Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Комплексный физико-статистический эксперимент по исследованию возможностей искусственного увеличения осадков

ВАК РФ 25.00.29, Физика атмосферы и гидросферы

Автореферат диссертации по теме "Комплексный физико-статистический эксперимент по исследованию возможностей искусственного увеличения осадков"

На правах рукописи

Данелян Баграт Григорьевич

КОМПЛЕКСНЫЙ ФИЗИКО-СТАТИСГИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ ПО ИССЛЕДОВАНИЮ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ИСКУССТВЕННОГО УВЕЛИЧЕНИЯ ОСАДКОВ

25.00.29 - физика атмосферы и гидросферы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

г. Долгопрудный—2006 г.

Работа выполнена в ГУ « Центральна* Аэрологическая Обсерватория»

Научный руководитель:

кандидат физико-математических наук Берюлев Геннадий Петрович

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник Ким Николай Сергеевич

кандидат физико-математических ваук Хайхин Михаил Натанович

Ведущая организация:

ГУ «Научно-производственное объединение» «Тайфун» Росгидромета, г.Обнинск

Защита диссертации состоится 19 декабря 2006 г в 11 часов на заседании диссертационного совета К327.010.01 Центральной Аэрологической обсерватории по адресу: 141700, г. Долгопрудный, ул. Первомайская, 3

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Центральной Аэрологической Обсерватории,

Автореферат разослан 2006 г

Ученый секретарь

диссертационного совета ЦАО кандидат географических наук

ий--Н.А. Безрукова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Актуальность работы Проблема искусственного увеличения осадков путем активных воздействий на облака имеет чрезвычайно важное народнохозяйственное значение. В целом ряд« районов нашей страны возможность получения дополнительных осадков привела бы к положительным последствиям, как для повышения продуктивности сельскохозяйственного производства, так и для удовлетворения потребностей гидроэнергетики и целого ряда других отраслей народного хозяйства.

К настоящему времени в различных географических районах мира выполнено большое количество научных экспериментов и оперативных работе по искусственному увеличению осадков. Однако, несмотра на это, сегодня ещ! нельзя утверждать, что проблема искусственного увеличения осадков решена окончательно.

Это связано в первую очередь с тем, до 80-х годов научные проекты по увеличению осадков проводились в основном с целью накопления опытных данных но искусственно вызванным осадкам и их статистической оценке. Исследования же самих облаков, подвергшихся засеву, носили не регулярный, чаше всего фрагментарный характер. Поэтому многие вопросы, связанные с пониманием процессов искусственного осадкообразования долгое время оставались экспериментально не изученными. Учитывая исключительную важность подобных исследований, ВМО в начале 80-х годов попыталась организовать Проект по увеличению осадков в Испании (ПУО) с привлечением разнообразных современных технических средств, как самолетных, так и наземных радиолокационных комплексов по измерению параметров облаков и осадков. Но, к сожалению, по ряду причин, в основном связанных с финансированием, проект пришлось закрыть. Таким образом, вопросы, связанные с проблемой понимали* процессов искусственного осадкообразования, остались не решенными,

В свези с этим, и в первую очередь для понимания физики искусственного осадкообразования, остро встал вопрос проведения комплексного физико-статистического эксперимента. Дня этого Центральной Аэрологической Обсерваторией были созданы, в соответствии с рекомендациями ВМО, специализированные

метеорологические полигоны - одни по Международному научно-техническому сотрудничеству па острове Куба, второй в Поволжье, на территории Пензенской области. Полигоны были оснащены наземными радиолокационными комплексами и дополнительными осаякомерными станциями. Были подготовлены специализированные с аыолсты-мстеолаборатории, оборудованные разнообразной научной аппаратурой и техническими средствами для проведения воздействий и исследований.

Целью диссертационной работы являлось:

Постановка и проведение тщательно спланированного комплексного физико-статистического эксперимента с разработкой специальных схем засевов и исследований, позволяющих выделить на фоне естественной изменчивости метеопараметров облаков искусственно созданные возмущения, приводящие к изменению параметров выпадающих из облаков осадков.

Выявление реакции облаков различных форм на юс засев кристаллизующими реагентами.

Создание оперативных методов выявления эффекта воздействия в поле выпадающих осадков, измеряемых автоматическими радиолокационными комплексами, и оценка этих эффектов.

Внедрение результатов исследований в производственные работы по увеличению осадков.

Научная новизна

Впервые в области исследований по активным воздействиям проведен полномасштабный комплексный физико-статистический ыногосамолетный эксперимент с современными наземными радиолокационными комплексами.

Предложен в применен «модуляционный засев», позволяющий выделять на фоне естественной изменчивости параметров облачности искусственно созданные возмущения.

Впервые изучены изменения параметров облаков при одновременных синхронных полетах двух самолетов-метеолабораторий, один из которых производил засев, другой провозил исследования. Одновременно с этим проводились измерения облачных параметров наземными радиолокационными комплексами.

Уточнены параметры конвективных и слоистообразных облаков, пригодных для воздействия с целью увеличения осадков.

Изучены спектры сверхтрудных частиц облаков в зонах засева, являющихся, зародышами осадков. Подучено, что при засеве происходит значительное расширение спектра частиц, причем вид функции распределения частиц по размерам не меняется.

Научная и практически ценность

Полученные результаты исследований существенно расширили понимание происходящих в облаках процессов естественного и искусственного осадкообразования.

Результаты исследований явились основой для создания нормативной руководящей документации, регламентирующей проведение производственных работ по увеличению осадков, которые успешно внедряются в хозяйственную практику как у нас в стране (Ставрополь, Якутия, Новосибирск н тд.) так п за рубежом (Сирия, Иран). '

Личный шли автора

Автор принимал участке в планировании и организации экспериментальных работ, осуществлял руководство воздействиями и исследованиями па борту самолетов метеолабораторий, проводил обработку, анализ и обобщение экспериментального материала, участвовал во внедрении результатов исследований.

На защиту ВЫНОСЯТСЯ; ■

1. Методики проведения комплексного эксперимента.

2. Результаты исследований процессов искусственного осадкообразования при засеве облаков различных форм кристаллизующими реагентами.

3. Результаты применения исследований в производственных работах по увеличению осадков в различных географических районах мира.

Апробация работы Основные результаты докладывались на Всесоюзном семинаре по планированию и опенке эффективности работ по искусственному увеличению осадков 1984 — 1986 гг. (Москва), на Международных симпозиумах по тропической метеорологии 1983 г. (Ялта), 1987 г. (Гавана) и 1991 г. (Обнинск), на Всесоюзной конференции по активным воздействиям 1987 г. (Киев), на Международном симпозиуме по Взаимосвязям региональных и глобальных процессов в атмосфере и гидросфере 1988 г. (Тбилиси), па Международных конференциях по активным воздействиям 1989 г. (Женева) и 2003 г. (Касабланка).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 33 печатных работы в том числе 6 в реферируемых журналах, получено ото авторское свидетельство на изобретение, выпущено два руководящих методических документа.

Структура н объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. Работа изложена на 159 страницах, включая 50 рисунков и 33 таблицы. Список литературы содержит 166 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цели и задачи исследований, дана общая характеристика работы.

В первой главе рассмотрено современное состояние исследований и результатов экспериментальных работ по активным воздействиям (А5) на облака различных форы с целью увеличения осадков. Наложены существующие представления о физических основах искусственного увеличения осадков.

Показано, что накопленный к концу 70-х годов опыт проведения экспериментальных работ по увеличению осадков, базирующийся на упрощённых гипотезах воздействий, не способствовал совершенствованию представлений о физических процессах, происходящих в засеянных облаках. В начале 80-х годов при проведения научно-исследовательских программ по изучению возможности получения дополнительных осадков начали внедряться новейшие достижения в области электроники, лазерной, радиолокационной и вычислительной техники. Это позволило в значительной мере отказаться от проведения дорогостоящих длительных экспериментальных программ со статистической оценкой результатов воздействий и сосредоточить внимание на физических методах оценки причинно-следственных связей между засевом облаков и количеством выпадающих из них осадков. В связи с этим особое внимание стало уделяться натурным полевым исследованиям с применением самолетов-метеолабораторий.

Большинство зарубежных экспериментов по вызыванию осадков проводилось с помощью легкомоторных самолётов. По мнению зарубежных исследователей двухмоторные турбовинтовые или реактивные самолёты со скоростью полвта 100-150 м/с характеризуются достаточной оперативной гибкостью, малой стоимостью и простотой в обслуживании. Взлетный вес таких самолётов 3-5 тонн, полезная нагрузка несколько сотен килограмм, высота полёта до 9 км» а продолжительность полёта 3-5 часов. Удачными примерами использования таких самолётов для исследований и воздействий на облака можно считать работы с использованием самолётов типа «Куин Эйр», «Аэро Коммандер», «Бичкрафт», «Лайнер Навахо». В отечественных проектах, напротив, применялись тяжелые самолеты типа Ил-18, Ан-12, Ан-26» Ил-14 с большой

грузоподъемностью, способные в течение продолжительного времени проводить исследования облаков и их засев.

Обзор проектов по увеличению осадков позволил систематизировать методы и средства воздействий на облака и на основе этого сформулировать оптимальную научную концепцию искусственных воздействий на облака с целью увеличения осадков.

Научные основы искусственного увеличения осадков базируются на следующих экспериментально установленных фактах:

переохлаждённые облака, в которых облачные капли остаются в жидком состоянии при температуре ниже О "С, достаточно часто наблюдаются в реальной атмосфере;

- упругость насыщения водяного пара надо льдом меньше, чем над водой при той же температуре. Поэтому в присутствии переохлажденных капель ледяные кристаллы неизбежно растут за счет осаждения на них воды, испаряющейся с расположенных поблизости капель;

• большая часть осадков выпадает из смешанных облаков, содержащих и капли и кристаллы;

- основной способ воздействия иа облака, содержащие переохлаждённые квттли, состоит в искусственном внесении в них лъдообразуюшнх ядер с концентрациями, способствующими ускорению и интенсификации процесса осадкообразования.

Во о го рой главе обсуждаются методические вопросы проведения комплексного физико-статистического эксперимента по увеличению осадков.

Основной задачей экспериыеша являлось определение возможности получения дополнительных осадков из конвективных и слоисто образных облаков при их засеве льдообразуюпгами реагентами. Для ей решения требовалось создание комплекса технических средств для проведения засева облаков и контроля результатов воздействия, а также проведения исследований атмосферных процессов в районе экспериментов.

Большие организационные сложности и научная много плановость проблемы искусственного регулирования осадков, необходимость учета региональных особенностей, влияние технологических и метеорологических условий иа проведение работ по воздействию на облака требуют тщательного планирования опытов.

Необходимы создание и оснащение специальных метеорологических полигонов информационно-измерительными системами, в также разработка методик засева облаков, контроля и оценки результатов воздействий.

При проведении экспериментов по воздействиям на облака с целью увеличения осадков подлежит регистрации и анализу следующий ряд основных характеристик атмосферы и облаков:

• структура полей температуры, влажности и ветра над метеополигоном:

• условия развития и структура облаков (вил, протяжённость и повторяемость нолей облачности, их толщина, высота основания в вершин, скорость роста, продолжительность существования, температура на уровне нижней и верхней границ, уровень нулевой изотермы и т.д.);

•структура зон осадков (интенсивность, продолжительность, пространственное и временное распределение );

-ыезо- и микромасштабная структура нолей температуры н вертикальных движений;

•мнкрофизическне характеристики облаков и осадков (водность, концентрация и спектры размеров капель и кристаллов, фазовый состав, ядра конденсации и кристаллизации и т. д.).

