.Санкт-Петербург) при проведении ОКР "Крупа-К" в разработке и изготовлении опытных образцов автоматических градосборников с охлаждением; результаты исследования по создании сетевого' наземного индикатора характеристик града использованы при изготоалении опытной партии сетевых наземных иедикаторов града-СНИГ-градорегистратор в ЭИМ ГГИ (г.Санкт-Петербург); автоматические градосборники и градо-регистраторы внедрены на градомерной сети комплексного градового эксперимента ВГИ и ВС Северного Кавказа; бортовая аппаратура самолета метеолаборатории "Ш-АО" и результаты самолетних исследования микроструктуры мок(Нокучевых облаков внедрены з научных исследованиях а ВГИ при проведении работ по искусственному увеличению осадков п Ставропольском крае.

На защиту выносятся следующие основные положения диссерт;знойной работы:

- методы и устройства лабораторного модатиропиня условий за поведения, роста и таяния грлця;

- методы и устройства для наземнкх измерений физических хаглктернс-тик града при помог,и специальной гра.до!!ерно1 сети;

- результату кееяечопяняя физической природ*: гггло:«Я' час":-:- условий их о1рпэопатг !п ос.мооа:1:::: '.:асл9-'\о?.'-:г.':: , пуянрысо*?с:: ••.г""": ....., г-

тава градин;

- метод "восстановления" микроструктурных характеристик града в облаке с учетом таяния, выбор аналитических выражений для спектров размеров градин;

- зависимость средних характеристик спектра размеров воздушных включений в крупных замерзших каплях от температуры их замерзания;

- обобщающие зависимости, определяющие интенсивность и продолжительность процессов теплообмена при охлаждении и замерзании дождевых капель, росте и таянии града;

- данные о микрофизических, спектральных и энергетических характеристиках града при естественном развитии процессов и активном воздействии;

- зависимости повреждаемости сельскохозяйственных культур от интегральной кинетической энергии града;

- новые представления о механизме образования града. 4

Личный вклад автора. Автор участвовал в организации и проведении научно-исследовательских экспедиций на пике Терскол в 19721975 г.г., на Краснодарском научно-исследовательском полигоне ВГИ в 1975-1976 г.г., Кызбурунском научно-исследовательском полигоне ВГИ 1983-1990 г. г. С 1987 по 1990 г. г. автор являлся зам. научного руководителя комплексного градового эксперимента, где обеспечивал все измерения града и непосредственно участвовал в наземных и самолетных измерениях микроструктурных и микрофизических характеристик конвективных облаков и осадков.

В диссертацию воили результаты исследований, полученные айто-- ром лично или под его научным руководством за весь указанный период. Автором лично проведен анализ и интерпретация всех результатов, вошедших в диссертационную работу, получены физические выводы и дано их обоснование.

Апробация работы. Основное содержание работы докладывалось на семинарах и сессиях ученого Совета ВГИ, на проблемных Советах Госкомгидромета, Всесоюзном семинаре по физике образования градовых процессов и активным воздействиям на них (Нальчик, 1983,19В5, 1987 и 1989 г.г.), Всесоюзном семинаре по льдообразующим ядрам (Киев, 1980 г.), Всесоюзной конференции по физике облаков и активным воздействиям на них (Нальчик, 1979 г.), Всесоюзной конференции по активным воздействиям на гидрометеорологические процессы (Киев, 1937 г., Нальчик, 1991 г.), на 1У Всесоюзной конференции по аэрозолям (Ереван, 1982 г.), Всесоюзной научно-практической конферен-"¡'¡нтензификшшя и применение искусственного холода" (Санкт-

Петербург, 1986 г.), на Ш Всесоюзном симпозиуме по .Математическому моделированию атмосферной конвекции и искусственных воздействий на конвективные облака'(Нальчик, 1990 г.), на Международных совещаниях экспертов ВМО по проблеме града (Нальчик, 1979, 1984 г.г.) на Минском международном форуме по тепло- и массообмену (Минск, 1988г.), на Международном симпозиуме по взаимосвязи региональных и глобальных процессов в атмосфере и гидросфере (Тбилиси, 1988 г.), на Международных конференциях по физике облаков (Боулдер, США, .1976 г., Таллин, СССР, 1981г., Бад-Гомбург, ФРГ, 1988 г.), на У Международной научной конференции ВМО по воздействию на погоду и прикладной физике облаков (Пекин, КНР, 1989 г.).

Структура и объем диссертации Диссертация состоит из введения, семи глав и заключения. Общий объем работы 378 страниц, содержит Ю5 рис., 52 табл. Список литературы содержит 354 наименования.

Краткое содержание работы

Работа явилась результатом экспериментальных исследований и теоретических расчетов, выполненных автором в соответствии с планами НИР и ОКР Высокогорного геофизического института. В работе сочетаются лабораторные эксперименты, натурные исследования с применением летающих лабораторий и специальных наземных сетевых изменений града, а также численное моделирование роста града, образующегося на зародышах различных типов.

В первой главе излагаются общие сведения об отдельных физических характеристиках града и механизме его образования. Особое внимание уделяется микрофкзическим аспектам осадкообразования и, в частности, микрофизическим соответствиям при зарождении и росте града, представляющим интерес для проблемы вызывания осадков и предотвращения града. Детально описаны различные виды твердых конвективных осадков, которые систематизируются в соответствии с кристаллической структурой и пузырьковым строением, уточняются их определения. Определяется перечень физических характеристик града и методов их исследований, при помощи которых наиболее полно мо»но судить об условиях возникновения собственно самих градин. Описаны различные аспекты формирования града через ледяную фазу. Сравниваются скорости роста различных зародшей града. Дается критг.ческий анализ исследований "/кроструктурн града, вопросов тепломассообмена и аэродинамики гр'т.олцу частиц. Кратко и кст'г/.чесчи оп/сп: •Г'.тс?, модели облаков, ня осмоле которых по ияотопт:»/ '/.с/сгения'.« vorw

быть определены траектории движения градин в облаке. Излагаются методы \\ результаты сетевых измерений спектральных и энергетических характеристик в известных зарубежных проектах изучения града» Дается критический анализ состояния исследований физической природы зародил ей града, условий образования. Делаются выводы о тоМ( что для исследования механизма образования града на основе изучения его физических характеристик необходимы целенаправленные лабораторные эксперименты, разработка специальной научной аппаратуры, грпдонерных устройств, многолетние измерения при помощи градомер-ных сетей с целью пространственно-временного разрешения микрофизических, микроструктурных, спектральных и энергетических характеристик града.

