Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Исследование влияния противоградовой защиты на режим летних осадков в Молдавии

ВАК РФ 11.00.09, Метеорология, климатология, агрометеорология

Автореферат диссертации по теме "Исследование влияния противоградовой защиты на режим летних осадков в Молдавии"

ОДЕССКИЙ ГЭДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На главах рукописи

ДИНЕВИЧ Софья Ефимовна

УДК 551.509.616/617

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПРОтаВОГРАДОВСЙ ЗАЩИТЫ НА РЕЖИМ ЛЕТНИХ ОСАДКОВ В МОЛДАВИИ

И.00.09

метеорология, климатология, агрометеорология

?

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Одесса 1990

Работа выполнена в Центральной аэрологической обсерватории.

Научные руководители - доктор географических наук, профессор

Гйихаил Петрович Леонов!, кандидат физико-математических наук, Олег Иванович Шипилов

Официальные оппоненты - доктор географических наук, профессор

Иван Петрович Половина, кандидат физико-математических наук, додент Георгий Андреевич Медведев

Ведущая оргс-яизация — Высокогорный геофизический институт

Госкомгвдроиета СССР

Защита состоится II октября 1990 года в 10 часов на заседании специализированного совета К 068.04.01 в Одесском гидрометеорологическом институте по адресу:

270016; г.Одесса, ул.Львовская, 15, 0ГЫИ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Одесского гидрометеорологического института.

Автореферат разослан 1 3 .. сентября 1990

Ученый секретарь специализированного совета к.г.н., доцент -

Н. С. Л обода

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБСЯН

Актуальность темы. В последние 20-25 лет по многих юкных регионах Советского Союза (Северный Кавказ, Узбекистан, Грузил, Таджикистан, Краснодарский край, Украина, Молдавия и др.) регулярно функционируют специальные Службы по активному воздействию на градоопасние конвективные облака с целью предотвращения градобитий.

Методика таких воздействий предполагает изменение фазового состояния выпадающих осадков. При засеве градсопаскых облаков кристаллизующими реагентами вместо града ка земную поверхность должны выпадать жидкие осадки. Теоретические исследования и практические результаты доказали эффективность засева облаков для предотвращения роста града. Но что при этом происходит с аидккии осадками: увеличиваются оня или уменьшаются з массе, продолжительности, интенсивности? Ответ на этот вопрос является ваянейшей народнохозяйственной задачей.

В настоящей диссертационной работе ка большом статистическом материала, полученном при проведении противоградовой защиты сельскохозяйственных культур э 5&>лдавик (1978-1987 гг.), проведена оценка изменения режима нидкнх осадков при засэвэ грЕдоопасныз гтучево-долдешх облако з.

Одновременно з диссертации выполнена оценка специальных экспериментов по искусственному увеличено леттп: осадков про-тивоградовдаи средствами из неградоопасных конвективных облаков, проведенных з период 1978-1987 гг.

В связи а растущим дефицитом пресной воды, частым дзйк-цитон осадков для сельскохозяйственного производства, такие оценки обусловливал? актуальность настоящей работы»

Цель работы» Выявить возможные изменения реншма тккдшгх осадков з результате проведения протизоградовой защиты а Молдавии, определить зозыошость искусственного получения допол-.читальных осадков из неградоопасных кучвво-дсзядевкх облаков к оценить для исследуемого региона критерии пригодности конвективных облаков для регулирования летних осадков протизоградо— шя средствами.

Основные задачи:

1. Разработать методику исследования и анализа экспериментальных материалов, дающую возможность на фоне естественной изменчивости осадков выявить эффект засева облаков.

2. Оценить возможное изменение режима жидких осадков при проведении противоградовой защиты (их массу, продолжительность, интенсивность).

3. Провести эксперименты по засеву неградоопасных кучево-дождешх облаков для определения возможности увеличения иэ них осадков противогредовыми средствами и оценить результаты.

4. Дать объяснения противоречий в работах различных авторов в оценках изменения режима жидких осадков при проведении противоградовой защиты сельскохозяйственных культур.

5. Установить возможность целенаправленного использования противоградовых средств для регулирования летних осадков. Определить критерии пригодности кучево-докдевых облаков для засева противоградовши средствами с целью увеличения осадков.

Научная новизна работы состоит в том, что:

- разработана и применена новая экспериментальная единица, которой в настоящем исследовании является изолированный ливень из отдельного кучево-довдевого облака, позволяющая выделить осадки непосредственно из объекта воздействия;

- с участием автора создана учащенная плоБиографическая сеть в районе исследования на защищаемой и контрольной территориях, что позволило применить новую экспериментальную единицу?