Нз приведенного перечня параметров видно, что диапазон изучаемых процессов включает физические явления синоптических масштабов, а также мезо- и микро-маенпабные явления. При их изучении, а также при принятии решений о проведении воздействий, оперативном контроле эффектов и оценке результативности воздействий необходимо использовать данные различных технических средств, входящих в состав информационно-измерительной системы, которыми обычно оснащаются метеорологические полигоны.

В состав информационно-измерительной системы (ИИС) обычно входят несколько подсистем, обеспечивающих разномасштабные измерения большого количества параметров атмосферы и облаков. Данные измерений, полученные в различных подсистемах, после прохождения первичной обработки поступают в оперативный центр и используются при проведении экспериментов по засеву облаков различных форм. К числу основных подсистем ИИС в первую очередь относятся комплексы бортовой самолётной измерительной аппаратуры, наземные радиолокационные измерительные комплексы, подсистема аэрологических и

метеорологических наблюдений, подсистема синоптического обеспеченна работ, подсистемы связи и обработки экспериментальных данных.

Для проведения полетов при исследовании облачных параметров облаков различных форм были разработаны схемы парных полетов самолетов, иллюстрируемые на рис.1, где показаны парные полеты прн воздействии на изолированные конвективные облака (а), воздействии га облачные скопления (кластеры) (б) и воздействии на слоистообразные облака (в, г).

а) б)

Рис. 2. Схемы полетов самолетов при исследованиях и опытных воздействиях на изолированные конвективные облака (а), на облачные кластеры (б) и на слоистообразные облака (в, г)

Воздействия па конвективные облака проводились с применением рандомизированных схем засева, обеспечивающих репрезентативность экспериментальной выборки из генеральной совокупности облаков и объективность полученных выводов.

Статистическая оценка является решающей фазой при получении количественных данных об эффекте воздействия. Для оценки эффекта воздействия на конвективные облака применялся аппарат статистической проверки гипотез. Задача формулировалась в виде проверки нулевой гипотезы относительно различай выборок количества осадков засеянных и контрольных облаков. Нулевая гипотеза может проверяться различными

способами, отличающимися друг от друга применяемыми критериями проверки и статистическими моментами выборок, подлежащими сравнению. В натаем эксперименте в качестве проверки нулевой гипотезы относительно различия значений параметров засеянных и контрольных облаков применялся критерий Манна-Унтни.

Оценка эффекта воздействия при засеве слоистообразиых облаков производилась по цифро картам радиолокационных измерений осадков с помощью разработанного «метода перемещающейся мишени». Суть его состоит в следующем.

На основе информации о пространственном положении линии засева облачности, с учбтом вертикального распределения направления н скорости ветра в атмосфере дня некоторого начального момента времени 1« рассчитывается положение на поверхности земли (а следовательно, и на радиолокационных цифрокартах интенсивности осадков) той площадки, в пределах которой должны выпадать в этот момент полосы осадков от одной или нескольких заданных линий засева облачности кристаллизующим реагентом. Необходимое для этого расчета значение скорости падения частиц осадков определяется опытным нутЕм по радиолокационным наблюдениям за наклонными полосами падения осадков, по которым с учётом информации о вертикальном профиле ветра в атмосфере с большой точностью можно рассчитать скорость падения частиц осадков.

Полученная таким образом опытная площадка (ОП) последовательно перемещается для каждого из следующих моментов измерения распределений интенсивности осадков на основе значений скорости и направления ветрового переноса на уровне подвергшегося засеву осадкогенерирующего слоя. Для каждого из этих моментов с использованием соответствующей ему цифрокарты интенсивности осадков определяется средняя интенсивность для всей опытной площадки. Полученная таким образом диаграмма изменения во времени средней интенсивности осадков на опытной площадке при правильном ее выборе неизбежно должна испытать на себе влияние интенсификации осадков в полосах засева, если таковое имеет место в действительности.

Выявление и оценка этого влияния осуществляются путем сравнения диаграммы изменения интенсивности осадков на опытной площадке с аналогичной диаграммой для невозмущвнного поля осадков. Для получения такой диаграммы по бокам от опытной площадки, в зонах, где влияние засева на осадки исключено, выбираются, если позволяет площадь распределения осадков, две симметричные площадки такого же размера как и ОП, которые называются контрольными площадками (КГГ). Контрольные площадки перемещаются по ветру синхронно с опытной и на них для каждого

последующего положения также. рассчитывается средняя интенсивность осадков, которая затем усредняется по обеим контрольным площадкам. Полученные таким образом сравнительные значения интенсивности и построенная на их основе диаграмма временного изменения интенсивности осадков используются для сравнения с диаграммой интенсивности на опытной площадке.

Глава третья посвящена анализу и систематизации экспериментального материала, полученного в ходе проведения комплексных экспериментов по воздействию на конвективные и слоистообразиые облака на Камагуэйском (Куба) и Пензенском метеополигонах и исследованию реакции облаков на засев их кристаллизующим реагентом.

Полевые опыты по воздействию на конвективные облака на Кубе проводились в мае-октябре 1984-1989 гг. в дневное время, преимущественно в период с 11 до 19 часов местного времени. Всего в течение 129 дней было выполнено 243 опыта, из них 203 опыта были полностью обеспечены радиолокационной информацией и по ним, в основном, к был проведен физико-статистический анализ.

Комплексный эксперимент по воздействиям на фронтальные слоистообразиые облака проводился в период с 1981 г. по 1989 г. в основном на Пензенском метеорологическом полигоне, который был полностью организован к концу 1983 г. За указанный период было проведено 93 максимально контролируемых опыта по засеву слонстообразных облаков различных форм (Би 8с. №, № — Аз —Ас).

Проведен анализ распределения опытов по погодным условиям. На Кубе основная часть опытов проводилась в однотипных синоптических ситуациях. В 67 % случаев район полигона находился иод влиянием барических ложбин, связанных с развитием восточных волн на юго-западной периферии западного отрога азорского антициклона. В этих случаях возникали наиболее благоприятные условия для развития конвективных облаков и кластеров, потенциально пригодных для воздействий. На Пензенском метеополигоне анализ сопутствующей синоптической информации показал, что основная часть опытов была проведена в условиях, когда формирование облачности в районе работ определялось существованием в атмосфере барической ложбины (44 % случаев) или было связано с циклонической деятельностью (30 % случаев). Значительно меньше случаев было связано с малоградиентными барическими полями (17 %), антицкклоническими условиями (7 %) и барическими гребнями ( 2 %).

Проведено исследование реакции облаков на засев с контролем термодинамических и микрофизических параметров облаков. Сравнение характеристик в вершинах засеянных и контрольных конвективных облаков, полученных с 5-минутными интервалами, показало, что между 10-й и 15-й минутами после воздействия в группе засеянных облаков наблюдается рост максимальных значений скоростей восходящих потоков с 6,5 м/с до 11,8 м/с, максимальных значений

пульсаций скорости ветра с 9,8 м/с до 14,4 м/с, средних значений пульсаций температуры с -0,2 до 0,0 "С и заметное увеличение значений водности с 0,1 до 0,9 г/ма, что свидетельствует о проявлении при засеве динамического эффекта и интенсификации внутриоблачных процессов. Что касается распределения аналогичных характеристик в контрольных облаках, то их ход в течение всего срока наблюдения остается более равномерным.

Данные измерений облачных характеристик в нижней части облаков, полученные при пролётах самолета Ил-14, показали, что в первые 20 минут после засева в засеянных облаках резко возрастает концентрация сверхкрупных частиц диаметром более 200 мкм и уменьшается жидкокапельная водность. По всей видимости это связано с ростом облачных частиц, что не может не привести к интенсификации осадкообразования в облаках. Косвенным подтверждением этого факта является и уменьшение скорости восходящих потоков и некоторое увеличение средних значений пульсаций температуры в облаках, измеренных вдоль трассы полёта самолета. Приведенные результаты достаточно убедительно свидетельствуют о положительной реакции облаков на их засев прообразующими реагентами.

Выявление реакции слоистообразных облаков на засев льдообразующими реагентами проводилось в условиях применения «модуляционного» засева, представляющего собой засев облаков со строго заданной временной периодичностью, которая преобразуется в пространственную периодичность возмущений в поле микрофизических и термодинамических параметров облаков и интенсивности выпадающих осадков. В результате этого засеянные зоны облачности чередуются с участками невозмущенной облачности, что позволяет па фоне естественной изменчивости параметров облаков и осадков выделить искусственно возникшие возмущения. Примеры полос искусственных осадков представлены на рис.4.

Рис.4. Примеры проявления полос искусственных осадков

Из всего многообразия измеряемых в опытах параметров наибольший интерес представляет исследование спектров сверхкрупных облачных частиц диаметром более 200 мкм. Это обусловлено тем, что облачные частицы с эффективным диаметром более 200 мкм по сути являются частицами осадков или их зародышами н поэтому все изменения, происходящие в результате засева в этой части спектра облачных частиц, в конечном счете ответственны за возможные изменения в спектрах частиц осадков, а в итоге -ив количестве осадков, выпадающих на землю.

Получено, что в результате засева облаков происходят расширение спектра сверхкрупных облачных частиц, причем вид функции распределения частиц по размерам не меняется как для конвективных так и для слоистообразных облаков (рис.5).

б)

а)

ЮООООп Ы.м-® (К) 1

10000, -0-1 — 2

1000 V -а-З . *- 4

100 к — *— б

10 к

л 4 х а

<1,мм

0 1000 2000 3000 4000 £000

10,

Ы.л1 в)

0.1

0.01

' 0 1000 2000 3000 4000 5000

г)

-е- N15.16

-о-N15.42

-<>-N15.51

-*-■ N18.00 А

400 800 1200*1, ММ

0.01

400 600 1200 1600 2000

Рис. 5 Эволюция спектра сверхкрупных частиц облаков с диаметром больше 200 мкм (а, б) - в конвективных облаках (З-засеяваое облако, К-контрольнос, 1-5 № проходов), <в,г) - в слоистообразных облаках (первый трафик- невозыущгияая засевом область облачности, второй трафик* область линия засева)

Четвертая глава посвящена физико-статистической оценке проведенных воздействий на облака с целью увеличения осадков. Подробно рассмотрены три этапа проведенного на Кубе комплексного эксперимента: поисковый этап (1984 г.), исследовательский этап (1985 г) и подтверждающий этап эксперимента (1986 - 1989 гг.), В период полевых сезонов 1984-1985 гт. было проведено 92 опыта, из них 42 • в 1984 г. и 50 — в 1985 г. В ходе этих опытов был проведен поиск наиболее пригодных облаков для засева, отрабатывались методика и технология воздействия, была проведена предварительная оценка эффекта воздействия. В период полевых сезонов 1986 - 1989 гг. был проведен подтверждающий эксперимент, в ходе которого была проведена основная оценка результатов воздействия. Всего за этот период было исследовано 46 изолированных облаков (24 засеянных и 22 контрольных) и 82 облачных кластера (42 засеянных и 40 контрольных). В ходе поискового и исследовательского этапов был выявлен класс облаков с верхними границами от 6 до 8 км, находящихся в стадии развития, засев которых привел к увеличению осадков. Засев же облаков с высотами до б км и более 8 км, наоборот, приводил к преждевременному разрушению облаков п уменьшению количества осадков. Учитывая это, анализ характеристик облаков на подтверждающем этапе был проведен для трёх диапазонов их высот: 1) На<6 км; 2) Нет" 6-8 км; 3) Но>8 км. Анализ стратифицированных таким образом данных показал, что наибольший положительный эффект наблюдался при засеве облаков с верхней границей радиоэхо между 6 и 8 км. Засев таких облаков привел к увеличению осадков в среднем на 81 % (32,0 кт.). Засев же облаков с Но <6 км н Но> 8 км привёл к увеличению осадков на 10 % (3,1 кт.) и 8 *Л (6,2 (ст.), соответственно. Оценка засеянной и контрольной выборок по критерию Манна-Уятни показала, что при критическом уровне значимости 0,05 ни для одной из трёх групп высот положительный эффект не оказался значимым.