Ьтотучя глава посвящена описанию аппаратуры лабораторного моделирования зарождения, роста и выпадения града, ошибкам измерений. Представлен комплекс аэродинамических установок.

Вертикальная аэродинамическая труба закрытого типа была установлена на "Пике Терскол" (высота 3000 м.н.у.м.). Рабочая часть трубы изготовлена из органического стекла, прозрачность стенок позволяла следить за процессами, происходящими внутри трубы. Диаметр рабочей части 30 см. В рабочей части трубы можно одновременно подвешивать частицы искусственной крупы диаметром 1»3 мм. На искусственных зародышах града далее моделировался переход заро-ди:а в градину при различных контролируемых условиях.

Для исследования влияния температуры и давления на процессы кристаллизации крупных капель воды специально была сконструирована термобарокамера с аэродинамической трубой замкнутого цикла на- основе реконструкции промышленной термокамеры "Синтез". При каждом значении температуры замораживалось от 14 до 40 капель. Давление было фиксированным -720, 500 и 300 мм рт.ст.

Для экспериментального исследования процессов тепло- и массо-переиосп при охлаждении и затвердевании капать воды, свободно витающих в потоке воздуха, охлаждении затвердевших частиц, их дальнейшем росте и таянии была создана аэродинамическая труба открытого типа с термокамерой. Охлажденный воздух через электронагреватель, камеру стабилизации, фильтр, насадку подается в рабочий участок. Здесь же, в рабочем участке, вводится водный аэрозоль. Расход воздуха регулируется числом оборотов двигателя. Компенсаторы служат для устранения колебаний и вибрации. Профилированная сетка перемещалась в положение, при котором эпырэ л окр. г г, ных скоростей потока образовывала параболоид вращения. Необходимые данные для

подвешивания капель (расход газа, в зависимости от размера капли, местоположение сетки) получались в процессе тарировочных испытаний всего устройства. Внутренние стенки рабочей трубки выполнены конусными. В экспериментах использовались две сменные рабочие трубки: одна с минимальным.диаметром 40 мм и максимальным 55 мм, вторая 50 мм и 60 мм - соответственно. Капли, диаметр которых 1*6 мм, могли находиться в свободно взвешенном состоянии в течение нескольких десятков минут.

При проведении экспериментов измерялась температура воздуха в месте нахождения капли, температура самой капли и ее размер,скорость потока. Подготовка тонких срезов градин производилась в холодной комнате (КХН-2-6СМ объем около 8 м3, температурой -Ю°С)« Для приготовления-шлифов из центральной части градины при помочу нескольких параллельно натянутых нитей накала вырезалось несколько тонких пластов, толщина каждого - I мм.

. Обработка видеоизображения воздушных включений, кристаллов, нерастворимых аэрозольных частиц, находящихся на срезе градины, проводилась при помощи устройства "ТАИМ" - телевизионного автоматического измерителя кикрообъектов. Набор программ позволял получать готовые гистограммы распределений по площадям и размерам,. Аэрозольные-осадки срезов градин получались помещением шлифа на металлический диск или мембранный фильтр, выпариванием под вакуумным колоколом в холодной комнате, минуя яидкую фазу. Аэрозольные осадки градин, с целью исследования льдообразующих свойств проявлялись при насыщении над водой в термодиффузионной камере "Град-3", разработанной в ВГИ.

Систематические исследования элементного состава аэрозольных частиц из градин могут выявить круг веществ, которые вовлечены в процессы градообразования и играют определенную роль. Лазерная масс-спектрометрия оказалась наиболее соответствующей поставленной задаче. В качестве подложки был подобран сверхчистый галлий (паспортная чистота 99,9999?,).'Использованный метод позволял определить наличие элементов вплоть до концентраций Ю"^г/г. Элементный анализ полного состава проводился на приборе ЭМАЛ-2 с лазерно-ионным источником. Определение серебра, как составной части кп..с-т&члизущего. реагента, осуществлялось с использованием прябогп М-1201Э, позволявшего определять сверхыалие количества сереет •» ■ аслоениях града с абсолютной чулстпич'епьност»/'.

боте был испольяоваи !.«зос-спе^тго'.-етрииескиГ1 '-тетод п'-гер';••-,*; к*.-

определения изотопного соетчг* ггупич п г.

грации молекул ВДО в малых ~'(2 мм3) пробах воды, разработан-•I? в лаборатории прикладной ядерной физики Тбилисского госунивер-•■•;тета по техническому заданию ВГИ,- Изотопный состав обычно выра-.ается в относительных единицах (Г отклонения тяжелых изотопов в образце относительно стандарта ó= . Поскольку давление на-

сыщенных паров УЛй и Нг 0 ниже, чем У"0, то при компенсации влаги з восходящем потоке в облаке происходит фракционирование, ведущее к обогащению конденсата тяжелым! изотопами. При некоторых упрощающих предположениях содержание дейтерия в конденсате, за счет которого происходит рост отдельной градины, можно выразить как функцию высоты, Допуская, что содержание дейтерия в процессе его оседания на градину и после него не изменяется, по концентрации (Г в последовательных слоях можно судить об истории роста градины. В большинстве работ соотношение рассчитывается по простой адиабатической модели облака (AMO), основанной на двухфазной закрытой системе, в которой облачные капли (ковденсат) и водяной пар находятся в равновесии на любом уровне в облаке. Нами применялся ам-яульшй метод (вода градин,запаянная в стеклянный капилляр, вводилась в масс-спектрометр) восстановления воды на металлическом цинке.