- впервые проведены многолетние синхронные радиолокационные и плюБиографические наблюдения за кучево-дождешми облаками, развивающимися в районе противоградовых работ и на контрольной территории;

- разработана методика сражения осадков, выпадающих из засеваемых противоградовьши средствами и развивающихся естест-

венным путем (контрольных) кучево-дотвдедах облаков?

- впервые получены данные о том, что протизсч'рад.эшэ средства могут быть использованы для искусственного регулирования летних осадг.ов. Установлены критерии пригодности куче-во-доздевых облаков для искусственного увеличения осадков;

- получены новые данные об изменении режима жидких осадков, выпадающих из засеваемых противоградоЕЫми средства!.'.» облаков. Епервые установлено, что куче во-до-кдэ зле облака, даа-щие при естественном развитии ливни разной интенсивности и суммарной массы доздя по разному реагируют на засев кристаллизующими реагентами, проводимый по противоградозой технологии. При-'ем, эффект засева на изменение количества жидких осадков заэи ит от технологии проводимых работу

- показана возможность увеличения осадков противоградовы-ми средствами из неградоопасных облаков.

Достоверность полученных выводов. Приведенные в диссертационной работе выводы базируются на 10-летних рядах наблюдений специально организованного эксперимента. За эти годы удалось собрать данные об осадках из ЗоЗ облаков при синхронных наблюдениях олюЕИографической сети и радиолокатора МРЛ-5. При этом площадь сбора информации составила около 4000 км^. Средняя плотность сети-один плювиограф на 40 км^. Контроль за работой приборов и радиолокагора осуществлялся по стандартной общепринятой методике. Расчет статистических характеристик и оценка полученных результатов проводилась с использованием общеизвестных методов, применяемых при решении подобных задач.

Практическая значимость работы. 'Материалы, а такие результаты, полученные в данной работе, могут быть использованы при проектировании и организации воздействий на кучево-долдеше облака с целью защиты сельскохозяйственных культур от градобитий и искусственному увеличению осадков.

i-la основании научнь : результатов разработано технико-экономическое обоснование, а затем методическое пособие по организации и прог-еденкю работ по искусственному регулирования

- б -

осадков из облаков теплого периода с помощью прстиЕОградовых комплексов.

Результаты данной работы выполнены в рамках исследований, проведенных по плану Госкомгидромета в целях оценки влияния противоградовой защиты на режим осадков охраняемых территорий (тема 1У.27.В.10) и искусственного увеличения осадков из конвективных облаков с использованием средств противоградовой защиты (тема 1У.26.В.01), а также по плану ПШТ (тема 0.74.10.01. 04К1) и Госкомгидромета (тема 1У.2б.а.06) с целью оценки облачных ресурсов в районах страны'с недостаточным естественным увлажнением и определения наиболее перспективных из них для проведения работ по искусственному увеличению осадков.

Эти исследования дали возможность применить полученные результаты в производственной работе, в частности, в Одесской и Молдавской военизированных службах по активному воздействию на гидрометеорологические процессы,"где работы по искусственному увеличению осадков из летних куче ко-дожде вых облаков по состоянию на 1589 год ведутся на площади 700 тыс.га.

Полученные результаты могут быть использованы также в практической работе в различных географических региона;: с недостаточным естественным увя&кнениек и в первую очередь там, где уже ведутся регулярные прстнвоградорые работы (Средняя Абия5 КаЕназ» Краснодарский край, Крым).

Основные результаты и положения гыноскмые на защиту.

1. Новая методика оценки рекима осадков при противоградовых работах. В ее основе новая экспериментальная единица исследования осадков. Зто изолированный ливень, ограниченный, по данным плиЕиографической сети» нулевой изогиетой, а по данным радиолокационной станции - ото радиоэхо осадков, выпавших из исследуемого облака.

2. Еишд с .тем5 что псо'гивоградошй засев кучеао-довдешх градоопасных облаков приводит к изменению режима пыпавзих из нйх осадкоз, При отек пеяяетсн количество нападающего доадя, продолххтсльяость ллгля и --¿го площадь с зависимости от интея-сисностя остоотзанпого ссадкоооразо вания и кетодкзи воздерст-

вил. Приводятся количественные оценки этой зависимости,

3. Результаты экспериментов по искусственному увеличении осадков противоградовыми средствами из неградо опасных куче во-дождевых облаков.

4. Критерии пригодности кучево-дождевых облаков для активных воздействий с целью регулирования летних осадков противоградовыми средствами в условиях »Молдавии.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы неоднократно докладывались на семинарах в ЦАО и на заседаниях ученого Совета ЦАО, на семинарах Военизированной службы по активному воздействию на гидрометеорологические процессы ХСР, на Всесоюзных семинарах по планированию и оценке эффективности рабет по искусственному увеличению осадков в г.Кишиневе и в г.Москве в 1984 году и з г. Москве в 1986 году, на Всесоюзном семинаре по планированию и оценке работ по искусственному увеличению осадков в г.Тбилиси в 1986 году, на Всесоюзной конференции по активным воздействиям на гидрометеорологические процессы (г.Киев) з 1987 году, на Всесоюзном семинара по активным воздействиям на градовые процессы в г.Нальчика в 1989 году.