Сравнение погодных условий, в которых развивались экспериментальные облака, показало, что в отличие от 1985 г, в 1986-1988 гг. изотермы -10 "С и -20 °С для экспериментальных дней находились в среднем не на высотах б и 8 км, а на высотах 6,5 км к 8 км. Это означает, что для уточнения высотного критерия пригодности облаков для засева необходимо было изменить диапазон «благоприятных» высот 6-8 км на 6,5-8 км, В результате такой стратификация я дальнейшего анализа было получено, что засеянные облака с высотой Но от 6,5 до 8 КМ имели время жизни на 10 мин больше, дали осадков на 115 % (41,7 кт.) больше и имели большую высоту радиоэха, значения отражаемости и площади осадков по сравнению с незасеянными облаками, Оценка для

засеянной и контрольной выборок показала, что различия для них между выборками времени существования облаков, количества выпавших из них осадков и суммарной площади осадков за время существования облака получены на уровнях значимости 0,034, 0,031 и 0,047, соответственно. Таким образом, для группы облаков с высотой верхней границы радиоэха на момент пролета самолета в диапазоне 6,5-8 км (между изотермами—10 °С и -20 °С) увеличение количества осадков, времени жизни облака и площади осадков при засеве изолированных облаков не является случайным и обусловлено изменениями в эволюции облаков, подвергнутых воздействию.

Подобный результат был получен и для облачных скоплений - «{кластеров». В труппе облаков с верхними границами ячеек от 6,5 до 8 км засеянные ячейки в среднем имели время жизни на 10,1 мин больше, дали осадков на 66 % больше, были на 1,6 км выше и имели площадь выпадения осадков на 28 — 32 % большую, чем контрольные ячейки облачных кластеров.

Проведена оценка эффекта воздействий на слоистообразиые облака по 93 опытам, проведенным в период с 1981 г. но 1989 г. Засев проводился на облака различного типа, характеризуемые широким спектром метеопараметров, значения которых находились преимущественно в рамках предварительно принятых критериев пригодности для засева. Воздействия проводились без применения рандомизации. Количественная оценка эффекта воздействия проводилась с применением «метода перемещающейся мишени», описанного выше (см гл.2). Примеры такой оценки при воздействиях на слоисто образные облака, отличающиеся интенсивностью выпадающих из них естественных осадков, приведены на рис 6 (а, б, в).

Рис.6 Диаграммы изменения средней интенсивности осадков на опытной (ОП) н контрольной(КП) площадках в опытах 8 февраля 1984 г. (а - без естественных осадков), 2 марта 1984 г. (б —со слабыми осадками) и 3 февраля 1985 г. (в —с умеренными естественными осадками)

Анализ результатов воздействий на слоистообразные облака по всем 93 опытам показал, что эффект увеличения осадков в результате засева удалось надёжно зафиксировать в 43 опытах. В остальных 50 опытах обнаружить увеличение осадков не удалось. Нужно отметить, что воздействия на облака проводились в более широком диапазоне метеорологических параметров, нежели тот, который был определен предварительными критериями пригодности облаков к засеву. По всей вероятности, это и определило в конечном счёте полученный результат. Более детальный анализ показал, что облака, в которых засев привел к увеличению осадков, по своим параметрам несколько отличались от облаков, в которых эффект не был обнаружен. Так, они имели более мощные засеваемые слои в оптимальном для температурного порога действия реагента диапазоне, были менее переохлаждены, имели в большинстве случаев значения нижней границы менее 1000 м и в 90 % случаев в этих облаках наблюдалось пересыщение водяного пара по отношению к поверхности льда, рассчитанное по эмпирическому соотношению:

Д = Т| -Тоа, » - <1 - 0,12 Тое, - 7,5 • Ю-4 Т^ где Т[- точка инея, Т^л- температура облачного воздуха, <1 - дефицит точки росы.

На рис. 7 приведено распределение опытов с выявленным и не установленным эффектом в зависимости от злака Д.

Рис,7 Распределение опытов с выявленным эффектом воздействия и без него в зависимости от злака Д Д-опыты с выявленным эффектом О - опыты без выявленного эффекта

Изучена зависимость интенсивности искусственных осадков от количества реагента, применяемого при засеве облаков. Получено, что при увеличении нормы расхода реагента интенсивность осадков вначале несколько растет, затем несколько уменьшается. Оптимальные нормы расхода такого реагента, как сухой лед, для наиболее повторяющихся в опытах слоев облачности с толщиной 500-1500 м составляли 400-1000 г/км. Уменьшение интенсивности осадков при увеличении нормы расхода происходит, по всей видимости, вследствие явления «перезасева», при

151 т.-т^ 1.0 0.5 0,0 -0.6 -1.0

-1.8

-51-20-49-10-14 -12-10 -в -6 -4 -2 О

котором в облаках создаются концентрации ледяных кристаллов, значительно превышающие концентрацию естественных кристаллов, и который приводит к тому, что при неизменной интегральной всщности осадкогенерирующего облачного слоя н постоянстве притока водяного пара резкое увеличение количества одновременно растущих частиц осадков сопровождается существенным замедлением процесса их роста, уменьшением их размеров и скорости падения, что, в свою очередь, вызывает заметное сокращение потока осадков из искусственно засеянного облачного слоя на некоторый промежуток времени. Происходит перераспределение осадков, убедительно показанное в опыте по созданию благоприятных погодных условий в дли празднования Дня Города в Москве 07.09.97 г. (см. рис. 8).

Рис. 8. Цифрокарта слоя осадков сЮ до 23 часов с линиями засева (а) и диаграмма изменения количества осадков в створе воздействий на облачность, натекающую на Москву (б) 07.09.1997 г. (стрелками указаны рубежи засевов)

В целом проведенный анализ показал, что при благоприятных условиях в облаках для искусственного увеличения осадков можно получить ощутимые добавки в виде дополнительных осадков. Так, при воздействии па изолированные конвективные облака увеличение осадков может доходить до 115 %, давая дополнительный объем осадков до 42 кт с каждого облака. Для ячеек кластеров относительное увеличение осадков составляет до 70 % при абсолютном увеличении их количества до 83 кт. При воздействии на слоилообразные облака относительное' увеличение осадков в отдельном опыте может составлять от 20 до 100 %, абсолютное же увеличение колеблется в достаточно широких пределах от 12 до 1400 кт.

В пятой главе описаны выполненные с участием автора производственные работы по регулированию осадков, проведепные как за рубежом, так и у нас в стране, в которых использовались результаты исследований, изложенные в диссертации.

Начиная с 1986 г. опытно-производственные работы по увеличению осадков проводились в Ставропольском крае (1986 - 1989 гг.), в Новосибирской области (1990 -1991 гг.), в районах Северного Казахстана (199! г.). С 1991 по 1997 гг. производственные работы по искусственному увеличению осадков выполнялись в рахосах международного коммерческого контракта в Сирийской Арабской Республике. С 1995 г. такие работы проводятся в республике Саха (Якутия). С 1999 г. по настоящее время совместные производственные работы но увеличению осадков ведутся в Исламской Республике Иран. Из перечисленных производственных работ по увеличению осадков на особом месте стоят работы, проводившиеся в Сирии. Эти работы были проведены в виде законченного цикла от предварительного научного обоснования (исследование условий и демонстрация разработанных методов в марте-апреле 1991 г.) до 5-летнего производственного проекта (1992 —1997 гг.) и полной передачи (продажи) российской технологии искусственного увеличения осадков сирийской стороне. Оценка эффекта воздействий проводилась с применением метода исторической регрессии, адаптированного для условий Сирии. Необходимость такой адаптации была вызвана прежде всего тем, что по условиям контракта воздействию подлежали все пригодные для засева облака и поэтому выбрать постоянную контрольную территорию было невозможно. Адаптированный применительно к условиям проекта в Сирин метод исторической регрессии был назван «методом плавающего контроля». Результаты оценки эффекта воздействия для Сирии в целом приведены в табл. 1

Таблица 1

Фактическое Опенка Эффект Относительная Уровень

Семи емн количество количества воздействий эффективность значимости

ос&дммц км3 осадков, ш1 км* возде&токй, */г

I 2 3 4 5 в

1991-1992 33.817 29,073 4,784 16.5

1992-1993 28.814 24,731 4,083 16,5 < 0,05

1993-1994 30.246 27,077 3,169 11,7 <0,05

1994-1993 14,0» 13.1» 0.9« 6,9

1995*1996 36.607 34.023 2.584 7.6 <0,05

1991-1996 29,667 26.530 3.086 11.6 <0,03

Из таблицы видно, что относительная эффективность воздействий, т.е. процентное отношение объема дополнительных осадков к их естественному значению за сезон для всей территории Сирии изменялось в период работ в пределах 6,9 - 16,5 % при средней величине 11,6%. При этом для трех сезонов (1992-1993, 1993-1994 и 1995-

1996 гг.) значения эффекта воздействие оказались статистически значимыми, как и оценка за весь период работ.

В целом, в результате активных воздействий на территории Сирии в период 19911996 гг. ежегодно было получено в среднем около 3,1 км3 воды дополнительных осадков, что составляет почти 12 % от их естественного объема.

Проект по увеличению осадков в Исламской Республике Иран был начат в 1999 г. и продолжается во настоящее время. В течение трёх сезонов 1999 г., 2000 г. и 2001 г. работы проводились с применением российского самолета-метеолабораторин Аи-30. К настоящему времени с помощью российской стороны оборудованы два самолета типа Ан-26 для продолжения работ по увеличению осадков. Количество дополнительных осадков, полученных за три указанных периода в провинции Йсзд,-приведены в таблице 2,

Таблица 2

Сезон Фактическое Оценка Эффект Относительная

количество количества воздействий эффективность

осадков, км3 осадков, км3 км* ВОЗДЕЙСТВИЙ,

1 2 3 4 5

1999 В.3393 6.« 14 1.М79 2*,7

3000 2,46 1,75 0,71 «и

2001 9,0766 тдгп 1.651« 22,2

В результате работ по искусственному увеличению осадков в провинции Йезд было получено от 0,71 до 1,86 км3 дополнительной воды за сезон.

Результаты опытно-производственных работ, проведенных в России и в бывшем СССР, приведены в таблице 3.