Третья глава посвящена описанию аппаратуры и методики натурных измерений града на земле, погрешностям измерений. Одним из необходимых условиях комплексного исследования механизма образования града и инструментальной оценки эффекта активных воздействий (АВ) на градообразование является наличие корректных количественных измерений спектральных и энергетических характеристик градобитий. Для получения разрешенных во времени и пространстве проб градин нами был разработан автоматический градосборник в двух вариантах -с термостатом и охлаждаемым термостатом. Прибор позволяет определить начало выпадения града и его длительность, разделяет дождь и град, позволяет получать разрешенные по времени выпадения пробы града с длительностью I или 3 мин. по команде программного блока. Градосборник с охлаждаемым термостатом отличается тем, что работает в режиме ожидания, при котором температура термостата поддерживается равной 0°С. В начале выпадения града одновременно с включением в работу прибор переводится в активный режим. В течение 15 мин температура термостата форсированно доводится до -Ю°С, при которой разделенные по времени выпадения пробы града могут храниться в течение 2-х суток, до их изъятия наблюдателями. Автоматические градосборник.: позволяют исследовать в динамике микрофизические, спектральные к о;арготические характеристики градорих процессов. Однако

определение микроструктурных характеристик града при помощи градо-сборников является весьма трудоемким. С целью автоматизации получе ния спектральных и энергетических характеристик градобитий бш сода н сетевой наземный индикатор характеристик града CHIT - градоре-гистратор. Устройство содержит шесть цилицдр:ческих приемников, образующих приемную поверхность, площадью 0,1 м , Внутренняя полость каждого приемника заполнена жидкостью, в которой размещен пьезоке-рамический элемент. Данные о времени, числе, месяце и номере временного интервала, количестве ударов градин по каждому из 10 энергетических уровней (соответствующих типоразмерам градин от 0,5 до 5 см) выводятся при помощи пульта управления узлом индикации. Калибровка "СШГ" проводилась метанием искусственных градин.

"СШГ" различает, разделяет по времени и обеспечивает память количества выпадающего града. Количество временных интервалов разрешения - 16, длительность каждого интервата - 120 с. Автоматическое, включение в реким регистрации предусмотрено при выпадении более Ю градин на приемную поверхность в течение 30 с, а в режим хранения информации прибор переходит через 128 с после окончания выпадения града. Предусмотрена' блокировка стирания информации, "СШГ" позволяет автономно производить регистрацию пространственно-временных характеристик градобитий - при любой максимально возможной концентрации градин. Простота механической конструкции, высокая надежность и (шзкая себестоимость привели к току, что пассивный индикатор града (П1!Г) или градовая подутпка является самым распространенным устройством, применяющимся во всех экспериментах по измерению града на земле. Данные калибровки и теоретических оценок позволяют определять размер градин по отпечаткам на ПИГ с точностью ¿30^. Причем, ошибки в значительной степени определяются технологией изготовления ПИГ и калибровки. Нага использовались градовые подушки, изготавливаемые из печополнстероловой пластины толщиной 20 мм с пло:цадь?з поверхности 0,1 м*". С целью получения однородной, поверхности ПИГ к его верхней плоскости припекалась фольга толщиной 100¡«r< при температуре 250~300°С.

Калибровка осуществлялась при помощи металлических яарикоп. Статистически обеспеченными нччи считались выборки, в которнх '¡пело частиц JY >, ( , где г -критерий достоверности Стылдента,

G - среднеквадратечгсгое отклонение, л/1.,- допустимая погрешность определения средчеа'.к'^'етического диаметра гстг/н. сиериментал ь! юм **«гер:'.алр о спектрах рпг.г'вро'> гг-яс.ч около erm™ роз ока." ял ас ь стлткстгческк ."ет^еспечечно"'. (У"."".'.'.', утг.-^ т ;г" -

шкают из-за пересыщения подлояек отпечатками при кинетической энергии, превышающей ТОО Д-к.м" . Количество пересыщенных подушек составило около 2,4% от общего количества пораженных градом.

Автоматические градосборники, градорегистраторы и градовые подушки, установленные определенным образом, образуют градомерную сеть. Нам удалось создать крупнейшую в практике подобных исследований градомерную сеть с общей площадью 3,5*10 км , расположенную в предгорьях Центрального Кавказа, включавшую микросеть на площади 900 км . Шаг сети 3 км, шаг микросети -1,25 км. На сети было установлено более 600 градовых подушек, а в местах наиболее вероятного выпадения града 13 автоматических градосборников и 7 градорегистра-торов. Равномерно были расставлены около 40 плювиографов, измеряющих жидкие осадки. Сетью зарегистрировано более 70 выпадений града за 8 лет. Всего за 20 лет собраны и обработаны пробы из более 60 градовых процессов, 31 из них на градомерной сети. Анализ результатов теоретической оценки истинного числа градовых дорожек для градомерной сети в сравнении с измеренным числом градовых дорожек показало разницу не более одного градового процесса.

В четвертой главе описаны аппаратура и методика самолетных измерений микрофизических и динамических характеристик конвективных облаков. Самолетные измерения осуществлялись при помощи арендовавшегося самолета-лаборатории "ИЛ-18-Циклон" летного центра ЦА0, и самолета-лаборатории "ЯК-40", оборудованного в ВГИ, при участии автора специально для зондировки мощно-кучевых облаков. В бортовой измерительный комплекс "СМЛ-ЯК-40" входили специально разработанные приборы: заборник аэрозолей для химического анализа; заборник аэрозолей для исследования их льдообразующей активности; измеритель водности; измеритель влажности; оптический счетчик гидрометеоров. Сбор и обработка информации осуществлялась при помощи бортовой ЭВМ ДВК-3. Кроме того, "СМЛ-ЯК-40" был оборудован установкой АС0-2И для воздействия на облака пиропатронами ПЗ-26. Зондаровка проводилась в дни с градовым прогнозом. Анализировались характеристики кучевых облаков, из которых впоследствии выпадал град. Оба самолета вели измерения по единой методике.