Публикации. Основные результаты выполненных исследований изложены в девяти опубликованных работах. По теме диссертации защищено авторское свидетельству на изобретение (в соавторство с Серегиным В. А. и др.).

Объем и структура_диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глаз, заключения, списка использованных источников и приложения. Объем работы 172 стр. машинописного текста, в том числе 24 рисунка, 33 таблицы и список использованных источников из 136 наименований, из них 18 работ зарубежных авторов. Приложение включает 10 таблиц, всего 55 страниц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Зо введения показана актуальность диссертационной работы, сформулированы задачи н цели исследования, рассмотрена научная

- а -

новизна и практическая значимость работы, дано краткое описание использованного материала, результаты анализа которого выносятся на защиту.

В первой главе дана физико-географическая и климатическая характеристика района исследования и обосновывается целесообразность работ по регулированию осадков в Молдавии. Подчеркивается, что несмотря на небольшие размеры (площадь республики 33.76 тыс. км2), Молдавия характеризуется сложным рельефом и доволькэ изменчивым климатом. Показано, что поверхностными водами республика бедна. На их долю приходится несколько больше 1% территории. Территория республики относится к зоне недостаточно;© и неравномерного распределения увлажнения. В качестве показателя увлажненности территории использован гидротермический коэффициент, среднее многолетнее значение которого наиболее благоприятно на севере республики - 1.2. В центральной части республики его значение равно 1.0, а на юго-востоке составляет лишь 0,8-0,7, что характеризует условия увлажнения соответственно от незначительно засушливых до засушливых. На долю незначительно засушливых приходится 60-7($ лет, а на долю сухих условий увлажнения приходится 30-40^ лет. Подчеркивается, что по территории республики чаще наблюдается недобор осадков до нормы, чем ее превышение. В летние месяцы преобладает число месяцев с отрицательной аномалией осадков (от 7 до 20%). Вследствие этого, особенно в южных районах республики, где интенсивно развивается аграрный комплекс, сельскохозяйственные культуры часто' страдают от недостатка влаги.

Показано, что развитие интенсивной конвекции в республике обусловлено тремя характерными типами синоптических ситуаций:

1. Над Молдавией хорошо выражена высотная ложбина, направленная с районов Северного моря или Скандинавии на южные районы Западной Европы.

2. Выходом южных циклонов (около ЗСй).

3. Развитием конвективных облаков внутри однородных воздушных ыасс (около 25$).

Результаты анализа экспериментальных данных показали, что рассматриваемые экспериментальные конвективные облака как в случае засева их реагентом, так и в случае естественного развития, наблюдались в сходных физико-географических и синоптических условиях. Это послужило основанием для сравнения в последующем исследуемых облаков и выпадающих из них осадков.

Во второй главе дается обзор научных исследований по проблеме, отмечено отсутствие научно обоснованных выводов о влиянии противоградовых работ на режим осадков, приводится и обосновывается методика эксперимента.

3 СССР оценки изменения режима осадков выполнялись в районах проведения противоградовых работ (Северный Кавказ, Закавказье, Средняя Азия, Молдавия, Крым, Краснодарский край и др.). По оценкам различных авторов (М.Т.Абшаева, М.В.Вычужаниной, И.И.Гайворонского, Б.И.Зимина, М.Д.Злотникова, А.В.Кондрато-бой, Д.П.Климовской, Г.К.Сулаквелидзе и др.) были получены различные результаты влияния проти.во градовой защиты (ПГЗ) на режим осадков.

Подобные оценки проводились и за рубежом (Д.Т.Бишоп, М.Нейбургер, Д.Р.Хараган, Р.Д.Эллибт и др.).

Упомянутые исследования часто базировались на экспериментах небольшой длительности и ка измерениях осадков редкой сетью станций, в связи с чем выделить осадки, непосредственно связанные с противоградовой защитой, было трудно. Экспериментальной единицей исследования были, чаще всего, месячные суммы осадков или осадки сезона противоградовоР защиты. Это привело к неопределенности полученных результатов и снизило ценность исследований.

Результата, полученные в настоящей диссертационной работе,базируются на синхронных измерениях специально организованной учащенной ллпБиографической сети и радиолокационной станции. Причем, данные собирались по специальной методике в зоне проведет* противоградовых работ и на контрольной территории.

Объектами исследования являлись засеваемые противоградовыми средствами градсопасиые облака (С6 3), которые разшва-

лись над защищаемой территорией. Для сравнения с ними над контрольной территорией набирались ряды с аналогичными засеваемым контрольными облаками (С 6 „).