Таблица 3

характеристики Ставрополь 1986-1989 Якутия 1995-1997 2003-2005 Новосибирск 1990-1991 Северный Казахстан 1991

Площадь работ 105 (кмг) 30 -36 25 - 40 35 25 - 35 44,3

Количество дополнительных осадков (км1) 0,241-0,586 0,09-0,35 0,148-0,363 0,35-0,47 0,37

Относительное увеличение И 10 - 22 12 • 117 10,2 - 23,4 20 - 35 30 - 50

В Заключении диссертационной работы сформулированы основные результаты:

1. Впервые проведен комплексный физико-статистический эксперимент по исследованию процессов осадкообразования при засеве облаков кристаллизирующими реагентами с одновременным применением нескольких самолетов-мстеолабораторий и наземным радиолокационным сопровождением исследований.

2. Отработаны методические вопросы взаимодействия сложной многокомпонентной информационно-измерительной системы при проведении комплексного эксперимента.

3. Разработаны схемы парных полетов самолетов-метеолабораторий для проведения воздействия н исследования реакции облаков различного типа на засев,

4. Проведены парные синхронные самолетные исследования (одии С МП — засевающий, второй - исследовательский) изменений в поле параметров переохлажденных облаков различного типа, происходящих при их засеве кристаллизирующим реагентом.

5. Впервые разработан и применен «модуляционный засев», позволяющий с большой надежностью выделять на фоне естественной изменчивости параметров в облаках искусственно созданные возмущения с заданной частотой.

6. Разработан и применен метод «перемещающейся мшпеви», позволяющий на основе осадкомеркых данных наземного радиолокационного комплекса в ходе единичного опыта выделить и оценить изменения в поле естественных осадков, происходящие в результате воздействий.

7. Проведены, для выявления реакции облаков на засев, измерения микрофизических и термодинамических параметров в облаках, подвергавшихся засеву, и их сравнения с параметрами в невозмущенных засевом областях облачности.

8. Установлено, что при засеве в облаках происходит расширение спектра сверхкрупных облачных частиц с диаметром больше 200 мкм, при этом вид функции распределения облачных частиц не меняется.

9. Установлено, что при динамическом засеве происходит увеличение температуры засеваемого облачного объема в среднем от 0,2 до 0,5 что приводит к интенсивному росту облака и увеличению скорости восходящих движений в 1,5 - 2 раза.

10. Проведена физико-статистическая оценка аффекта воздействий для конвективных облаков и физическая оценка для слоистообразных облаков.

11. Уточнен класс конвективных и слоист ообразных облаков, засев которых приводит к увеличению осадков в результате засева.

12. Экспериментально подтверждено, что увеличение норм расхода реагента в слоистообразных облаках может привести к перезасеву и, как следствие, к перераспределению осадков, что имеет важное практическое значение

13. Разработан практический предиктор, диагностирующий наличие переохлажденной жидкохапельиой влаги в облаках по пересыщению водяного пара относительно поверхности льда.

14. Проведено внедрение результатов исследований по увеличению осадков при проведении отечественных и международных проектов.

Список публикаций по теме диссертации :

1. Берюлев Г.П., Данелян Б.Г., Серегин Ю.А., Черников A.A. Планирование физического эксперимента по проблеме искусственного увеличения осадков из фронтальных облачных систем., Тезисы докладов Всесоюзного семинара. «Планирование и оценка эффективности работ по искусстве иному увеличению осадков», М., Гидрометеонздат, 1984 г., с. 4-6.

2. Берюлев Г.П., Даяелян Б.Г., Иванов A.A. Использование радиолокационных средств для проведения работ по активным воздействиям с целью увеличения осадков н оценки их результатов., Тезисы докладов Всесоюзного семинара. «Планирование и оценка эффективности работ по искусственному увеличению осадков», М., Гидрометеонздат, 1984 г., с. 31-33

3. Берюлев ГЛ., Данелян Б.Г., Диневнч Л.А., Корнеев B.I1. Некоторые результаты по оценке эффективности воздействий на слонстообразные фронтальные облака с целью увеличения осадков, Тезисы докладов Всесоюзного семинара. «Планирование и оценка эффективности работ по искусственному увеличению осадков», М., Гидрометеонздат, 1984 г., с. 35-36,

4. Серогодский АЛ., Власюк M.IL, Данелян Б.Г., Прилепов В.Н., Серебров СЛ., Серегин Ю.А., Способ получения аморфного льда. Авторское свидетельство № 1166359,01 марта 1985 г.

5. Берюлев Г.П., Даяелян Б.Г., Невзоров А.Н. Об измерениях спектров кристаллов в полосах воздействий на слонстообразные облака. Труды ЦАО., вып., 162., М., Гидрометеонздат., 1986., с. 42-48.

6. Берюлев r.IL, Данелян БХ. Об одном методе опенки эффекте воздействий на фронтальные слоисгообразные облака но цифровым радиолокационным данным. Тезисы докладов З-Всесоюзного семинара. «Планирование в оценка эффективности работ по искусственному увеличению осадков», Тбилиси, 1986,, с. 65-69.

7. Берюлев Г.П., Данелян Б.Г., Серегин Ю.А., Черников A.A. Предварительные результаты работ по искусственному увеличению зимних осадков. Метеорология н гидрология,!987, № 3, с. 6-17.

8. Берюлев Г.П., Данелян Б.Г., Серегин Ю.А., Черников A.A. Физический контроль результатов воздействий при засеве фронтальных слонстообразных облаков. Тезисы докладов Всесоюзной конференции по активным воздействиям на гидрометеорологические процессы., ВНИИГМИ-МЦД., Обнинск., 1987., с. 133-134.

9. Берюлев Г.П., Данелян Б.Г., Власюк МЛ,, Серегин ЮЛ,, Topo ян Г.Р., Хворостьянов В.И., Черников АЛ Экспериментальное исследование и численное моделирование орографической облачной системы. Тезисы докладов международного симпозиума. «Взаимосвязь региональных и глобальных процессов в атмосфере и гидросфере»., Тбилиси., с. 12

10 Берюлев Г.П., Данелян Б.Г, Иванов ЛА Использование радиолокационных средств для проведения работ по активным воздействиям с целью увеличения осадков и оценки их результатов. Планирование и оценка эффективности работ по искусственному увеличению осадков., М., Гндрометеоиздат, 1988 г., с, 152-162

11. Берюлев Г.П., Данелян Б.Г., Диневич JI. А, Корнеев В.П Некоторые результаты по оценке эффективности воздействий на сяовскюбразные фронтальные облака с целью увеличения осадков., Планирование и оценка эффективности работ по искусственному увеличению осадков., М., Гидрометсоиздат, 1988 г., с. 166-173.

12. Берюлев Г.П., Данелян Б.Г., Власюк М.П., Серегин Ю.А., Тороян Г.Р., Хворостьянов В.И., Черников A.A. An experimental investigation and numerical simulation of the natural and seeded orographic cloud system., ProcJth WMO Sei. Conf.on Weather Mod. and Applied Cloud Phys, Geneva, 1989-, p. 243-246.

13. Берюлев Г.П., Данелян Б.Г., Власюк М.П., Серегин Ю.А., Тороян Г.Р., ХворостьяновВ.И., Черников ЛА. Экспериментальное исследование и численное моделирование орографической облачной системы. Метеорология и гидрология. ,1989., №7, с. 22-30.

14. Беляев В.П., Данелян Б.Г., Батиста Л., Ваддес М., Зацепина Л.П., Зимни Б.И., Мартинес Д., Серепт Ю.А. Эксперимент 1984 г. по засеву облаков на Кубе. Труды ЦАО., вып. Л 72., М„ Гидрометеоиздат., 1989.,е. 25-32.

15. Беляев B.IL, Данелян Б.Г., Батиста Л., Валдее М., Зацепина Л. П., Зимни Б Л, Мартинес Д., Серегин Ю.А. Результаты эксперимента 1985 г. по засеву конвективных облаков на Кубе. Труды ЦАО., вып.,172., М., Гидрометеоиздат., 1989.,с.З 2-40.

16. Батиста Л., Белинский О. И., Данедян БГ., Зимин Б.И., Колосков Б.П. Результаты оценки облачных ресурсов для регулирования осадков на Камагуэйском метеополигоне. Труды 4 Международной конференции по Тропической метеорологии., 1989., с. 330-335.

17. Батиста Л., Беляев В.П., Беликов С.Г., Данедян Б.Г., Зимин Б.И., Колосков-Б.П., Мельннчук Ю.В., Руденко Ю.М. Радиолокационные характеристики конвективных облаков и осадков в районе КМП на Кубе. Труды 4 Международной конференции по Тропической метеорологии.( 1989., с. 345-350.

18. Батиста Л, Беляев В.П., Данелян Б.Г., Зацепина Л.П., Зимин Б.И., Серегин Ю.А., Черников A.A., Вальдес М. Предварительная оценка возможности искусственного регулирования осадков в провинции Камагуэй (Куба) по данным рандомизированных экспериментов. Труды 4 Международной конференции по Тропической метеорология., 1989., с. 325-330.

19. Батиста Л., Белинский О. И., Беляев В.П., Данелян Б.Г., Зимин Б.И., Колосков Б.П., Мельничук Ю.В., Попова Л, Облачные ресурсы для увеличения осадков на КМП. Труды Всесоюзной конференции по активным воздействиям на гидрометеорологические процессы 1987г., Киев., 1990., с. 84-89.

20. Беляев ВЛ, Данелян Б.Г., Зацепина Л.П., Зимин Б, И., Серегин Ю.А., Черников A.A., Вальдес М., Мартнпес Д. Результаты рандомизированных экспериментов по засеву конвективных облаков на Кубе. Труды Всесоюзной конференции по активным воздействиям на гидрометеорологические процессы 1987г., Киев., 1990., с. 214-220.

21. Батиста Л., Беляев В.П„ Беликов С.Г., Данелян Б.Г., Зимин Б.И., Колосков Б.П., Мельничук Ю.В., Руденко Ю.М., Серегин Ю.А. Характеристики тропических конвективных облаков в районе Камагуэйского метеополигона (Куба) по данным радиолокационных наблюдений. Труды Всесоюзной конференции по активным воздействиям на гидрометеорологические процессы 1987г., Киев., 1990,, с. 521-526.

22. Берюлев Г.П., Данелян Б.П, Серегин ЮЛ, Черников A.A. Физический контроль результатов воздействий при засеве фронтальных словстообраэных облаков. Труды Всесоюзной конференши по активный воздействиям на гидрометеорологические процессы 1987г., Киев., 1990., с. 200-204.

23. Агапов Ю.В„ Данелян Б,Г., Коллаев A3., Колосков Б.П., Моргоев А.К., Гамбоа Ф. Evolution of supercooled liquid water and radar characteristics of the tropical convective cloud. Fifth Inter.Symp. on Tropic.Meteor. Obninsk^ö May- June 1991. Abstr, of Pap., 1991,p. 140.

24. Батиста JI., Беляев В.П., Данелян Б.Г., Зацепина Л.П., Зимин Б.И., Колосков БЛ„ Серегин ЮА. Вадьдес М., Мартннес Д., Перес К. Результаты экспериментов по активным воздействиям на изолированные облака и облачные кластеры на Камагуэйском метеорологическом полигоне. Труды ЦАО выпуск 177., М., Пщрометеоиздат., 1992 г., с. 54-61.

25. Берюлев Г.П., Беляев В.П., Данелян Б.Г., Зимин Б.И., Колосков Б.П., Черников A.A. Оценка эффеетивности и количества дополнительных осадков из конвективных облаков. Метеорология и гидрология.,1995., № 4., с. 66-86.