Пятая глава посвящена описанию экспериментального моделирования процессов заро'кдения, роста и выпадения града. В различных аэродинамических установках исследовалась природа зародышей градин, ^ародипами градин называются однородные образования в центральной часта градин - центры роста диаметром от 0,5 мм и более. Эксперименты агпюдинамической трубе и изучение срезов естественных гра-

дин позволили по характерным структурным признакам ведалить три типа зародышей града: зародыш - крупная замерзшая капля; зародьга -крупа; смеианный зародыа. Было установлено, что кристаллическая и' пузырьковая структура обусловливаются параметрами среды. В частности, зависимость между среднеарифметическим диаметром пузырьков воздуха и температурой замерзания зародьиевых капель имеет вид

Т„-2 " . (I)

где Тт -температура среды в (°С). Распределение пузырьков по размерам описывается логнормальным законом. Влияние изменения давления в пределах облака на размер пузырьков незначимо.

Экспериментальные исследования процессов тепло- и мяссопервно-са при кристаллизации свободно витающих капель воды позволил:! определить общий (с учетом испарения) суммарный коэффициент переноса теплоты:

* 0,0175 (ТЙА-Т„)] {2)

Для определения Л. рекомендуется использовать известное уравнение Подобия Ранца, Маршала Ли «2+0,54 7?е где Ли -число Нуссельта, Ее -число Рейнольдса, Ти -температура смоченного термометра, Тпл-температура фазового перехода. Значения коэффициентов массо-отдачи мо^но получить на основании аналогии меяду процессами тепло-и массообмена.

Эксперименты в аэродинамической трубе позволили определить

полное время затвердевания капель в безразмерной ферме:

' (3)

где То « -критерий ¿'урье,В£ = -^р- -критерий Б^о, ~

* -критерий Стефана, Ь„л-теплота затвердевания, Сл -мас-

совая теплоемкость льда/1 <- ) -комплекс, учитывающий переох-лэтдение капли перед затвердеванием, Сж -теплоемкость воды, ;\Т>—(Т*-Т„,), Т, -температура переохлаждения воды, Т0 -полное вре-затвердевания.

При обобщении экспериментов уравнением (3) максимальное отклонение не превышало 10%, а среднее -составляло 2,2%. Для определения Та в обычной размерной форме уравнение (3) можно записать как

В экспериментах по моделированию роста градин при постоянных температурах', и их движении с температурных уровней -18°С, -12°С

п -6°С до нулевой изотермы, измерялись: теотература" воздуха, время, вес гряди™, влажность и водность, скорость потока, спектр размеров водного аэрозоля. Экспериментальные точки в выпрямляющих координатах вполне удовлетворительно аппроксимируются ломанной лини-

А& пт° . гТ*

ы "е ^ (5)

где ¿6-прирост веса градины, <30-начальный вес градины,-безразмерная температура, О. =4,81+6,13, £ =2,56+13,88, тп„ »2,11. £п Р„изменяется от £пТ^ =-0, 1ч-1,15 до &1То=~1,15+1,55. Следует заметить» что прпЙлтгЗ >8, что б, общем соответствует значониям температур выше -6°С, л значениях 1,15 наступает резкое изменение режима тепло- л .массопереноса из-за резкого 'увеличения количества переносимого тепла «, как следствие, увеличения длительности процесса. По-видимому, формула (5) позволит дать удовлетворительное объяснение причинам появления хпдкой пленки на поверхности'градины, т.е. мокрому режиму роста.

Опытные точки по таянию градин размером от I до 2,5 см удовлетворительно обобщаются ломаной линией, имеющей уравнение

А,-а, ♦в, В, (б)

здесь 71=0,54+166. при К6.4 3, а при С - 3; п =1, А =0,0596-в'"***, <р -з долях, п =0,53, Сж -масса пленки эоды, полученной яри плаапенпи за заданный промежуток времен/. В меняется от В =-2,8+ -0,41 до В =-0,41+1,74, О, =0,9+0,82, £,=0,3+0,10 Обобщение данных по теплообмену при затвердевании дождевых капать, росте и таянии града позволили получить уравнения подобия для числа Ли по каждому явлению. Образующаяся пленка сосредотачивается в сечении, расположенном несколько выше экваториального. Сравнение с иззестными экспериментальным;! работами по таянию града показало, что полученные иамл данные оказались в лутаегл согласии с теоретическими формулами Гейвацдова-Млз'лна, хотя разница и достигает 15-30^, 3 шестой глазе представлены результаты исследований физической природы зародышей града и условий их образования. По результатам обработки срезов градин из 62 градовых процессов, имевших место с 1972 по 1990 г.г., общее соотношение типов зародышей крупа -замерзшая капля достигает значений 68:32+65:35. Выборки про'") грядки из суперячейковых процессап характеризуется близки« содерка!«-ем капельные и крупян1« зародимец, в однеячейковчх процесса замечено значительное преш?в!гие одного или другого ?;;па зпрэ/;;:::е?, в зависимости от сезона. В оеенне-взеечж'.е мссяц'-! загог;:;': ¡п*?зп преимущестп.зннз ¡;;ор":',руч,1Сй за счет мех а ¡и Нериэгогч-''•ш»а,