Это позволило выделить и проанализировать осадки, выпадающие из одного облака, дающего изолированный ливень, ограниченный нулевой изогиетой. Таким обрпом, в работе использована новая экспериментальная единица для исследования осадков.

Отмечается, что для каждого изолированного ливня рассчитывались следующие его характеристики: - ¿Х.г (ыик) - продолжительность ливня; - Ям. (мм) - максимальная толщина слоя осадков; - С/иа, (мм/м) - максимальная интенсивность осадков; -В л (км) - площадь ливня; - 0. (т.тонн) - количество выпавшей воды на площади ливня; - Я. (мм) - толщина среднего слоя осадков для каждого изогиетного поля,

рассчитанная как □ О.

Сделан выбор статистических методов анализа экспериментальных данных.

В третьей главе приведен анализ экспериментальных облаков и ливней из них. Отмечается, что анализ градоопасных экспериментальных облаков и ливней из них проводился раздельно за период 1978-1984 гг. (128 С4 3 и 86 С6 к) и за период 1985-1987 :

(26 Сб„ и 12 С6„). Это связано с различием в методике засеве 3 к

градоопасных облаков. В первый рассматриваемый период реагент вводился в зону повышенной радиолокационной отражаемости облака. С 1985 г. засев градоопасных облаков реагентом производился во вновь образующиеся молодые ячейки.

Кроме того, выполнен анализ специальных экспериментов по засеву в 1978-1987 гг. кучево-дождевых неградоопасных облаков. При этом в статистический ряд вошли 47 куче во-дожде вьн облаков, на которые проводилось воздействие и 55 аналогичных им контрольных облаков.

По основным параметрам исследуемых облаков (Нвг - верхняя граница облака в км, £>Н - мощность облака в км, Тег°С -

температура на уровне верхней границы, ¿д 2т- логарифм максимальной радиолокационной отражаемости) и параметрам выпадающих из них ливней ( С1т, Яъ, , ах , и ) были составлены статистические ряды,для которых строились кривые интегрального распределения и определялись их статистические характеристики.

При анализе рядов оказалось, что значение радиолокационных и температурных параметров до ввода реагента в засеваемые облака и до имитированного воздействия на контрольные облака довольно близки и отличаются не более чем на 3&, Об этом же свидетельствует и ход интегральных кривых распределения исследуемых параметров, которые практически совпадают. О близости распределения параметров исследуемых облаков свидетельствуют и значения их статистических характеристик» Так, для Нвг в засеваемом и контрольном рядах значения ¿> соответственно равны 1,99 и 2,20, значения Си 0,18 и 0,23. Такими ке близкими по значению являются статистические характеристики для ¿Н, Твг и Близость параметров облаков до ввода в них реагента послужила основанием для сравнения статистических рядов осадков из обеих облачных групп.

Принимается, что различие в последующем развитии опытных и контрольных облаков целиком обусловлено влиянием воздействия. При вводе реагента в градоопасные облака наблюдался динамический рост облака (увеличе те Нвг, 5Н), что должно вести к усилению осадкообразования. Установленный факт подтверждает ранее высказанные предположения М.Т.Абшаева, Н.Ш.Бибилашвилн, Л.И.Гяйворонского, Л.А.Диневича и др.

Одновременно с этим в работе акцентируется н.лмание на то, что кривые интегральной вероятности рассматриваемых параметров ливней пересекаются, в противоположность характеристикам параметров облаков, имевшим параллельный ход.

Точки пересечения криЕых интегральной вероятности для Й-, Р.т, 0, 5 л, бТ^. соответствуют 3,0 мм, 12,о мм, 13,0 х 10° тонн, 2X0 км^ и 130 мик.

Сб изменении осадкообразования в засеваемьгх градоопасных облаках свидетельствуют и статистические характеристики ис~

следуемых параметров ливней, которые б засеваемых облаках в 1,3-2 раза меньше по сравнению с. контрольными. Так, о для К т. в засеваемых облаках 6.69, а в контрольных 14.72, С %г соответственно равно 0,69 и 1,34.

Отмечается, что примененная методика отбора засеваемых и контрольных куче во-дожде вьос облаков, е также использованные методы анализа радов дают основание утверждать, что удалось на фоне различных шумовых факторов выявить связь мечсду параметрами облака и ливня и эффектом засева.

Дротивоградовая защита сужает диапазоны изменчивости параметров ливней, уменьшая разброс количества выпадающих осад-кое и уменьшая очень сильные и особо опасные ливни.