26. Берюлев ГЛ., Беляев В.П., Власюк МЛ., Данелян Б.Г.. Колосков ЕЛ., Корнеев В.П., Мельннчук Ю.В., Черников A.A. Опыт активного воздействия на облака над Москвой 9 мая 1995 г. Метеорология и гидрология.,1996., № 5., с. 71-82.

27. Берюлев ГЛ., Беляев В.П., Власюк М.П., Данелян Б.Г., Колосков Б.П., Корнеев В.П., Мельннчук ЮЗ., Черников А А. Активные воздействия на облака н оцени их результатов: опыт работы над Москвой 9 мая 1995 г. Обозрение прикладной и промышленной математики, сер. Вероятность и статистика, М., "ТВП",199б, тЗб, вып.2,с.149-162.

28. Беляев В.П., Данелян Б.Г., Колосков Б.П., Ю.В., Черников A.A. Основные результаты экспериментов по увеличению осадков из конвективных облаков иа Кубе. Труды ЦАО выпуск 181., М^ Гидрометеоиздат., 1996 г., с. 52-60.

29. Берюлев ГЛ., Власюк М.П., Данелян Б.Г„ Колосков Б.П., Корнеев В.П., Поздеев В.Н.,Федоров., Пропшн ЮЛ,, Дихтяренко., Ларионов ВЛ., Колмогоров A3, Результаты экспериментальных работ по ИУО в Якутии в 1995-1996 гг. Тезисы научной конференции Росгидромета декабрь 1996 г.

30. Беляев В.П., Данелян Б.Г., Зимин Б.И., Колосков Б.П., ЮЗ., Серегин Ю.А. Влияние технологических и погодных условий проведения опытов на эффективность воздействия. Труды ЦАО выпуск 181., М., Гидрометеоиздат., 1996 г., с. 38-51.

31. Берюлев ГЛ., Зимин Б.И., Мельничук Ю.В., Колоссов Б.П., Данелян Б.Г., Рябова Р.Ю., Руководящий документ. Методические Указания. Проведения работ по искусственному увеличению атмосферных осадков самолетными методами. РД 52.11.637-2002., Гидрометеоиздат, С-П, 2002 г.

32. Берюлев Г.П., Зимин Б.И., Мельничук Ю.В., Колосков Б Л., Данелян Б.Г., Рябова Р.Ю., Руководящей документ. Методические Указания. Проведения работ по искусственному увеличению осадков из слоистообразных облаков. РД 52.11.646-2003., Гидрометеоиздат, С-П, 2003 г.

33. V.P.Korneev., V.N-Stasenko., G.P.Beriulev., BJ.Koloskov., B.O.Danelian., J.Ortigao. Field studies of the possibility of precipitation enhancement by cloud seeding over the Portugal territory. WMP Report №39 Casablanca Morocco 7-12 April 2003 ELGHTH WMO scientific conference of weather modification.

34. B.P.Koloskov., G.PJ3eriulev., B.G.Danelian^, A.A.Chemikov., E.A.Samusenko., A.Semsaryazani., Pahlavanhosseiny., G. Amiiyazdani., Khatibi.

Result of precipitation enhancement operations in the central part of Iran during 19992001. WMP Report №39 Casablanca Morocco 7-12 April 2003 ELGHTH WMO scientific conference of weather modification

35. Плауде H.O., Зотов Е.И., Вычужанина M.B., Данелян Б.Г., Малахова НА. Результаты исследований характеристик атмосферного аэрозоля в Сирии. Метеорология и гидрологи*. ,2004,, Л» 1.,с. 71-82.

36. Берюлев Г.П., Данелян БХ., Невзоров АЛ. Исследование микрофизического строения холодных облаков над Сирией в мартс-апрслс 1991 г. Метеорология и гадрология.,2004.,№3., с. 51-61.

Подписано в печать 15,11.2006. Формат 60x84 1/1е. Гарнитура "Times" Бумага офсетная. Печать офсетная. Тираж 70 экз. Заказ № 046,

115230, Москва, Электролитный проезд, д. 7А, стр. 6 Тел.: 580 29 76,747 81 48 www.maska.su,¡nfo@maska.su

Содержание диссертации, кандидата физико-математических наук, Данелян, Баграт Григорьевич

Ведение.

Глава 1. Искусственное увеличение осадков из переохлаждённых облаков.

1.1 Физические основы искусственного увеличения осадков.

1.2 Средства и способы воздействий.

1.3 Искусственное увеличение осадков из конвективных облаков.

1.4 Искусственное увеличение осадков из облаков не конвективных форм.

Глава 2. Методика проведения комплексных экспериментов по увеличению осадков.

2.1 Информационно-измерительная система (ИИС) для исследований по искусственному увеличению осадков.

2.1.1 Задачи исследований и состав ИИС.

2.1.2 Самолётные средства исследований и воздействий.

2.1.3 Наземные радиолокационные измерительные комплексы.

2.1.4 Метеорологическое обеспечение исследований по АВ.

2.2 Методика засева и исследований конвективных облаков.

2.2.1 Выбор объектов воздействий и экспериментальных единиц.

2.2.2 Средства засева и схемы полётов при засеве и исследованиях конвективных облаков.

2.2.3 Определение критериев пригодности облаков для засева.

2.3 Методика засева и исследований зимних слоистообразных облаков фронтального происхождения.

2.3.1 Объекты и критерии пригодности облаков для засева.

2.3.2 Средства засева и схемы полётов при засеве и исследованиях слоистообразных облаков.

2.4 Комплексный контроль результатов воздействий.

2.4.1 Методика радиолокационных наблюдений.

2.4.2 Самолётные измерения параметров облаков при контроле результатов засева.

2.5 Методы оценки эффективности воздействий.

2.5.1 Физико-статистическая оценка результатов воздействий на конвективные облака.

2.5.2 Физико-статистическая оценка результатов воздействий на слоистообразные облака.

Глава 3. Опыты по активным воздействиям на облака и исследования реакции конвективных и слоистообразных облаков на засев льдообразующими реагентами.

3.1 Общая характеристика опытов по воздействиям на конвективные и слоистообразные облака.

3.1.1 Опыты по воздействию на конвективные облака.

3.1.1.1. Погодные условия развития конвективной облачности на КМП в дни проведения опытов.

3.1.2 Опыты по воздействию на слоистообразные облака.

3.1.2.1 Погодные условия развития слоистообразных облаков на ПМП в дни проведения опытов.

3.2 Реакция облаков на засев льдообразующими реагентами.

3.2.1 Зависимость реакции облаков от норм расхода реагентов и способов их внесения.

3.2.1.1 Конвективные облака.

3.2.1.2 Слоистообразные облака.

3.2.2 Изменения характеристик облаков при засеве льдообразующими реагентами.

3.2.2.1 Конвективные облака.

3.2.2.2 Слоистообразные облака.

Глава 4. Оценка эффективности воздействий и количества искусственно вызываемых осадков из конвективных и слоистообразных облаков.

4.1 Оценка эффекта воздействия и количества искусственных осадков из конвективных облаков.

4.1.1 Искусственное вызывание осадков из изолированных конвективных облаков.

4.1.2 Искусственное вызывание осадков из облачных кластеров.

4.2 Оценка эффекта воздействия и количества искусственных осадков из слоистообразных облаков.

4.3 Анализ параметров облаков, определяющих эффект воздействия.

4.3.1 Конвективные облака.

4.3.2 Слоистообразные облака.

Глава 5. Внедрение в практику методов искусственного увеличения осадков.

5.1 Работы по увеличению осадков в Сирии.

5.2 Работы по увеличению осадков в Иране.

5.3 Работы по увеличение осадков в России и в бывшем СССР.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Комплексный физико-статистический эксперимент по исследованию возможностей искусственного увеличения осадков"

Проблема искусственного увеличения осадков путем активных воздействий на облака имеет чрезвычайно важное народнохозяйственное значение. В целом ряде районов нашей страны возможность получения дополнительных осадков привела бы к положительным последствиям, как для повышения продуктивности сельскохозяйственного производства, так и для удовлетворения потребностей гидроэнергетики и целого ряда других отраслей народного хозяйства.

Успешное разрешение вопроса о воздействиях на облака в атмосфере наталкивается на ряд существенных затруднений. Основное затруднение обусловлено чрезвычайно большими масштабами процессов, приводящих к выпадению осадков. По этой причине любое прямое энергетическое воздействие на них требует таких затрат энергии, которые к настоящему времени недоступны. Однако в результате исследований последних десятилетий было установлено, что на режим развития естественных облаков в определенных условиях можно влиять и без расхода большого количества энергии, посредством воздействия на термодинамические и микрофизические процессы, которые управляют ростом облаков и формированием осадков. Было показано, в частности, что можно при малых затратах ввести большое число ледяных кристаллов в большие объёмы облаков, состоящих из переохлаждённых капель, стимулируя этим их рост и развитие в них осадков.

Воздействие на переохлажденные облака с целью увеличения осадков из них является одним из примеров эффективного использования неустойчивого состояния облачных процессов. Сам по себе принцип, на котором основана методика воздействия, довольно прост и базируется на использовании фазовой неустойчивости облака, когда определённой его части создаётся искусственная зона кристаллизации, которая так меняет кинетику образования крупной фракции, что облачные частицы быстро превращаются в частицы осадков.

К настоящему времени в различных географических районах мира выполнено огромное количество научных экспериментов и оперативных работ по искусственному увеличению осадков [1-48, 50-61, 96-118,128-162]. Однако, несмотря на это, сегодня ещё нельзя утверждать, что проблема искусственного регулирования осадков решена окончательно.

Это связано в первую очередь с тем, что до 80-х годов научные проекты по увеличению осадков проводились в основном с целью накопления опытных данных по искусственно вызванным осадкам и их статистической оценке. Исследования же самих облаков, подвергшихся засеву, носили не регулярный, чаще всего фрагментарный характер. Поэтому многие вопросы, связанные с пониманием процессов искусственного осадкообразования долгое время оставались экспериментально не изученными. Учитывая исключительную важность подобных исследований, ВМО в начале 80-х годов попыталась организовать Проект по увеличению осадков в Испании (ПУО) с привлечением разнообразных современных технических средств, как самолетных, так и наземных радиолокационных комплексов по измерению параметров облаков и осадков. Но, к сожалению, по ряду причин, в основном, связанных с финансированием, проект пришлось закрыть. Таким образом, вопросы, связанные с проблемой понимания процессов искусственного осадкообразования, остались не решенными.

В связи с этим, и в первую очередь для понимания физики искусственного осадкообразования, остро встал вопрос проведения комплексного физико-статистического эксперимента.

Для этого Центральной Аэрологической Обсерваторией были созданы, в соответствии с рекомендациями ВМО, специализированные метеорологические полигоны -один по Международному научно-техническому сотрудничеству на острове Куба, второй в Поволжье, на территории Пензенской области. Полигоны были оснащены наземными радиолокационными комплексами и дополнительными осадкомерными станциями. Были подготовлены специализированные самолеты метеолаборатории, оборудованные разнообразной научной аппаратурой и техническими средствами для проведения воздействий и исследований.

Целью диссертационной работы являлось:

Проведение тщательно спланированного комплексного физико-статистического эксперимента с разработкой специальных схем засевов и исследований, позволяющих выделить на фоне естественной изменчивости метеопараметров облаков искусственно созданные возмущения, приводящие к изменению параметров выпадающих из облаков осадков.