а в летние месяцы существенно возрастает роль механизма теплого до*-дя. Проведенный впервые сопоставительный анализ физической природы со спектральными и энергетическими характеристика«! града показал,' что максимальные относительные количества капельных зародышей внутри отдельных градовых процессов соответствуют правому краю градовой дорожки, а по времени - стадии максимального развития параметров градового процесса. Эти те,пространстзекно-времен.'гые характеристики совпадают с максимальными значениями поверхностной плотности кинетической энергий града.гПричем, з'градовых процессах с. кинетической энергией менее 50 Дч>м~,' соответствующих весенне-осеннп.м месяцам сезона, основную роль играет .механизм Бержерона-йящрйзот, я в градовых облаках с кинетической энергией более 50 Дг.м"*" роль механизма теплого дождя в градообразойанки существенно возрастает. Капельные зародьии характеризуются более широким спектром размеров аэрозольных частиц, совмещающих более высокий порог льдообрязовзшя и льдо-образующую активность по сравнению с аэрозольными осадкам* из крупяных зародыяей. Анализ пузырьковой'структур« капельных зародышей града показал, что около 70^ от их общего числа образуются в интервале облачных температур от -6 до -12°С. Капельные и крупяные зародыши имеют различный элементный состав. Содержание натрия и хлора в капельных зародьиах достигает 2,4*10"® и 1,7*10 г соответственно, а в крупяных - на один, два порядка меньше. Соотношение ме*ду хлором и натрием в капельных зародьиах соответствует дождям, в крупяных зародьиах это соотношение нарупено. Такие тяжелые элементы как яелезо, цинк, преимущественно связанные с гигантскими и сверхгигантскими частицами капельных зародьаей, в крупяных зародышах практически не содержатся. Определение серебра в градинах из процессов, подверженных воздействию по новой технологии, показало накопление частиц реагента в ледяных наслоениях и крупяных зародьиах. 3 капельных зародышах частицы реагента не были обнаружены. Последнее монет быть связано с тем, что новая технология не учитывает роли механизма теплого доядя в градообразовании.

Самолетные измерения начальной стадии кучево-доидевых облаков, из которых впоследствии выпадал град,показали, что спектр размеров крупных облачных капель удовлетворительно аппроксимируется зависимостью Л ( Я )=■ Л, ( ), где Д -концентрация (м-3) капель радиусом Я,= 100 мкм, Яттг радиус наибольших частиц в спектре разметов. Для облаков Сисотд «С "2,5* 3,0. Концентрация таких капель, измеренная той 'ке аппаратурой, более, чем на порядок псеаосходнт аналогичную характеристику этого типа

облаков Европейской территории России. Кроме того", в июле-августе над градомерной сетью было замечено выпадение осадков по типу теплого дождя. Измерения изотопного состава водорода ледяных наслоений и зародышей града показали, что капельные зародыши формируются при более высокой температуре по сравнению с крупяными зародышами и слоями сухого роста. Капельные зародыш формируются на восходящей траектории, а крупяные - на нисходящей. Численное моделирование роста и траекторий движения градин, образованных на зародышах различных типов в облаках на основе струйной модели, показали,что капельные зародыши образуют градины, выпадающие из облака по самым коротким траекториям вблизи основного восходящего потока. Последнее обстоятельство может позволить при АВ повысить траектории градин, образующихся на капельных зародышах с целью создания так называемой "благоприятной" конкуренции за облачную воду.

На основании расчета индексов информации показано, что вероятность образования града на крупе увеличивается по мере роста температуры на уровне максимальных скоростей в соответствии со следующим эмпирическим выражением:

Пл' еаср 0,058$ (7)

Аналогичная зависимость установлена для вероятности образования града на замерзших каплях и абсолютной разностью температур не верхней границе повышенной отражаемости зоны и уровне максимальных скоростей

- /,¿9 схр (- 0,0Е>йЬ ) (8)

Получено уравнение регрессии, связывающее максимальное относительное число капельных зародышей с высотой уровня максимальных скоростей и величиной максимальной скорости

Седьмая глава посвящена описанию спектральных и энергетических характеристик градобитий.

При подборе аналитического выражения для аппроксимации спектра размеров градин использовался критерий Пирсона X при 20?. уровне значимости. Анализ.экспериментального материала, полученного по наземным измерениям, показал, что при кинетической энергии града более 500 спектры размеров аппроксимируются только логнор-

мальным законом, гамма-распределение в этих случаях не применимо. Для определения спектров размеров града в облаке бш разработан и апробирован статистический метод. Суть метода состоит р нпхогдении математического В1:р-т-екия на основе сптиг.::-•чп/от-тх критеп'.'.ев к определении параметров распределения для конкретных пк.^"ог:".ч?1'",-1ль-

ных данных, измеренных на земле и с учетом таяния "восстановлошгых" в облаке. Показано, что функция распределения градин по размерам а облаке должна удовлетворять условию минимизации

I ¡/"¿(в,?)с!Я - /{'КР)сИ>'\< £ , (10)

• 44 X X

где { (сз. , Р ) -функция распределения градин по размерам на земле, ^' ( о' , Р' ) -Функция распределения градин по размерам в облако, -27, , Ци< -интервалышв диаметры градин на земле, , Д(1,-соответствующие им диаметры градин в облаке. За в&пичину £ принимались конкретные значения X . Условие минимизации (10) будет выполняться, если будет выполняться система уравнений

В качество функций распределения градин в облаке истгтивались гамма-распределения и логнормальний закон и определялись параметры этих распределений. Логнормальний закон с большей степенью адекватности аппроксимирует распределения градин по размерам в облаке при наиболее вероятных значениях'параметра б{ «0,3*0,4. Доля градин в спектре размеров, полностью тающих при падении в теплой части атмосферы, составляет от 2 до 60^.

Для объективного анализа полей градовых осадков был использован метод оптимальной интерполяции, разработанный Л.С.Гандйю.'м и др. в начале шестидесятых годов в ГГО. Учитывалось влияю!в пяти бли»:зй:иих к узлу пораженных градовых подушек. Характерам является выпадение наиболее крупных градин на правом по движению процесса крап градовой дорожки, расположения эпицентров максимальных значений кинетической энергии и массы выпадающего града практически совпадают. Были обнаружены соответствия мест максимальных концентраций и размеров выпадающего града. На градовой дорожке могут быть несколько эпицентров максимального количества и максимального размера, которые обуславливаются тем, что, во-первых, скорость градо-обраяования может существенно флуктуировать, во-вторых, это зависит от эффективности, с которой различные механизмы образования зародышей града подгоняют размер и количество частиц под реализующуюся в виде градовых осадков воду. Град слабой, интенсивности оп-редапяется небольшим количеством мелких градин средней интенсивности, средним количестЕОм градин модальных размеров, высокой интенсивности - большим количеством более крупных градин. Последнее обстоятельство )/ояет создавать принципиальные трудности в возможное-

ти предотвращения сверхмощных градовых процессов.