Таким образом происходит изменение режима осадков, причем, эффект различен в зависимости от естественного осадкообразования. До значения С/»«. * 0,95 мм/м на графиках интегральной вероятности намечается увеличение осадков, выпадающих из засеваемых облаков по сравнению с контрольными; при значении максимальной интенсивности выше указанного значения - картина обратная. Область разделения эффекта засева находится в пределах Зт. от 0,65 мм/м до 1,05 мм/м.

Данные об изменении режима осадков ъ период 1985-1987 гг. получены на небольшом материале (26 С £ 3 и 12 Сй к). Однако представляет интерес тот факт, что при применении несколько иной, чем в предыдущий период (1978-1984 гг.) методики засева параметры исследуемых градоопасных облаков характеризуются близостью значений, а параметры ливней уменьшаются в засеваемом ряду облаков по сравнению с контрольными, начиная с Р~т 4 мм

Б этой же главе приведено сравнение рядов неградоопасных засеянных и незасеянных облаков. Облака считались пригодными для воздействий, если 4 км й Нвг £ 8 км, мощность переохлажденной части не менее 500 м, Твг не выше - 6°С. Расход реаген-

р Л Л

та брался из расчета 10 - Ю"5 искусственных ядер на 1 м радиоэха облака, т.е. составил в среднем 2-3 ракеты "Алазань" на одну конвективную ячейку. Показано, что в результате проведенных воздействий массу осадков, выпадающих из засеянных кристал дизирущим реагентом облаков, удалось увеличить в среднем на 19!

В четвертой главе выполнен анализ и дана характеристика осадков на защищаемой и контрольной территориях по данным метеостанций (МС) Молдавского УГМС, что позволяет проверить основные результаты, полученные в третьей главе на сравнительно независимом материале. Прежде .всего рассмотрены стандартные метеорологические данные за период 1945-1987 гг. о числе дней с осадками г. 0,1 мм и с осадками различных величин (менее 5 мм, 10 мм, 20 мм, 30 мм и более 10 мм и 20 мм) на ЗТ (МС Корнешты) и на КТ (¡МС Кишинев) в месяцы наиболее интенсивной противоградовой защиты (май-август).

Из рассмотренного материала следует, что до градации 10 мм на 1С Корнеаты отмечено в период проведения ПГЗ (IS68-1987 гг.) по сравнению с периодом до проведения противоградовой защиты (I94ô-I9o7 гг.) увеличение числа днс-й с осадками и оно составляет I4p, а для величин осадков г 10 мм заметно уменьшение числа дней и оно составляет 10%. Таким образом про-тивоградовая защита по оценке таким методом стимулирует летние - ливни до 10 мм и уменьшает осадки более высоких градаций.

.Совокупный эффект оказался положительным для всех засеваемых облаков семи сезонов противоградовой защиты. Причем, увеличение осадков составило в среднем из каждого засеянного облака от d% £ в 1983 г.), до 53% (в 1981 г.). Таким образом, в различные годы могут наблюдаться и различные величин эффекта.

В пятой главе дается оценка влияния противоградовых работ на режим осадков, выполненная на основе приведенных в главах 2,3,4 методики и анализа данных.

На основании многолетних радиолокационных наблюдений за куче во—дождевыми облаками в Молдавии рассматривалась их сово- . купность без предварительного деления на. градоопасные и нзгра-доопасные. Характер выпадающих из них осадков определялся по наземным наблюдениям. Затем рассчитывалась вероятность шпа-дения из них града и ливня при различных значенигос параметров и строились кривые распределения. Показано,что вероятность выпадения града при гоздействиях составила 5-IC$, а вероятность выпадения ливня достигла 90-9ot, что свидетельствует об изме-

нении механизма осадкообразования при засеве облаков реагентом.

В разделе 2-ом данной главы в обследованной совокупности -летних конвективных облаков рассматривалась лияь ее градоопасная часть, т.е. облака, явяящиесл объектами воздействий с целью предотвращения выпадания из них града над защищаемой территорией,с одной стороны и незасеянные, но достигшие градо-опасной стадии развития на контрольной территории, с другой.

В работе показано, что в результате засева градоопасных облаков реагентом ливни из них имеют меньшую длительность; с продолжительностью 160 минут на ЗТ они были отмечены в два раза реже, чем на КТ, а с продолжительностью менее 40 минут - в два раза чаще. При воздействиях в два раза уменьшаются повторяемости крайних значений максимальных величин интенсивностей ливней, а именно: для î/m. 0,30 мм/н и У т. > 2,0 ми/ы частоты убывает, а для умеренных интенсивносгей 0,51 £ £ 2,0 мм/м на столько же возрастают. Повторяемости максимальных величин -олщины слоя осадков для ливней при Й.п < 3,0 мы убы-ваат на 18%, а при Ящ > 30,1 мы на 14%, тогда как в интервале от 5,0 до 30,0 ми частоты Я гг. , наоборот, возрастают на 32$.