Исследование реакции облаков различных форм на засев их кристаллизирующими реагентами.

Создание оперативных методов выявления эффекта воздействия в поле выпадающих осадков, измеряемых радиолокационными вычислительными комплексами и оценка этих эффектов.

Внедрение результатов исследований в производственные работы по увеличению осадков.

Научная новизна

Впервые в области исследований по активным воздействиям проведен полномасштабный комплексный физико-статистический многосамолетный эксперимент с хорошо оборудованными наземными радиолокационными комплексами.

Предложен и применен так называемый «модуляционный засев», позволяющий выделять на фоне естественной изменчивости метеопараметров облачности искусственные возмущения.

Впервые проведены исследования изменений параметров облаков при одновременных синхронных полетах двух самолетов - метеолабораторий, один из которых производил засев, другой проводил исследования. Одновременно с этим проводились измерения облачных параметров наземными радиолокационными комплексами.

Уточнены параметры конвективных и слоистообразных облаков, пригодных для воздействия с целью увеличения осадков.

Изучены спектры сверхкрупных частиц облаков, являющихся зародышами осадков. Получено, что при засеве происходит значительное расширение спектра частиц, причем вид функции распределения частиц по размерам не меняется.

Научная и практическая ценность

Полученные результаты исследований существенно расширили понимание происходящих в облаках процессов естественного и искусственного осадкообразования.

Результаты исследований, явились основой для создания нормативной руководящей документации, регламентирующей проведение производственных работ по увеличению осадков, которые успешно внедряются в хозяйственную практику как у нас в стране (Ставрополь, Якутия, Новосибирск и т.д.) так и за рубежом (Сирия, Иран).

На защиту выносятся:

1. Методические вопросы проведения комплексных экспериментов.

2. Результаты исследований искусственного осадкообразования при засеве облаков различных форм кристаллизирующими реагентами.

3. Результаты применения исследований в производственных работах по увеличению осадков в различных географических районах мира.

Апробация работы Основные результаты докладывались на Всесоюзном семинаре по планированию и оценке эффективности работ по искусственному увеличению осадков 1984 - 1986 гг. (Москва), на Международных симпозиумах по тропической метеорологии 1985 (Ялта), 1987 (Гавана) и в 1991 (Обнинск), на Всесоюзной конференции по активным воздействиям 1987г. (Киев) на Международном симпозиуме по Взаимосвязям региональных и глобальных процессов в атмосфере и гидросфере 1988 г. (Тбилиси), на Международных конференциях по активным воздействиям 1989 г. (Женева) и в 2003 г. (Касабланка).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 33 печатных работ в том числе б в реферируемых журналах, получено одно свидетельство на изобретение, выпущено два руководящих методических документа.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. Работа изложена на 159 страницах, включая 50 рисунков и 33 таблицы. Список литературы содержит 166 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Физика атмосферы и гидросферы", Данелян, Баграт Григорьевич

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Впервые проведен комплексный физико-статистический эксперимент по исследованию процессов осадкообразования при засеве облаков кристаллизирующими реагентами с одновременным применением нескольких самолетов-метеолабораторий и наземным радиолокационным сопровождением исследований.

2. Отработанны методические вопросы взаимодействия сложной многокомпонентной информационно-измерительной системы при проведении комплексного эксперимента.

3. Разработаны схемы парных полетов для проведения воздействия и исследования реакции облаков различного типа на засев.

4. Проведены парные синхронные самолетные исследования (один СМЛ -засевающий, второй - исследовательский) изменений в поле параметров переохлажденных облаков различного типа, происходящих при их засеве кристаллизирующим реагентом.

5. Впервые разработан и применен «модуляционный засев», позволяющий с большой надежностью выделять на фоне естественной изменчивости параметров в облаках искусственно созданные возмущения с заданной частотой.

6. Разработан и применен метод «перемещающейся мишени», позволяющий на основе осадкомерных данных наземного радиолокационного комплекса в ходе единичного опыта выделить и оценить изменения в поле естественных осадков, происходящие в результате воздействий.

7. Проведены, для выявления реакции облаков на засев, измерения микрофизических и термодинамических параметров в облаках, подвергшиеся засеву, и их сравнения с параметрами в не возмущенных засевом областях облачности.

8. Установлено, что при засеве в облаках происходит расширение спектра сверх крупных частиц облаков диаметром больше 200 мкм, при этом вид функции распределения облачных частиц не меняется.

9. Установлено, что при динамическом засеве происходит увеличение температуры засеваемого облачного объема в среднем от 0,2 до 0,5 °С, что приводит к интенсивному росту облака и увеличению скорости восходящих движений в 1,5-2 раза.

10. Проведена физико-статистическая оценка эффекта воздействий для конвективных облаков и физическая оценка для слоистообразных облаков.

11. Уточнен класс конвективных и слоистообразных облаков, засев которых приводит к увеличению осадков в результате засева.

12. Экспериментально подтверждено, что увеличение норм расхода реагента может привести к перезасеву в слоистообразных облаках и как следствие к перераспределению осадков, что имеет важное практическое значение

13. Разработан практический предиктор, диагностирующий наличие переохлажденной жидкокапельной влаги в облаках по пересыщению относительно поверхности льда

14. Проведено внедрение результатов исследований по увеличению осадков при проведении международных и отечественных проектов.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата физико-математических наук, Данелян, Баграт Григорьевич, Долгопрудный

1. Аддерли И.И., «Некоторые аспекты засева облаков в Австралии», Труды V1.I Всесоюзной Конференции по физике облаков и активным воздействиям, Л., 1970, 494498.

2. Аксенов М.Я., Баззаев Т.В., Лесков Б.Н. и Плауде Н.О., «Исследования льдообразующей активности пиротехнических составов с Agl и РЬЬ в слоистых облаках.», Метеорология и Гидрология, 1988, №3, 41-47.

3. Амаро Л., Беляев В.П., Зимин Б.И., Петров В.В. и Поздеев В.Н., «Особенности метеорологических условий конвективных облаков в районе Камагуэйского метеополигона.», Труды ЦАО, 1989, вып. 172, 3-10.

4. Баззаев Т.В., Плауде Н.О. «Опыт воздействия на слоистые облака генераторами льдообразующих частиц производительности.», Труды VIII Всесоюзной конференции по активным воздействиям, Киев, 1989, 505-510.

5. Бартишвили Г.С., Зацепина Л.П., Зимин Б.И., Зонтов Л.В., Поздеев В.Н. и Серегин Ю.А., «Результаты эксперимента 1985 г. в Поволжье по вызыванию искусственных осадков из конвективных облаков.», Труды ЦАО, 1989, вып. 172, 71-79.

6. Батиста Л., Беляев В.П., Вальдес М., Данелян Б.Г., Зацепина Л.П., Зимин Б.И., Мартинес Д. и Серегин Ю.А., «Эксперимент 1984 г. по засеву конвективных облаков на Кубе.», Труды ЦАО, 1989, вып. 172,25-32.

7. Батиста Л., Беляев В.П., Вальдес М., Данелян Б.Г., Зацепина Л.П., Зимин Б.И., Мартинес Д., Серегин Ю.А., «Результаты эксперимента 1985 г. по засеву конвективных облаков на Кубе », Труды ЦАО, 1989, вып. 172, 32-40.

8. Батиста Л., Белинский О.Н., Беляев В.П., Данелян Б.Г., Зимин Б.И. и Колосков Б.П., «Результаты оценки облачных ресурсов для регулирования осадков на Камагуэйском метеополигоне.», Тропическая метеорология, Труды IV Международной конференции 1989,330-335.

9. Батиста Л., Попова Л., Белинский О.Н., Беляев В.П., Данелян Б.Г., Зимин Б.И., Колосков Б.П. и Мельничук Ю.В., «Облачные ресурсы для увеличения осадков на КМП», Активные воздействия, Труды Всесоюзной конференции, 1987, Киев, 1990, 8489.

10. Батиста Л., Колосков Б.П., Перера А. и Руденко Ю.И., «Результаты исследований радиолокационных характеристик конвективных облаков и осадков на КМП.», Труды ЦАО, вып. 177, 1992,81-94.

11. Беляев В.П., Вальдес М., Васильев и др., «Предварительные результаты исследований конвективных облаков на Кубе и воздействия на них с самолета ИЛ-14.», Сборник Трудов II Международного симпозиума, Тропическая метеоролгия, Гидрометеоиздат, 1985,116-125.

12. Беляев В.П., Зацепина Л.П., Зимин Б.И., Серегин Ю.А., Амаро Л., Вальдес М. и Морено А., «Комплексные исследования облаков тропической зоны и активные воздействия на них с целью вызывания осадков», Метеорология и Гидрология, 1987, №11,109-110.

13. Беляев В.П., Вальдес М., Мартиыес Д., Петров В.В. и Потемкин В.Г., «Результаты самолетных исследований термодинамических и микрофизических характеристик конвективных облаков в районе КМП.», Труды ЦАО, вып. 172, 1989, 16-25.

14. Беляев В.П., Мартинес Д., Петров В.В., Перес К. и Пуэнтес Г., «Результаты самолетных исследований засеянных и контрольных облаков в опытах по искусственному воздействию на Кубе.», Труды ЦАО, вып. 177, 1992, 62-81.

15. Берюлев Г.П., Данелян Б.Г. и Невзоров А.Н., «Об изменениях спектров кристаллов в полосах искусственных воздействий на слоистообразные облака.», Труды ЦАО, вып. 162, 1986, 42-48.

16. Берюлев Г.П., Винниченко Н.К., Иванов А.А., Серегин Ю.А., Черников А.А. и Шметер С.М., «Организация опытных работ по искусственному увеличению осадков на полигоне в Поволжье.», Труды ЦАО, вып. 162, 1986, 3-14.

17. Берюлев Г.П., Серегин Ю.А., Данелян Б.Г. и Черников А.А., «Предварительные результаты работ по искусственному увеличению зимних осадков.», Метеорология и Гидрология, 1987, №3, 6-17.

18. Берюлев Г.П., Данелян Б.Г., Серегин Ю.А. и Чернников А.А., «Физический контроль результатов воздействия при засеве фронтальных слоистых облаков.», Труды Всесоюзной конференции, 1987, Киев, 1990, 200-204.

19. Берюлев Т.П., Беляев В.П., Данелян Б.Г., Зимин Б.И., Колосков Б.П. и Черников А.А., «Оценка эффективности воздействий и количества дополнительных осадков из конвективных облаков.», Метеорология и Гидрология, 1995 , № 4, 66-85 .

20. Берюлев Г.П., Беляев В.П., Данелян Б.Г., Колосков Б.П. и Черников А.А., «Основные результаты экспериментов по увеличению осадков из конвективных облаков на Кубе.», Труды ЦАО, 1996 ,№,181, 52-60.

21. Берюлев Т.П., Данелян Б.Г., Невзоров А.Н. «Исследование микрофизического строения холодных облаков над Сирией в марте апреле 1991 г.» Метеорология и Гидрология, №3,2004,51-61.

22. Беспалов Д.П., Козлов В.Н., Матвеев JI.T. «Психрометрические таблицы.» Л., Гидрометеоиздат, 1972, 233 с.

23. Боровиков A.M., Мазин И.П., Невзоров А.Н. «Некоторые результаты измерений распределения крупных частиц в облаках .» Труды ЦАО, вып. 36, 1961, 3-13.