В работе проведено исследование связи между спектральными и энергетическими характеристиками и повреждаемостью пшеницы и кукурузы. Показано, что лучшая корреляция наблюдается между повречщае-мостью и кинетической энергией града, получены эмпирические выражения.

Анализ точечных кинетических характеристик показал, что модальными значениями являются для максимального диаметра града 1820 мм, спеднекубического диаметра-10 мм, кинетической энергии -10 Дж-м~ , концентрации - 2*10^*3*10-'\ В 70% случаев выпадения град имеет кинетическую энергию менее 50 Дж-м~ и практически не приносит ущерба. Для суперячейковых градовых процессов обнаружена корреляция между максимальной точечной кинетической энергией и глобальной площадью выпадения ( Я =0,76), при этом, с увеличением общей площади градовой дорожки, увеличивается максимальная кинетическая энергия. Глобальные площади градобитий изменяются от 2,8'Ю^м^ до 1,2'Ю^м ; глобальная масса от 1,9*Ю5 до 4,1*10® кг; общее количество от 6*10 до 1,7*10 шт; глобальная кинетическая энергия от Ю7 до ЮПД*.

Сравнительный анализ наиболее градоопасных регионов мира показал, что кинетические характеристики градобитий Северного Кавказа наиболее близки к градобитиям Канады (прови!!ция Альберта), имеющим наибольшие значения этих характеристик, доля наиболее мощных характеристик в исследуемом регионе больше. Была проведена статистическая оценка влияния АВ на кинетические характеристики.градобитий, зарегистрированных при помощи градомерной сети, в дни с воздействием (41 процесс) и без воздействия (31 процесс} .Использовались различные непараметрические методы: рассчитывался Я -критерий, критерий Вандервардена, критерий Уилкоксона-Чанна-Уитни. Различия средних, максимальных и глобальных кинетических характеристик градобитий таких как масса, концентрация, размер и кинетическая энергия не являются значимыми на 0,05?$ уровне значимости. Иначе говоря, АВ не оказывает существенного влияния на речим градовых осадков. Для ответа на возможный вопрос как скоро могут быть достигнуты статистически значимые различия на том же 0,051 уровне, с совокупностями характеристик был проведен численный эксперимент. Наибольший отклик на АВ показало увеличение общего количества выпвцяющего града. Было проведено сравнение полученных дани-ос с аналогичными из международного эксперимента "ГроссТ>ерзух-1У". Изменения глобальных кинетических энергий градобитий в результате АН в "Гросе'<?ггух-1У"

более существенны, чем по нашим данным.

Таким образом, существующую технологию воздействия на град необходимо совершенствовать с учетом механизма образования града..

Основные вывода и рекомендации

1. Создана уникальная аппаратура и методика для лабораторного моделирования зарождения, роста и выпадения гр^да. Разработана,испытана и внедрена аппаратура для наземных измерений града, но имеющая себе аналогов. Создана специальная градомерчая сеть, крупнейшая в практике подобных исследований. Специально для измерений в кучевых облаках оснащен "СМЛ-ЯК^Ю", разработанной для этих целей аппаратурой.

2. Лабораторные эксперименты позволили получить критерии выделения зародышей града различных типов по пузыськовой и кристаллической структуре на основе генетических признаков. Исследования дисперсности воздушных включений в крупных замерз:жх каплях позволили установить эмпирическую зависимость между средним размером пузырьков и температурой заметаания. Получено уравнение подобия, позволяющее определить длительность времени затвердевания свободно витающих капель воды. Экспериментально определены значения суммарного коэффициента теплоотдачи. Моделирование процессов роста и таяния града позволили установить главные факторы, определяющие интенсивность и продолжительность изучаемых процессов, а также рекомендовать надежные расчетные формулы, установить значения критериев Лы для ледяных частиц с реальными формам).

3. Выдвинуты и экспериментально обоснованы новые представления о механизме образования града. Исследования физической природы градовых частиц и условий их образования показало, что, в общем, град наиболее часто образуется на частицах крупы, соотношение типов зародышей крупа:замерзшая капля 68:32+65:35. Анализ пузырьковой, кристаллической и аэрозольной структуры, элементного и изотопного состава зародышей и слоев градин показал, что капельные зародыши не являются вторичными от таяния крупы или мокрорастутцих гпадин, а являются следствием действия механизма теплого дождя. Проведенный впервые совместный анализ микрофизических, спектральных и энергетических характеристик града показал, что места выпадения наиболее крупного града совпадают с наибольшим содержанием капельных зародышей по времени и пространству. Полученный результат получил объяснене при помощи численного моделирования. В одногчейкоый градовых процессах в зависимости от сезона преобла-

дающую роль играет или механизм Боржерона-<£иццайзена, или механизм теплого дождя. В мультиячейковых процессах всогда преобладает роль механизма Берхерона-Фицдайзгна. В суперячейковых градовых процессах, по-видимому, успевают сработать оба механизма образования осадков. Восстановление кривой замерзания капельных зародышей по пузырьковой структуре показало, что около 70% их возникает в интервале температур -б* -12°С. Концентрация градин, образованных на каплях в облаке, изменяется от десятых долей до нескольких штук в м3 объема градового облака.

4. Самолотные измерения начальной стадии облаков, из которых выпадал град, подтверчздают существенную роль механизма теплого дождя в градообразовании.

5. При определении йодистого серебра в градинах из градобитий, подверженных АВ по новой технологии, обнаружено накопление реагента в ледяных наслоениях и крупяных зародышах при их отсутствии в капельных зародышах. По-видимому, это обусловлено тем, что новая технология не учитывает роли механизма теплого дождя в градообра-зовании. Измерения изотопного состава показали, что капельные зародыши формируются на восходящей траектории, а крупяные - на нисходящей. Получены эмпирические формулы, связывающие вероятность образования града йа зародышах определенного типа с аэросиноптическими и радиолокационными параметрам! градовых облаков.