' Повторяемость, масс осадков для Q. <■ 2,0 х Ю6 т на защищаемой территории составляет 34!?,'а на контрольной территории - 38$; при GL > 15 х Ю6 т соответственно 7 и Й; значения же промежуточного интервала при воздействиях отличаются на 59^,_а без воздействий - лишь на 345. Умеренные толщины средних слоев осевков Я. на защищаемой территорией также более часты; при R. от 2,1 до 6,0 ш их частоты над защищаемой территорией 51$, а над контрольной территорией - 37^, при R. > 6,1 мм соответственно 12 и а при R. é 2,0 мм соответственно 37-46%.

Для анализа ливней по массе выпавших осадков в работе принята следующая их классификация; I) Очень слабые - QxIC°îî,û т, 2) Слабые - 1,1 * Ох IQ6 & 2,0 т, 3) Умеренные -2,1 - Q х 10° i 3,0 т, 4) Значительные - 5,1 £ Q х 105< 9,0 т, 5) Сильные - S.I < Q х 10° i 13,0 т, ô) Очень сильные -13,1 й î X Ю5 £ 25,0 т, 7) Особо опасные - Q х 10° & 23,1 т.

Согласно этой классификации в групп« очень слабых ливней происходит небольшое относительное уменьшение массы осадков (-©S), в группе слабых ливней отмечено существенное их уменьшение (-51%), в группе умеренных ливней происходит увеличение касс осадков (732), в группе значительных ливней на 55 и сильных на 32ic. В группе очень сильных ливней опять отмечено их уменьшение на 17%, а в группе особо опасных - на 80$, По сравнению с естественным осадкообразованием в группах очень слабых и слабых ливней происходит уменьшение общего количества осадков на 6%, в группах от умеренных до сильных - увеличение на 27% и по группе особо опасных ливней - уменьшение на 23%. Сильные ливни составляют переходную группу.

Этим и объясняется различие в полученных ранее оценках, когда в одних регионах наблюдалось увеличение осадков в результате противоградовой защиты, а в других, наоборот, нх уменьшение. В регионах, где в многолетнем разрезе выпадает малое количество осадков с преобладанием умеренных ливней, при подобных оценках может быть получено увеличение осадков за сезон противоградовой защиты, а в регионах, где преобладают очень сильные и особо опасные ливни, эффект может быть отрицательным. В случае примерного равенства умеренных ливней с- очень сильными и особо опасными эффект может быть близок к нулю.

Результаты влияния противоградовой защиты на режчл летних осадков проверялись на основе критерия Манна-Уитни. Для полных радов с засевами (п-з = 128) и контрольных (п. = 86) условие неслучайного различия шборок по непараметрическому критерии Манна-Уитни не удовлетворяется, хотя и близко к выполнению (при уровне значимости 0,05). При исключении очень сильных и особо опасных ливней (п. 3 = 124 и п,^ = SI) выполняется условие неслучайности различия шборок даже при существенно повышенном уровне значимости (0,01). Таким образом, оценка, выполненная на основе критерия Манна-Уитни»подтверждает наличие положительного эффекта получения дополнительных осадков в области слабых и умеренных ливней. • .

Различие в даводах для полных и усеченных рядов является следствием различий физлческих механизмов воздействий на про-

цессы осадкообразования при слабых и умеренных ливнях от воздействий при очень сильных и особо опасных.

3 третьем разделе этой главы рассмотрена модификация облако- и осадкообразования в неградоопасных конвективных облаках, засеваемых кристаллизующим реагентом.

В эксперимент попали облака, преимущественно с Нвг =5,1-7,7 км (СА3 = 38$, С£к = 6756), мощностью ¿Н = 3,1 - 6,0 км (С6 э = 5355, СЙ к = 71%) и Твг от - 12,1°С до - 30°С ( С&3 « 6455, d „ а Q2%). Таким образом, параметры СЙ „в большем чис-

к

ле случаев достигли значений характерных для потенциально ливневых облаков. Об этом же свидетельствуют и значения средних величин ряда, которые в контрольном ряду на 1-7% больше, чек в засеваемом. Таким образом, при наборе экспериментального материала Сб 3 оказались несколько слабее г.о своим характеристикам. Следовательно, из них можно было ожидать выпадения меньшего количества осадков. Тем не менее засеваемые облака дели прибавку массы выпавших осадков по сравнению с контрольными в средней на 19/6. Однако эта величина, согласно критерия ¿{анна-Уитни, оказалась статистически незначимой.

В последнем разделе данной главы приводится расчет экономической эффективности работ по искусственному увеличению осадков, выполненный сотрудниками Военизированной службы по активному воздействию на атмосферные процессы Л.А.Еидиборским и Н.И.Кизиловьш согласно разработанных в УкрШИ для УССР и ШСР моделей В.П.Дмитриенко для озимой пшеницы и кукурузы и B.C.Мельника для подсолнечника.