24. Бурлуцкий Р.Ф., «Осадкообразующие процессы на Кубе.», Труды Гидрометцентра СССР, 1973, №101, 100с.

25. Буйков М.В., «Теория образования осадков из переохлажденных облаков и проблема регулирования осадков из фронтальных облаков.» Труды VIII Всесоюзной конференции по физике облаков и активным воздействиям, JI, Гидрометеоиздат, 1970, с. 111-121.

26. Буйков М.В., «Влияние искусственного засева переохлажденных слоистых облаков на динамику атмосферных движений.», Труды УкрНИГМИ, вып. 125, 42-55.

27. Буйков М.В. и Пирнач М.В., «Численное моделированиеискусственного воздействия на смешанные слоистообразные облака.», Труды УкпНИГМИ, 1975, вып. 137, 25-31.

28. Буйков М.В., Бондарчук Ю.В., Войт Ф.Я. и др., «Оценка результатов экспериментов УкрНИГМИ по искусственному увеличению осадков.», Труды Всесоюзной конференции по активным воздействиям, Киев, 1990, 220-227.

29. Вальдес М., Мартинес Д., Медведев Г.А. и Руис А., «Характеристика конвективных облаков и воздействия на них с самолета Ан-26.», Тропическая метеорология, Труды II Международного симпозиума, 1985, 126-135.

30. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика, М, Высшая школа, 1977, 497 с.

31. Зацепина Л.П., Зимин Б.И., Зонтов Л.Б., Поздеев В.Н. и Серегин Ю.А., «Методика и условия проведения эксперимента по засеву облаков в Поволжье.», Труды ЦАО, 1986, вып. 162, 23-35.

32. Зацепина Л.П., Зимин Б.И., Петров В.В., Поздеев В.Н. и Серегин Ю.А., «Эксперимент 1984 г. в Поволжье по засеву конвективных облаков: условия проведения и результаты.», Труды ЦАО, 1989, вып.172, 63-71.

33. Зацепина Л.П., Зимин В.И., Серегин Ю.А. и Цой О.В., «Воздействия на конвективные облака в Поволжье в расширенном температурном диапазоне.», Труды ЦАО, вып. 177, 1992,3-18.

34. Зацепина Л.П., Зимие Б.И., Поздеев В.Н,, Серегин Ю.А. и Цой О.В., «Оценка влияния воздействий на эволюцию конвективных облаков в Поволжье по данным экспериментра 1989 г.», Труды ЦАО, вып. 177, 19-43.

35. Зимин Б.И., «Исследования процессов искусственного осадкообразования в конвективных облаках», Обзорная информация ВНИИНМИ-МИД, сер. Метеорология, Обнинск, 1987, вып. 9, 47с.

36. Имамжданов Х.А. и Кадыров Б.Ш., «Опыты по вызыванию осадков из конвективного облака в Средней Азии.», Труды Всесоюзной конферениции по АВ на гидрологические процессы, киев, 1987, Л., Гидрометеоиздат, 1990, 248-251.

37. Корниенко Е.Е., «Результаты эксперимента по воздействию на кучево-дождевые облака с целью искусственного регулирования осадков.», Труды УкрНИГМИ, вып. 187, 1982,3-25.

38. Коротов А.И., Мягков А.Е, Руденко А.Б. и Шупяцкий А.Б., «Цифровая обработка данных метеорологических радиолокаторов.», Радиометеорология, Л., Гидрометеиздат, 1984, 65-68.

39. Курбаткин В.П., Рахман-Заде Г.З. и Ушинцева В.Ф., «Трехлетний эксперимент по увеличению осадков в Средней Азии.», Труды Всесоюзной конференции по АВ, 1990, 248-251.

40. Леонов М.П. и Перелет Г.И., «Активные воздействия на облака в холодное полугодие.», Л., Гидрометеоиздат, 1967,152с.

41. Лесков Б.Н., «Предварительные результаты сопоставления количества полученных осадков и водозапасов засеянных фронтальных облаков.», Труды УкрНИГМИ, 1971, вып.106, 38-41.

42. Лесков Б.Н., «Результаты воздействий на фронтальные облака с целью увеличения осадков в холодный период года.», Труды УкрНИГМИ, 1972, вып. 114, 124-137.

43. Лесков Б.Н., «Результаты воздействий на облака холодного периода года с целью увеличения осадков.», Труды УкрНИГМИ, 1978, вып. 163, 5-14.

44. Мазин И,П., Шметер С.М. «Кучевые облака и связанные с ними деформация полей метеоэлементов.», Труды ЦАО, вып. 134,1977, 127с.

45. Максимов B.C., Осокина И.А. и Хусид С.В., «Об опыте организации работ по увеличению осадков в интересах водоснабжения городов Южного Крыма.», Труды Всесоюзной конференции по АВ, Киев, 1990, 227-233.

46. Мартинес Д., Перес К., Беляев В,П, и Петров В.В., «Термодинамические характеристики тропических конвективных облаков.», Тропическая метеорология, Труды IV Международного симпозиума, 1989, 351-359.

47. Половина И.П., «Воздействия на внутримассовые облака слоистых форм.», Л., Гидрометеоиздат, 1971, 216с.

48. Плауде П.О., Зотов Е.И., Вычужанина М.В., Данелян Б.Г., Монахова Н.А. «Аэрозольные исследования над территорией Сирии», Метеорология и Гидрология, № 1,2004, 25-33.

49. Прихотько Г.Ф., «Искусственные осадки из конвективных облаков.», Л., Гидрометеоиздат, 1968, 175с.

50. Риль Г., «Тропическая метеорология.», М., 1983, 365с.

51. Справочник «Облака и облачная атмосфера.», Под ред. И.П. Мазина, А.Х. Хргиана и И.М. Имянитова, Л., Гидрометеоиздат, 1989, 647с.

52. Справочник «Атмосфера.», Под ред. Ю.С. Седунова, Л., Гидрометеоиздат, 1991, 508с.

53. Сталевич Д.Д. и Учеваткина Т.С., «Нормы расходов льдообразующих реагентов при искусственном вызывании осадков из конвективных облаков.», Труды ГГО, вып. 262, 1971,43-53.

54. Труды Всесоюзной конференции по активным воздействиям на гидрометеорологические процессы., Л., Гидрометеоиздат, 1990, 609с.

55. Шметер С.М., «Термодинамика и физика конвективных облаков.», JL, Гидрометеоиздат, 1987,287с.

56. Akimov N.M., Leskov B.N., «Results of field experiments on artificial of precipitation from stratiform clouds in the Ukraine.», VI WMO Conference on Weather Modification, Italy, 1994, v.2, 621-625,.

57. Baddour 0., Benassi M. and Ouldbba A.A., «An evaluation trial of the Morocco's «Alghait» Weather Modification Program», VI WMO Conference on Weather Modification, 1994, v. 1, 333-337.

58. Bailey I.H., «The feasibility of seeding clouds in Western Australia.», Papers presented at the 4th WMO Science Conference on Weather Modification Geneva, 1985, 407-410.

59. Beliaev V.P., Koloskov B.P. et al, «А physical evaluation of the suitability of convective clouds for seeding.», VI WMO Conference Weather Modification, Italy, 1994, v.2, 349-353.

60. Beliaev V.P., Koloskov B.P. et al, «Investigation of the processes involved in the formation of rain in tropical convective clouds.», VI WMO Conference Weather Modification, Italy, 1994, v.2, 353-357.

61. Berjulev G.P. et al, «Methodology and some results of cloud seeding experiments at Penza meteorological site.», Papers presented at the 4th WMO Science Conference on Weather Modification, Geneva, 1985, 529-533.

62. Braham R.R., «The water and energy budgets of the thunderstorm and their relation to thunderstorm development.», J., Meteorol., 1952, v.9, 227p.

63. Braham R.R., «What is the role of ice in summer rain showers?», J., Atmos. Science, 1964, v 21,640-645.

64. Braham R.R., «Presipitation enhancement A scientific challenge.», Meteor., Monogr., AMS, 1986, v.21,171p.

65. Brown K.J., Tomlinson E.M., «Precipitation augmentation in Greece.», VI WMO Conference on Weather Modification, Italy, 1994, v.2, 387-391.

66. Changnon S.A., Czys R.R., «Results from the 1989 Cloud Seeding Experiment in Illinois.», Symp, on Weather Modification, 1992, AMS, 74-79.

67. Chernikov A.A., Koloskov B.P., Seregin Yu.A., Zimin B.I., «Results of experiments on precipitation enhancement from convective clouds in the Camaguey experimental area, Cuba.», VI WMO Conference on Weather Modification, 1994, v.2, 361-365.

68. Dennis A.S., «Cloud seeding to enhance summer rainfall in the Northern Plains.», Rep. 7410, 1974, South Dakota School of Mines and Technology, Rapid City, 160p.

69. DelPAngelo A., Micale F., List R., «Progetto Pioggia. The Italian Rain Enhancement Project.», VI WMO Conference on Weather Modification, Italy, 1994, v. 1, 11-15.

70. Deshler Т., Rauber R.M., Humphries G.H., «А comparison of snowfall characteristics from winter storms over coastal and inland mountain barriers.», Conference on Cloud Physics of the AMS, 22-26 Sept. 1986, Snowman Co., 1219-1222.

71. Deshler Т., Reynolds D.W., Huggins A.W., «Physical response of winter orographic clouds over the central Sierra Nevada to airborne using dry ice or silver iodide.», J. Atmos. Oceanic Tech., v.5, №5, 547-560.

72. Dessens J., «Photogrammetric measures on the apparent freezing level in cumulus clouds not seeding with silver iodide.», Nubila, 1964, v.6, №1, 87-90.

73. Duan Y., Wu Z. et al, «The study of stratiform cloud microstructure and the condition of cloud seeding in different seasons over Heibei province area, China.», VI WMO Conference on Weather Modification, Italy, 1994, v.2, 627-6.

74. Elliott R.D., Brown K.I., «The Santa-Barbara Project downwind effects.», Proc. Intern. Conference on Weather Modification, Canberra, Australia, 1971.

75. Elliott R.D., «Review of wintertime orographic cloud seeding. In: «Precipitation enhancement - A scientific challenge»» by R.R. Braham, AMS Monograph, 1986, v.43, 87104.

76. Fletcher N.H., «The physics of rainclouds.», Cambridge, Univ., Press, 1962, 386p.

77. Gagin A., Neumann J., «Rain stimulation and cloud physics in Israel.», Weather and Modification, W. N. Hess, Ed., Wiley, 1974, 454-494.

78. Gagin A., Neumann J., «The second Israeli cloud seeding experiment the effect of seeding on varying cloud populations.», WMO № 443,1976, 195-204.

79. Gagin A., Rosenfeld D., Woodley R.E., Lopez R.E., «Results of seeding for dynamic effects on rain cell properties in FACE-II.», J. Climate and Applied Meteor., 1986, 3-13.

80. Golden J.H., «Resent advances in US weather modification science and technology.», VI WMO Conference on Weather Modification, 1994, v.l, 275-279.

81. Green J.S.A., Ludlam F.H., Mtllveen J.F.R., Isentropic relative flow analysis and parcel theory. Qurt. J. Roy. Meteorol. Soc., 1966, vol 92

82. Hallett J., Mossop S.C., «Production of secondary ice particles during riming process», Nature, 1974, v.249, 26-28.

83. Henderson T.J., «Results from three rain/snow enhancement cloud seeding programs in the southern Sierra Range of California.», Proc. Fifth WMO Science Conference on Weather Modification and Applied Cloud Physics, Beijing, China, Geneva, 1989, 563-566.