6. Разработан и испытан статистический метод "восстановления" параметров распределения градин по размерам в виде логнормального закона и гамма-распределония на уровне нулезой изотермы с учетом таяния. Логнормальный закон существенно лучше аппроксимирует спектры размеров градин. При кинетической энергии града более 500 Дх.м"'" гамма-функция не применима.

• 7. Анализ точечных и глобальных спектральных и энергетических характеристик градобитий позволил установить, что в 70$ случаев градобитий град практически не наносит ущерба растениям. Эпицентры максимальных значений кинетических энергий сдвинуты к правому краю градовой дорожки. Места выпадения наиболее крупного града совпадают с местами выпадения наибольшего его количества . Максимальные кинетические характеристики градобитий соответствуют первому иди второму трехминутны!/ интервалам выпадения града. Чем больше площадь градовых дорожек в суперячейковых процессах, тем больле значения кинетической энергии града в точке.

8. Статистическая оценка возможного влияния 'АВ на реги.м градовых осадков показала, что отличия выборок кинетических хзректе-

ристик градобитий не значимы на уровне 0,05%. Отличия являются качественными и менее существенны, чем в известном эксперименте "ГроссферзухЛУ".

9. Полученные в работе экспериментальные данные о физических, характеристиках града и механизме образования мсгут служить осново!? для создания полной теории градообразоБания.

10. Существующая технология воздействия на град должна совершенствоваться с учетом механизма образования града. Следукдр'й этап в исследованиях (физики зарождения и роста града представляется :.'.ер-спективным в следующих направлениях:

а) исследование влияния электрического и магнитного полей на рост и таяние града;

б) разработка градоцождерегистраторов с целью оценки соотношений твердых и жидких конвективных осадков, а также устаноштения влияния АЗ на эти соотношения;

в) разработка облачного зонда, сбрасываемого с внешней подвески летательного аппарата с целью исследования микрофиэических и динамических характеристик кучеводождезых облаков;

г) локализация з градовом облаке зон образования зародышей града различных типов.

Основные публикации по теме диссертации:

1. Распределение по размерам и термодинамике роста градин б облаке со смешанной !лп:роструктурой//Тезисы докладов Международной конференции по активньгл воздействиям на метеорологические процессы.-Мслква.-1973.(соавторы В.Г.Хоргуани, Я.А.Экба).

2. Исследование зародышей естественных градин.-Обнинск: ВНИИГМИ-МЦЦ.-1974.-Вит.6(26).-С. 10-12 (ЭИ/ВНШГМИ-МВД),

3. О функции распределения градин по раэмерам//Изв.АН СССР.ФАО,-1974.-Т. 10, №4.-0.440-444 (соавтор Хоргуани В.Г.).

4. О природе зародышей градин//В кн."Тезисы докладов Международного научного совещания по теме № 3, утвержденной Ш (XI) конференцией

, директоров ГМС/МС социалистических стран. Крым.-1975.-34 с.

5. Исследование зародышей градин в аэродинамической трубе//Труды ЗГИ.-1975.-Вып.29.-С,122-129 (соавтор В.Г.Хоргуани).

6. Зародыши градин/УТруды НГИ.-1975.-Вып.32.-С.16-25 (соавторы В.Г.Хоргуани, Я.А.Экба).

7. О природе зародышей и концентрации градин в облаках.-ДАН СССР,-I976.-T.227, №5.-С.1108-1111.(соавтор В.Г.Хоргуани).

8. Результаты исследования воздушных включений в зародышах градин// Сб.докладов П Всесоюзной конференции молодых ученых Гидромет-службы СССР.-М.:Гидрометеоиздат.-1977.-С.194-200.

9. Некоторые сапекты формирования зародышей градиц/Друды ВГИ,-1979.-Вьт.41.-С. 100-107.

10. Об условиях возникновения зародышей градин в облаках/Дзв.АН СССР. ¿АО.-1982.-Т.18,№ З.-С.256-261 (соавтор В.Г.Хоргуани).

11. О механизме образования зародышей градин/Доклады Международной конференции по борьбе с градом.-1982.-София.-С.152-157 (соавторы Г.В.Степанов, В.Г.Хоргуани).

12. Спектр размеров и льдообраэутацие свойства аэрозольных частиц, содержащихся в градинах//Метеорология и гидрология.-198-4.3.-С.50-55 (соавтор Н.А.Березинский).

13. Современные методы и технические средства, применяемые при воздействии на градовые процессы.-Обнинск: ВНИИГМИ-МЩ.-1985.-Вып.

7.-35 с.(обзор ВНИИГМИ-МЦЦ. Сер.Метеорология (соавторы М.Т.Аб-шаев, Л.М.Федчонко).

14. Микроструктурные характеристики зародышей градин.-Сб.статей "Вопросы физики облаков".-1986.-С.229-237 (соавтор В.Г.Хоргуани).

15. Исследование физических характеристик градобитий при помощи наземных иидякаторов//Труды ВГИ.-1987.-Вып.69.-С.81-87 (соавтор Б.М.Хучунаев),

16. Спектральные и энергетические характеристики града//Метеорология и гидрология.-1987.9.-С.56-61 (соавтор Б.М.Хучунаев).

17. Установочные определения элементного состава градин//Трудн ВГИ,-1987.-Вып.74.-С.29^4 (соавторы М.Ш.Кавиладзе, Б.М.Хучунаев, Н.В.Губиев).

18. О микроструктурных соответствиях капельных зародышей градин// Материалы Всесоюзного семинара по физике образования градовых процессов и активным воздействиям на них.-Нальчик.-1988.-С.62-66 (соавтор В.Г.Хоргуани).

19. Исследование полей выпадения града при помощи сети пассивных индикаторов/Дезисы докл.симпоз. "Взаимосвязь региональных и глобальных процессов в атмосфере и гидросфере". Тбилиси, 15 ноября 1988Г-С.78 (соавтор Б.М.Хучунаев).