Расчет выполнен для центральной части Молдавии за 3-летний период (1963-1987 гг.) на основе данных годовой отчетности ЦСУ МССР и данных многолетних наблюдений за осадками УГЖ при условии увеличения ocaf :ов на 2051 от среднемноголетней нормы. По данным расчета дополнительный доход по трем рассматриваемым культурам соответствует 5,45 млн.руб., несмотря на то, что площадь, занятая этими культурами, составляет всего 23% площади, охваченной работами по искусственному увеличению осадков.

Заключение. Основные результаты настоящей диссертацион-

- 17 -

ной работы можно сформулировать следующим образом.

I. Анализ 355 кучево-доздешх облаков с изолированными ливнями позволил установить, что конвективные облака, дающие в естественных условиях различное количество осадков, по-разному реагируют на засев кристаллизующими реагентами. В связи с этим в них можно выделить четыре градации.

Первая..градация характеризуется следующими параметрами: верхняя граница облака Нвг * 5,0 км, мощность переохлажденной части I км, температура на верхней границе облака

Твг > - 5,0°С. Естественные осадки не выпадают. Введение в такие облака кристаллизируцего реагента не дает существенного увеличения осадков, а в отдельных случаях может приводить даже к их разрушению.

Для „.второй градации характерны следующие значения параметров: 5,0 ^ Нвг * 10,0 км; 1,0 .4 бН^- £ 5,0 км; - 30,0°С ^ Твг ^ - 6,0°С. Естественные осадки выпадают. Максимальная интенсивность осадков С/т £ 0,95 мм/м. Ввод реагента в такие облака меняет общую энергетику процесса и интенсифицирует облаио-и осадкообразование. Увеличивается продолжительность выпадающих осадков для градоопасных облаков в 1,5-2 раза, а их- количество в среднем на 27$. При этом увеличение осадков из отдельных облаков достигает 75$. Количество осадков из "еградо-опасных облаков увеличивается в среднем на 19$.

Третья градация характеризуется: 10,1 £ Нвг 12,0 хм» 5,1 ¿¿^ $ 8,0 км; - 45,0°С ^ Твг ^ - 30,1°С. В этот период из облака выпадают естественные осадки (0,85 1,05 мм/м). Такие конвективные облака составляют переходную грушу. В отдельных случаях в них при воздействиях возможно дополнительное осадкообразование, а в некоторых.случаях и ослабление естественного осадкообразования.

Для четвертой градации характерны: Нвг ^ 12,1 км; б^ 8,1 км; Твг ^ - 45,1°С; Зт * 1,06 мм/м. Ввод искусственных ледяных ядер в такие облака приводит к сокращению продолжительности выпадения из них осадков в 1,5-2 раза и уменьшению общей массы выпадающих осадков на 23$.

2. Определены критерии пригодности для воздействия конвективной облачности, могущей давать дополнительные осадки. Б -основном это неградоопасные и градоопасные облака второй градации с 5,0 £ Нвг ^ 10,0 км; 1,0 s S Hj < 5,0 км;

- 20S0°C £ Твг <-б,0°Сз Л* £ 0,95 да/м.

3. Определены критерии конвективной облачности, могущей давать эффекты разрушения облаков и осадков. Это облака с

Нвг < 5,0 км; Твг > - 6° С; ¿Hj < 1,0 км, не дающие осадков, либо дающие следы осадков, а также мощные конвективные облака с Нвг ? 12,1 kmj SHj 8,1 км; Твг i - 45,I°Cs

-J hl I,% »«v/M.

4. Данные настоящей работы объясняют выводы, полученные ранее другими исследователями, когда результаты влияния противоградовой защиты на режим осадков имели различный количественный и качественный эффект.

^.сли за экспериментальную единицу осадков принять количество дождя выпадающего в регионе за сезон противоградовой защиты, то общий итог будет зависеть от доли, которую вкладывают в него ливни разной интенсивности. Если в регионе преобладают ливни от слабых до умеренных, то в результате засева градоопаскых облаков количество дождя за сезон должно заметно увеличиваться, в другом случае можно получить его уменьшение. Не исключены случаи, когда вклад ливней от слабых до умеренных в период противоградовой защиты будет равен вкладу очень сильных и особо опасных ливней, и аффект влияния воздействия при таком методе оценки будет близок к нулю. На самом деле, для сельского хозяйства он положителен, так как увеличивает осадки из облаков, дающих в естественных условиях без искусственного засева маяоз, среднеа и умеренное количество дождя и, наоборот, его количество уменьшается из облаков, дающих очень сильные ливни»

В Молдавш! только 17& ливыей теплого полугодия выпадает дза к,чпх осадков £ 10 ш. Поэтому здесь противоградовыз Da-ботн приводят к увалиекка осыу:эа.

