Искусственная кристаллизация
Важнейшим событием на пути к воздействиям на осадкообразующие процессы было открытие Шефером (США) в 1942 году возможности использования искусственной кристаллизации переохлаждённых капель с помощью твёрдой углекислоты (сухого льда), а вскоре Воннегутом (США) в 1947 году — йодистого серебра. Важнейшими «пионерскими», объясняющими процесс образования града и осадков, являются работы американских учёных Ладлэма, Лэнгмюра, Шумана, Лемонса, Вейкмана, Бовена, Маршала, российских учёных Шишкина, Кирюхина, Шметера, Мазина, Гайворонского, Сулаквелидзе, Карцивадзе.
После многочисленных теоретических и экспериментальных исследований физики облако-и-осадкообразования большинством учёных за основу принята схема, предложенная Финдайзеном и Бержероном. При появлении ледяных частиц в капельном облаке сразу же начинается конденсация пара на лёд, что вызывает испарение жидких капель. Такая фазовая перегонка, или переконденсация, называемая процессом Бержерона — Финдайзена, положена в основу современной науки о холодных облаках, как фактор, обязанный за считанные минуты переводить двухфазное облако в конечно-устойчивое ледяное состояние.
Однако, всё это в теории. На практике всё обстоит гораздо сложнее. Чаще всего облака различных форм находятся в двухфазном состоянии. Рассмотрим один пример из практики. Представим себе кучево-дождевое градоопасное облако высотой 12 км и радиусом 10 км на уровне коэффициента радиолокационной отражаемости Z равной 10 dBZ. Таким образом, объём такого облака составляет 𝜋𝑟>2*H, т. е. около 4×10>3 км>3. Представим себе, что мы запустили в это облако 200 ракет «Алазань», что равносильно 200 кг реагента. Один грамм реагента при температуре -4>0C создаёт 10>14 ядер кристаллизации. Одна ракета (килограмм реагента) вдоль своей трассы создаёт 10>17 ядер кристаллизации. Т.е. 200 ракет создают 2*10>19 ядер кристаллизации вдоль своих веерно расположенных трасс. При температуре минус 4 градуса и ниже эти ядра кристаллизации становятся ледяными ядрами, конкурирующими с естественными ядрами за переохлаждённые капли и водяной пар. Примем, что 20% этих ядер не попадают в должную среду и пропадают. Остаётся из 2*10>19 только 1.6*10>19 ядер кристаллизации. Но затем из-за разных причин от них может остаться только 10>18 ядер — тружеников, которые, превратившись в ледяные ядра, должны забрать на себя всю питательную среду потенциальных градин.
Итак, допустим, что каждый кубокилометр облака получил за этот час 10>18 ядер кристаллизации. Примем, что для положительного результата необходимо обеспечить должную концентрацию этих искусственных ледяных ядер в первые 5 минут с момента обнаружения градоопасной ячейки. Предположим, что в эти пять минут нам удалось запустить 100 ракет из 200, т. е. 50% всех ядер кристаллизации, что соответствует 0,5×10