20. Физические характеристики града и механизм его образования// Обнинск: БНКИГМП-ЭДЭД.-1968.-Вып.5.-63 с.(обзор ВННПИ-аЭД. Сер.37.21. -Метеорология).

21. Измерения изотопного постава водорода в градинах/Друцы ЬП';.-IS89.-Bim.72.-С. 121-130 (соавтор А.С.'.Члкпг>.->»).

!2, Физико-химические характеристики градин//Актквкые воздеГ-ствия на гидрометеорологические процессы. Труды Всесоюзно!'! конференции.-1990.43.173-177 (соавтор В.Г.ХоргуакО.

3. Теоретические и экспериментальные исследования процессов тепломассообмена при заровдении, росте и таянии грлдин//Тпудм ВГИ,-1991.-Вып.80.-С.50-68 (соавторы В.Н.Филаткян, И.И.Пилкл).

14. Самолет-метеолаборатория ЯК-40 и предварительные результаты исследования микроструктуры мощнокучевых обялкоп//Груди- Вспоенного семинара "Активные воздействия на градовые процессы я пеоспектл-вы усовершенствования льдообразуюи?;х реагентов для практик!: .чк-тивных воздействий.-1991.41.81-94 (соавторы Н.А.Еерегинсикя, М.Г.Йигатов). ■

-5. Объективный анализ полей физических характеристик града//Труды Всесоюзного сешнара "Активные воздействия на грэдопые промессы и перспективы усоверяенствованип льдообразуяцих реагентов дяя практики актива,к воздействий".-1991.-С.229-238 (соавтор л.ИЛ'.ч-камихов).

26. Исследование пространственного распределения зародыше:* града/./ Труды Всесоюзного семинара "Активные воздействия на градовые процессы и перспективы усовершенствования льдообразук'дих реагентов для практики активных воздействий".-1991.-С.61-74 (соавтор Б.М.Хучунаев).

27. Исследования микрофизических и динамических характеристик начальной стадии кучеводочедевых облаков на самолете ИЛ-18 (Циклон)// Труды Всесоюзного се.минара "Активные воздействия на градовые процессы и перспективы усоверленствования льдообразующих реагентов для практики активных воздействий".-1991.-С.77-84 (соавторы Г.Б.Мяконький, Л.М.'Зедченко). .

28. Исследование микроструктуры градовых осадков при помо'щи градо-мерной сети//Труды Всесоюзного семинара "Активные воздействия на градовые процессы и перспективы усовершенствования льдообразую-1ких реагентов для практики активных воздействий".-1991.-С,49-

61 (соавтор Б.М.Хучунаев).

29. К вопросу о механизме образования града на зародышах различных тнпов//Тезисы Всесоюзной конф.по активным воздействиям на гидрометеорологические процессы. Нальчик, 22-25 октября.-1991.- 39 с. (соавтор Х.М.Жакамихов).

30. Физические условия зарождения и роста града в градовых облаках различного типа//Тезисы Всесоюзной конференции по активным воздействиям на гидрометеорологические процессы.Нальчик 22-25 ок-

тября.-1991.-3 с (соавтор Л.М.Федченко).

31. Статистический анализ результатов наземных измерений града при проведении активных воздействий и в их отсутствие//Тезисы кон— ференции по активны1.; воздействиям на гидрометеорологические процессы. Нальчик 22-25 октября.-1991.-С.47-48 (соавтор А.Х.Ка-гермазов).

32. Авторское свидетельство I5I4II9 Градосборник/Зысокогорн.геофиз. ис-т (соавтор изобретения А.А.Загидулин).-1988.

33. Авторское свидетельство 1453285. Устройство для исследования фазовых превращений каг1ель жидкости в газовом потоке/Ленинградский технол.ин-т.холод.промыш.(соавторы изобретения В.Н.Филат-кин, К.И.Пилип и др.J.-IS88.

34. Авторское свидетельство 1527600. Градорегистратор/Вссокогорн. геэфиз.ин-т (соавторы изобрет. А.А.Загадулин.й.В.Железняк).-1989.

35. Авторское свидетельство I49225I. Способ исследования тепломассообмена при образовании градин в газовых потоках и устройство для ого осуществления/Ленинградский технол.ин-т холод.промь®.(соавторы изобрет. В.Н.^илаткин, И.И.Пшшп и др.).-1988.

36. Авторское свидетельство 1594406 Датчик влачности/Бысэкогорч.гео-фнз.ин-т (соаЕТ.изобрет. Н.А.Береэинский.М.Г.Жагатов).-1990.

37. Авторское свидетельство 1674036 Устройство для исследовании образования ледянььс кристаллов/Вцсокогорн.геофиз.ин-т.Гос.спец. коне?.бюро теплоф.приборост.(соавторы изобретения Н.А.Бьрезпн-ский, Г.В.Степанов и др.).-1991.

33. The nature ci hailstone ешЪгуоэ // Ггос. Intern. Coni. 9th. on Cloud Physios, Boulder, Colorado.-1976.-Г.219-221 (co-author: V. G. Kho rgueni ).

■39. luicrophysics conditions of hail formation in clouds // Prepr. 9th Intern. Coni. on Cloud Pbysic3, Tallin, US3R.-19a4.-Vol.1. Г.287-290 (co-author: V.G.Khoreuani).

40. Growth of hailstones in conveotive clouds. Results of measurement end nunarical experiments // Prep. 10th Interen. Cloud Physics Conf., Bad Homlmrg, V.D. P.Ii.G.-198e.-Vol.2.-F.566-5C8 (co-au-tho.rs: S.Stcyanov, l.GeresdA et al. )•

41. Kicrcpbysical concept oi hailstorms // Prep. 10th Cloud Phys. Conf., Baa Koiuburg, P.P..0.-1338.-Vol.2.-P.544-556 (co-author V. .C.Khorguani).

42. Physical characteristics and mechanism of hail formation // Pap. on 5th -Л/'О oci. Car.?. on Veath. Mcdif. and A?pl. Cloud Phys.-1939, Beijing,--P.337-33B.