Осадки можно провоцировать или, напротив, блокировать при помощи лазера, уверены швейцарские и немецкие учёные. Недавно они стимулировали вполне измеримую конденсацию воды в атмосфере при помощи луча, направленного с земли.
Исследователь контролирует направление лазерного луча, используемого в опыте (фото Claude Delhaye, CNRS).
О рождении технологии генерации осадков при помощи инфракрасного лазера группа европейских физиков заявила 3 года назад. Тогда учёные провели серию опытов в лаборатории и весьма ограниченные по результатам пробы на открытом воздухе.
[quote=Разработка метода вызывания осадков лазером]Мощные короткие импульсы лазера провоцируют конденсацию воды в перенасыщенном влагой холодном воздухе. Об этом сообщила группа физиков из Свободного университета в Берлине (Freie Universität Berlin) и университетов Женевы (Université de Genève) и Лиона (Université Lyon 1).
Схема установки: A – основной лазер, B – измерительный лазер, C – приёмник измерительного лазера, D – фотокамера, E – источник тепла и пара, F – холодное основание (иллюстрация Philipp Rohwetter et al./Nature Photonics).
Свою идею учёные противопоставляют традиционному методу вызывания осадков: засеву облаков с самолёта частицами солей серебра, сухим льдом и другими реагентами. Эта процедура определённо дорогая. Вместо неё исследователи из трёх стран предлагают обстреливать облака с земли ультракороткими и сверхмощными лазерными импульсами, настройкой параметров которых можно добиваться их фокусировки на заданной высоте.
Физики провели опыт с воздухом внутри камеры. Для его обстрела они применили инфракрасный лазер, выдающий импульсы длительностью 60 фемтоcекунд и мощностью 3,5 тераватта. Эти импульсы влияют на показатель преломления воздуха так, что возникает эффект самофокусировки, который ещё больше увеличивает поток энергии в сердцевине пучка, вызывая ионизацию газов и далее конденсацию воды. Её учёные фиксировали фотосъёмкой и при помощи рассеивания луча измерительного лазера.
Изображение внутри камеры до (слева) и после (справа) серии из трёх лазерных импульсов, следовавших с промежутками по 100 мс. Видны макроскопические области конденсации капелек (фото Philipp Rohwetter et al./Nature Photonics).
В лаборатории проверялась реакция воздуха на лазер при разных значениях относительной влажности и температуры. Кроме того, авторы провели тест в открытой атмосфере, показав, что после импульсов «конденсирующего» лазера наблюдается небольшое, но статистически значимое отклонение в показаниях лидара, фиксирующего состояние воздуха в месте эксперимента. (Подробности обоих опытов — в статье в Nature Photonics.)
Ряд сторонних специалистов высказали мысль, что авторы технологии излишне оптимистично смотрят на переход от некоторого роста конденсации до провоцирования полноценных осадков в реальных условиях. Тем не менее экспериментаторы полагают, что за несколько лет принцип можно довести до практически пригодной техники вызывания дождя.[/quote]
Теперь они завершили тесты инновации на берегу Роны, неподалёку от Женевского озера. Для воздействия на атмосферу на высоте нескольких километров исследователи применили мобильный лазер Teramobile. Он способен выдавать импульсы мощностью 5 тераватт, длительностью 10^-13 секунды каждый с частотой следования 10 герц.
133 часа тестов показали, что импульсы излучения создавали в вышине азотную кислоту, ведущую себя как клей. Он связывал молекулы воды вместе и не давал им снова испариться. Причём, по словам разработчиков метода, эффект срабатывал, как только относительная влажность превышала 70%.
За несколько секунд зародыши капель перерастали в стабильные капельки воды. Увы, они насчитывали всего несколько тысячных долей миллиметра в диаметре и потому оставались висеть в воздухе.
«Мы ещё не создали капли дождя. Те, что возникли, были слишком малы и слишком легки, чтобы выпасть. Для получения дождя нам нужно увеличить размер частиц в сто раз. Они должны быть достаточно тяжелы», — признаёт один из авторов эксперимента, физик из университета Женевы (Université de Genève) Жером Каспарян (Jérôme Kasparian) (на фото под заголовком).
Тем не менее и этот результат заслуживает внимания. Во-первых, он впервые на опыте в естественных условиях показал принципиальную возможность вызывания осадков лазером. А такое управление погодой гораздо удобнее и дешевле, чем полёты самолётов, разбрасывающих химические реагенты.
Для развития технологии тут, вероятно, следует увеличить мощность луча или время его воздействия. Кроме того, в последующих опытах Каспарян и его коллеги намерены перейти от «стрельбы» лазером в узком направлении к широкому «сканирующему» движению луча, призванному захватывать большие площади неба.
Ну а во-вторых, этот же метод при должных настройках излучения может предотвратить нежелательный ливень (например, при угрозе наводнения). Ведь если быстро перевести практически всю влагу в воздухе в мириады таких сверхмелких капель, то ни одна из них не успеет вырасти достаточно, чтобы породить дождь. Вода окажется запертой на высоте и ветер отнесёт её подальше от защищаемого района.
Высоковольтные молнии: без лазерного управления (слева), с лазерной направляющей (справа).