Шизчэт&э а даашй работе вызова о модификации облако-

н осадкообразования средствами противоградовой защиты являются дополнительным подтверждением ее эффективности.

5. При проведении воздействий на кучевс-дождевые облака с цель>э регулирования летних осадков следует обязательно учитывать долю ливней различной интенсивности в обшей сумме осадков конкретного региона. Гак, если в регионе преобладают очень сильные и особо опасные ливни, приводящие к селям, оползняи, зрсзии почв, повреждению сельскохозяйственных культур и т.д., то тут основное внимание необходимо уделять при воздействиях

ж ослаблению. Если выпадает мало осадков, необходима их интенсификация.

6. Противоградовые средства, имевшиеся в серийном производстве отечественной промышленности могут быть использованы для увеличения летних осадков, особенно в районах с недостаточным естественным увлажнением и, преще всего там, где ведутся противоградовые работы.

7о На основании результатов исследований, полученных в данной работе, разработана методика воздействий на кучево-.доздевые облака противоградовыми средствами в теплое полугодие с целью увеличения осадхов. Она назла праатичесзхое применение в противоградовых работах Молдавской и Одесской Сяуаб по активному воздействию иа гидрометеорологические процессы.

3. Б регионах, где проводится противоградоваз защита, необходимо пересмотреть расчет ее экономической эффективности и .учесть при этом эффекты регулирования жидких сседхов. Тая» для Молдавии, получаемое увеличение осадков на ¿0% к средиеЯ •угноголетяей норме за сезон противоградовых работ, по методике 5»П.Дмитриенко и 3.С.Мельника дает экономический эффект только за счет увеличения урожайности цукурузы н подсоляечнина иа ■¿умму 5.5 млн.щб.

работах:

X. Исследования еффективностя протявогргдовкс мероприя-

- 20 -

?кй. - Труды ЦА.О, 1980» вып. 142, с.61-68 (в соавторстве с Г.А.Медведевым, В.Г.Кауменко).

2. Градоопасные облака и ливни из них при противоградо-вой защите в Молдавской ССР. - Труда ЦАО, 1985, вып.150,

с. 11-23 (в соавторстве с Л.А.Диневич, М.П.Леоновым, В.А.Серегиным).

3. Физико-статистическая оценка влияния противоградовой защиты на режим осадков в Молдавской ССР. - Труды ЦА.0, 1985, вып. 150, с. 23-24 (в соавторстве с М.П.Леоновым и др.).

4. Физико-статистическая оценка влияния противоградовой защиты на облака и осадки в Молдавии. - Метеорология и гидрология, 1985, $ 9, с.54-64 (в соавторстве с М.П.Леоновым и др.)

5. Предварительная оценка влияния протизсградовой зашиты ка количество осадков,в Молдавии. - Метеорология и гидрология, 1996, Р 8, с.42-51 (в соавторстве с М.П.Леоновы:-.:, Е.И.Еилинской, Э.М.Кудлаевыы и др.).

6. Регулирование летних осадков в результате проведения противоградовой. защиты. - В сб.: Проблемные вопросы активного воздействия на атмосферные процессы в Молдавии. - Киимнев; Штиинца, 1986, с.13-26 (в соавторстве с Г.Ф.Лассе и др.).

7. Результаты воздействий на летние кучеьо-дождевые облака малой мощности противоградовыми средствами в Молдавской ССР."- В сб.; Тезисы Всесоюзного совещания планирование и оценка эффективности работ по искусственному увеличению осадков". - Тбилиси, 11-16 ноября 1986, Тбилиси.; Мефшереба, 1986, с.27 (в соавторстве с Л.А.Диневич, И.П.Леоновым).

8. Изменение режима осадков при проведении противогра-довых работ,- В сб.: Тезисы Всесоюзной конференции по активным воздействиям на гидрометеорологические процессы.- КиеЕ, 17-21 ноября 1987, Обнинск, 1987, с.29-30 (в соавторстве с Д.й..Диневич, М.П.Леоновым, Ю.А.Серегиным).

9. Оценка облачных ресурсов за теплый период года в Молдавской ССР. - В сб.: Активное воздействие на атмосферные процессы в Молдавии,- Кишинев.: Штиинца, 1989, с.18-40 (в соавторстве с А.В.Кондратовой, Г.Ф.Лассе).

¿¿3й"

ЛБ 06349 Подписано в печать 27.07.90 г. (еоруат 60/90/16. Заказ № 233, Тирак ЮО.Объем ¿,0 п.л. Ротапринт общества "Знание" ССР ьЬлдоеэ Л1ЕКН8В, ул.Искры,,65.;