84. Hobbs P.V., Matejka T.J., «Precipitation efficiencies and the potential for artificially modifying extratropical cyclones.», Papers presented at 3th WMO Science Conference on Weather Modification , Geneva, 1980, 9-15.

85. Howell W.E., Todd С.J., «Strong responses of selected cloud classes across many seeding projects.», Proc. Fourth WMO Science Conference on Weather Modification, Honolulu, USA, Geneva, WMO, 1985, 669-674.

86. Jsado G.A., «Summer cumulus life. Importange to static mode seeding precipitation enhancement.», A scientific Challenge, Boston, 1969, 25-28.

87. Jurica G.M., Pani E.A., «А preliminary design of a rainfall enhancement over West Texas.», Proc. Fourth WMO Science Conference on Weather Modification, Honolulu, USA, Geneva, WMO, 1985, 369-374.

88. Jurica G.M., Sero K.D., «Microphysical properties of cumulus congestus clouds observed during Texas HIPLEX.», .», Proc. Fourth WMO Science Conference on Weather Modification, Honolulu, USA, Geneva, WMO, 1985, 363-368.

89. Jurica G.M., Woodley W.L., «The design of the Southwest Cooperative Program Rainfall Enhancement.», Texas Water Commission, Austin, TX, 1985, 140p.

90. Knight C.A., «The Cooperative Enhancement.(CCOPE).», Bull. Amer. Met. Soc., 1982, v.2, №4, 386-393.

91. Koenig L.R.,«The glaciation behavior of small cumulonimbus clouds.», J. Atmos. Science, 1963, v.20, 29-47.

92. Koloskov B.P., Melnichuk I.V., Abbas A. Statistic al estimation of cloud seeding operations in Syria (1991-1996) Seventh WMO Sci. Conf. On Weath. Modification, 1999, V.l,p. 161-164.

93. Kraus T.W., Bruintjes R.T., Verlinde J., Kahn A., «Microphysical and radar observations of seeded and nonseeded continental cumulus clouds.», J. Chem. and Appl. Meteorol., 1987, v.26, 585-606.

94. Kurbatkin V.P., Kadyrov B.S. et al, «The results of cloud modification aimed at precipitation enhancement in the target area of Uzbekistan (1985-1991).», VI WMO Conference on Weather Modification, Italy, 1994, v.2, 641-645.

95. Martines D., Perez C., Beliaev V. et al, «Results of field experiments on artificial rain by convective cloud seeding over Cuba.», VI WMO Conference on Weather Modification, Italy, 1994, v.2, 375-379.

96. Nirel R., Rosenfeld D., «Estimation of the effect of operational seeding on rain amounts in Israel.», VI WMO Conference on Weather Modification, Italy, 1994, v.2, 573-577.

97. Oddie B.C.V., «First results of the meteorological office experiments on the artificial stimulation of rainfall.», Met. Magazine, 1959, v.88, 129-135.

98. Ogden T.L., Jayaweere K.O.L.F., «Cloud seeding effects on the different dailly rainfall.», J. Appl. Meteorol., 1971, v.10, №5, 1002-1003.

99. Papers submitted to the Fifth WMO Scientific Conference on Weather Modification and Applied Cloud Physics., WMO Rap., №12, Beijing, China, May 1988, 717p.

100. Parish T.R., «Barrier winds along the Sierra Nevada Mountains.», J. Appl. Meteor., 1982, v.21, 925-930.

101. PEP, №5, Cloud Seeding Reagents, Geneva, 1977, 13p.

102. PEP, №6, Areal Extension Seeding Effects in Relation to Precipitation Enhancement Project., Geneva, 1977, 56p.

103. PEP, Rep. №28, WMO, Geneva, 1982.

104. Plan for Precipitation Enhancement Project., Geneva, PEP, 1976, Rep. №3, 1-20.

105. Plan for Precipitation Enhancement Project., WMO, Weather Modification Programme, Rep. №3, 1976, 43p.

106. Rangno A.L., Hobbs P.V., «А reevaluation of the CLIMAX cloud seeding experiments using NOAA published data.», J. Clim. Appl. Meteor., 1987, v.26, 757-762.

107. Rauber R.M. et al, «The characteristics and distribution of cloud water over the mountains of Northern Colorado during wintertime storms. Part I: Temporal variations.», J. Clim. Appl. Meteor., 1986, v.25,468-488.

108. Rauder R.M. et al, «The characteristics and distribution of cloud water over the mountains of Northern Colorado during wintertime storms. Part II: Spatial distribution and microphysical characteristicacs.», Ibid., 1986, 489-504.

109. Reinking R.F. «The NOAA Federal/State Cooperative Program in Atmospheric Modification Research: A new era in science responsive to regional and national water resources.», Symp. on Plan and Inadv. Weather Modification, AMS, Atlanta, 1992, 136-144.

110. Reynolds D.W., «Denning of a ground based snowpack enhancement program using liquid propane.», Proc. Fifth WMO Science Conference on Weather Modification and Applied Cloud Physics, Beijing, China, 8-12 May 1989, 159-162.

111. Reynolds D.W., Dennis A.S., «А review of the Sierra Cooperative Pilot Project.», BAMS, 1986, v.67, 513-523.

112. Reynolds D.W., «А report on winter snowpack augmentation.», BAMS, 1988, v.69, №11, 1290-1300.

113. Reynolds D.W., Kuciauskas A.P., «Remote and in situ observation of Sierra Nevada winter mountain clouds: Relationships between mesoscale structure, precipitation and liquid water/ », J. Clim. Appl. Meteor., 1988, v.27, №1, 14-156.

114. Reynolds D.W., Woodley W.L. et al, «New results and insights to dynamic cloud seeding.», VI WMO Conference on Weather Modification, Italy, 1994, v.2, 401-405.

115. Reynolds D.W., Woodley W.L., «Effects of cloud seeding in west Texas: Additional results and new insights.», J. Appl. Meteor., 1993, v.33, 1048-1066.

116. Ryan B.F., Wishart E.R., Shaw D.E., «The growth rate and densities of ice crystals between -3°C and -21°C.», J. Atmos. Science, 1976, v.33, 842-850.

117. Sax R.I., Thomas J., Bonebrake M., «Ice evolution within seeding and non-seeding Florida cumuli.», J., Appl. Meteor., , v. 18, 203-214.

118. Schleusener R.A., Boud E.J., «Weather modification program for south Dakota.», J. Hydraul. Div. Proc. Amer. Soc. Civ. Eng., 1972, v.98, №9,1515-1526.

119. Sen O., Kilic A., «First National Rain Enhancement Project (Finrep) in Istanbul Results and case study on November 10 and 28 1990.», VI WMO Conference on Weather Modification, Italy, 1994, v.l, 337-341.

120. Shipilov O.I., Koloskov B.P., Abbas A., «Statistical evaluation of cloud seeding operations in Syria (1991-1993).», VI WMO Conference on Weather Modification, Italy, 1994, v.2, 341-345.

121. Silverman B.A., «HIPLEX-I: A convective rainfall enhancement experiment.», Proc. Third WMO Science Conference on Weather Modification, Clermont-Ferrand, 1980, v.l, 165-172.

122. Simpson J., Woodley W.L., «Seeding cumulus in Florida: New 1970 results.», Science, 1971, v.l72, №3979, 117-126.

123. Simpson J. «Weather modification paradoxes.», Symp. on Plan, and Inadv. Weather Modification, AMS, 1992,1-4.

124. Sixth WMO Scientific Conference on Weather Modification., WMO Report №22, Paestum, Italy, May-June 1994, 703p.

125. Smirh P.L., Miller J.R., Orville H.D., Hirsch J.H., A.A. and Priegnitz, «Research for physical evaluation of the North Dakota Cloud Modification Project.», Preprints Fourth WMO Science Conference on Weather Modification, WMD-TD, №53,1985,VI, 209-214.

126. Smith E.I.et al, «А cloud seeding experiment in South Australia.», J., Appl. Meteor., 1963, v.2, №5, 565-568.

127. Smith E.I.et al, «А cloud seeding experiment in New England, Australia.», J., Appl. Meteor., 1965, v.4, №4,433-441.

128. Stith J.D., Griffith D.A. et al, «Aircraft observations of transport and cumulus clouds.», J., Clim. Appl. Meteor., 1986,v.25, 1959-1970.

129. Super А.В., «Further exploratory analysis of the Bridger Range winter cloud seeding experiment.», J., Appl. Meteor., 1986, v.25, 1926-1933.

130. Super A.B. et al, «Microphysical effects of wintertime cloud seeding with silver iodide over the Rocky Mountains. Part I: Experimental design and instrumentation.», J., Appl. Meteor., 1988, v.27, №10,1145-1151.

131. Nakeda K., «An evidence of effects of dry-ice seeding on artificial precipitation.», J., Appl. Am. Meteor. Soc., 1964, v.3, №1.

132. Vardiman L., More I.A., Elliott R.D., «Generalized seedability criteria for winter orographic clouds.», WMO, 1976, №443, 41-43.

133. Vali G., «Characteristics of persistent liquid water regions in clouds of the Duero Basin.», Papers of Ninth AMS Conference on Weather Modification., Salt Lake City, 1984, 312-313.

134. Weistein A.I., VacCready P.В., «An isolated cumulus cloud modification project.», J., Appl. Meteor., 1969, v.8, №6, 935-937.

135. Wexler R., «Efficiency of natural rain.», In: «Physics of Precipitation» Geophys, Monographs, №5, AGU, 1960, 11-18.

136. Wood A.D., «Presiritation physics research in Eastern Canada.», Canad. Aeronaut Journ., Ottava, March, 1960,1-25.

137. Woodley W.I., Sax R.I., «The Florida Area Cumulus Experiment: Rationale, design, procedures, results and future course.», NOAA Tech. Reps. ERL-354-WMPO 6, 1976, 204p.

138. Woodley W.L. et al, «On NOOAA's Florida Area Cumulus Experiment (FACE) main rainfall results 1970-1975.», WMO, 1976,№443, 151-158.

139. Woodley W.L., Jordan J., Barnston A., Simpson J., Biondini R., Flueck J., «Rainfall results of the Florida Area Cumulus Experiments.», J., Appl. Meteor., 1982, v.21 №2, 139164.

140. Woodley W.L., Gagin A., Rosenfeld D., «Assessment of seeding effects in SWCP of 1986.», «Final Report. Woodley Weather Consultants», Boulder, Co., 1987,44p.

141. Woodley W.L., Rosenfeld D., «Assessment of Treatment in SWCP.», «Woodley Weather Consultants», Boulder, Co., 1988, 388p.

142. Woodley W.L., Rosenfeid D., «Seeding supercooled cumuli for rain enhancement. Progress and prospects.», Sysp. On Plan, and Weather Modification, 1992, 18-27.

143. Woodley W.L., Rosenfeid D. et al, «Design of Thailand Rainmaking Demonstration Project on Cold Clouds.», VI WMO Conference on Weather Modification., Italy, 1994, v.2, 345-349.

144. Walsh P.A., «Seedability and precitation efficiency of an upslopefrontal storm. », III WMO Science Conference, Geneva, 1980, 515-522.