О достигнутых успехах европейцы отчитались в Nature Communications.
Исследователь контролирует направление лазерного луча, используемого в опыте (фото Claude Delhaye, CNRS).
О рождении технологии генерации осадков при помощи инфракрасного лазера группа европейских физиков заявила 3 года назад. Тогда учёные провели серию опытов в лаборатории и весьма ограниченные по результатам пробы на открытом воздухе.
[quote=Разработка метода вызывания осадков лазером]Мощные короткие импульсы лазера провоцируют конденсацию воды в перенасыщенном влагой холодном воздухе. Об этом сообщила группа физиков из Свободного университета в Берлине (Freie Universität Berlin) и университетов Женевы (Université de Genève) и Лиона (Université Lyon 1).
Схема установки: A – основной лазер, B – измерительный лазер, C – приёмник измерительного лазера, D – фотокамера, E – источник тепла и пара, F – холодное основание (иллюстрация Philipp Rohwetter et al./Nature Photonics).
Свою идею учёные противопоставляют традиционному методу вызывания осадков: засеву облаков с самолёта частицами солей серебра, сухим льдом и другими реагентами. Эта процедура определённо дорогая. Вместо неё исследователи из трёх стран предлагают обстреливать облака с земли ультракороткими и сверхмощными лазерными импульсами, настройкой параметров которых можно добиваться их фокусировки на заданной высоте.
Физики провели опыт с воздухом внутри камеры. Для его обстрела они применили инфракрасный лазер, выдающий импульсы длительностью 60 фемтоcекунд и мощностью 3,5 тераватта. Эти импульсы влияют на показатель преломления воздуха так, что возникает эффект самофокусировки, который ещё больше увеличивает поток энергии в сердцевине пучка, вызывая ионизацию газов и далее конденсацию воды. Её учёные фиксировали фотосъёмкой и при помощи рассеивания луча измерительного лазера.
Изображение внутри камеры до (слева) и после (справа) серии из трёх лазерных импульсов, следовавших с промежутками по 100 мс. Видны макроскопические области конденсации капелек (фото Philipp Rohwetter et al./Nature Photonics).
В лаборатории проверялась реакция воздуха на лазер при разных значениях относительной влажности и температуры. Кроме того, авторы провели тест в открытой атмосфере, показав, что после импульсов «конденсирующего» лазера наблюдается небольшое, но статистически значимое отклонение в показаниях лидара, фиксирующего состояние воздуха в месте эксперимента. (Подробности обоих опытов — в статье в Nature Photonics.)
Ряд сторонних специалистов высказали мысль, что авторы технологии излишне оптимистично смотрят на переход от некоторого роста конденсации до провоцирования полноценных осадков в реальных условиях. Тем не менее экспериментаторы полагают, что за несколько лет принцип можно довести до практически пригодной техники вызывания дождя.[/quote]
Теперь они завершили тесты инновации на берегу Роны, неподалёку от Женевского озера. Для воздействия на атмосферу на высоте нескольких километров исследователи применили мобильный лазер Teramobile. Он способен выдавать импульсы мощностью 5 тераватт, длительностью 10^-13 секунды каждый с частотой следования 10 герц.
133 часа тестов показали, что импульсы излучения создавали в вышине азотную кислоту, ведущую себя как клей. Он связывал молекулы воды вместе и не давал им снова испариться. Причём, по словам разработчиков метода, эффект срабатывал, как только относительная влажность превышала 70%.
За несколько секунд зародыши капель перерастали в стабильные капельки воды. Увы, они насчитывали всего несколько тысячных долей миллиметра в диаметре и потому оставались висеть в воздухе.
«Мы ещё не создали капли дождя. Те, что возникли, были слишком малы и слишком легки, чтобы выпасть. Для получения дождя нам нужно увеличить размер частиц в сто раз. Они должны быть достаточно тяжелы», — признаёт один из авторов эксперимента, физик из университета Женевы (Université de Genève) Жером Каспарян (Jérôme Kasparian) (на фото под заголовком).
Тем не менее и этот результат заслуживает внимания. Во-первых, он впервые на опыте в естественных условиях показал принципиальную возможность вызывания осадков лазером. А такое управление погодой гораздо удобнее и дешевле, чем полёты самолётов, разбрасывающих химические реагенты.
Для развития технологии тут, вероятно, следует увеличить мощность луча или время его воздействия. Кроме того, в последующих опытах Каспарян и его коллеги намерены перейти от «стрельбы» лазером в узком направлении к широкому «сканирующему» движению луча, призванному захватывать большие площади неба.
Ну а во-вторых, этот же метод при должных настройках излучения может предотвратить нежелательный ливень (например, при угрозе наводнения). Ведь если быстро перевести практически всю влагу в воздухе в мириады таких сверхмелких капель, то ни одна из них не успеет вырасти достаточно, чтобы породить дождь. Вода окажется запертой на высоте и ветер отнесёт её подальше от защищаемого района.
Высоковольтные молнии: без лазерного управления (слева), с лазерной направляющей (справа).
О достигнутых успехах европейцы отчитались в Nature Communications.
Упс! А для просмотра скрытого текста необходимо или зарегистрироваться или одно из двух... :).
Лучшие посты в этом разделе