Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bewirken von Regen und eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens.
Verfahren, die der Wetterbeeinflussung im Sinne des Bewirkens von Regen dienen, sind seit Jahrzehnten bekannt. Es handelt sich dabei um Methoden, mit denen man Niederschläge von den Wolken zur Erde bringt, ausgehend von der Erkenntnis, dass eine Wolke eine Anhäufung feinster Wassertröpfchen oder Eiskristallen in der Luft ist, die durch die Luftstömung fortbewegt werden. Der Zweck dieser Wetterbeeinflussung ist die Bekämpfung von Dürren in Gebieten, in denen sonst zu wenig Regen fallen würde.
Diese bekannten Verfahren laufen darauf hinaus, regenschwangere Wolken zur Abgabe ihres Gehalts an Wasser zu veranlassen, indem man sie mit Silberjodidkristallen berieselt. Das geschieht heute gewöhnlich dadurch, dass das Silberjodid vom Flugzeug aus über den Wolken ausgestreut wird. Die Silberjodidkristalle bilden dabei Kondensationskerne, um die sich Wassermoleküle sammeln. Wenn der Kern samt seiner Wasserumhüllung zu schwer wird, fällt er als Tropfen zur Erde. Es setzt dann eine Kettenreaktion ein und es regnet. Anscheinend müssen aber noch andere Bedingungen erfüllt sein. Man muss geeignete Wolken haben, deren Wassergehalt einen ganz bestimmten Grad von Unterkühlung aufweist und es müssen noch einige andere Faktoren hinzukommen.
Der Beweis für die Wirksamkeit solcher Verfahren lässt sich nur auf indirektem Wege erbringen, und zwar mit Hilfe der Statistik, denn die an sich richtige Feststellung, dass es nach der Silberjodid-Berieselung regnet, lässt die Frage offen, ob es nicht ohnehin geregnet hätte. Die Frage, ob es auch dort geregnet hätte, wo das Wasser am dringendsten benötigt wurde, bleibt dabei allerdings ausgeklammert.
Die NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration), eine amerikanische Regierungsstelle, hat mit dem vorbeschriebenen Verfahren jahrelang experimentiert. Gemäss der statistischen Auswertung sollen die Niederschläge um 23% zugenommen haben. Nachteilig ist, dass dieses Verfahren, auch infolge des Flugzeugeinsatzes, sehr teuer ist und sich kaum lohnt. Insbesondere Entwicklungsländer können sich daher diese Art der Wetterbeeinflussung kaum leisten, obwohl es gerade dort ausgedehnte Dürregebiete gibt, in denen schon eine geringe Zunahme der Niederschlagsmenge ausserordentlich hilfreich wäre.
Die Erfindung bezweckt ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen es möglich ist, mit möglichst geringem finanziellen Aufwand die Niederschlagstätigkeit in einem vorbestimmten Gebiet anzuregen und zu verstärken.
Das erfindungsgemässe Verfahren entspricht den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 und die erfindungsgemässe Vorrichtung entspricht den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 5.
Das Verfahren ist insbesondere für Gegenden geeignet, in denen sich die zu beregnenden Dürregebiete in Meeresnähe befinden. Solche Gebiete, wo einander einerseits trockenes und warmes Land und andererseits eine unerschöpfliche Reserve an Meerwasser einander gegenüberstehen gibt es sehr viele. Dies ist in weiten Teilen im nördlichen und südlichen Afrika der Fall, im Nahen und Mittleren Osten, in Indien und Australien sowie auch auf dem amerikanischen Kontinent.
Nachfolgend wird das erfindungsgemässe Verfahren näher erläutert.
Das in Küstennähe vom Boden aus fein versprühte bzw. zerstäubte Meerwasser verdunstet in der warmen und trockenen Luft sehr schnell, wobei die dann feuchte Luft aufsteigt. Unterstützt wird dieses Aufsteigen von der, über dem durch starke Sonneneinstrahlung heisse, meist sandige Boden, vorhandenen Thermik. Der verstärkte örtliche Aufwind entwickelt eine Sogwirkung. Die feuchte Luft steigt also rasch in kühlere Luftschichten auf, wo sich durch Kondensierung Wolken bilden und Niederschlag, d.h. Regen, entstehen kann. Zur Erzielung einer genügend grossen Wirkung ist es natürlich erforderlich, das Meerwasser über einen längeren Zeitraum, zum Beispiel mehrere Tage oder mehrere Wochen, und in genügend grosser Menge in die Luft zu zerstäuben.
Auch den örtlichen Bedingungen, bezüglich der Lage des Einsatzortes zum zu beregnenden Gebiet sowie den herrschenden Windverhältnissen kommt grosse Bedeutung zu. Die aufgestiegene Luft ist nach Abgabe der Feuchtigkeit wieder trocken und gleitet über die ins Landesinnere und in die Höhe strömende feuchte Luft zum Meer zurück, wo neue Feuchtigkeit aufgenommen werden kann. Dieser dank dem Verfahren angeregte und verstärkte natürliche Kreislauf verändert im gewünschten Gebiet die Luftdruckverhältnisse. Im Bereich des Einsatzortes bildet sich ein kleines Tiefdruckgebiet während sich über dem Meer ein entsprechendes Hochdruckgebiet bilden kann. Der Druck des Hochdruckgebietes über dem Meer und der Sog des Tiefdruckgebietes über dem Land bewirken eine Beschleunigung der Windströmung zwischen den beiden unterschiedlichen Druckzentren.
Durch den verstärkt auftretenden Wind kann es durch Wellen und Gischt zu einer zusätzlichen Luftfeuchtigkeit kommen, die dann ebenfalls von der am Einsatzort vorhandenen vertikalen Luftströmung erfasst und nach oben gezogen wird. Es kann sich eine Eigendynamik entwickeln, die es möglich macht, dass die künstlich angeregten meteorologischen Verhältnisse auf natürliche Weise noch verstärkt werden und so über dem gewünschten Gebiet genügend Feuchtigkeit angesammelt wird, so dass es zu einer ausreichenden Niederschlagstätigkeit kommt. Die Niederschlagsmenge des betreffenden Gebietes lässt sich dadurch beachtlich steigern.
Da oft die Verkehrswege fehlen, um die Vorrichtung an den gewünschten Einsatzort zu transportieren, ist es auch denkbar die Vorrichtung auf einem Schiff zu stationieren und entweder direkt vom Schiff aus oder über vom Schiff an Land gelegte Leitungen das Meerwasser zu zerstäuben.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens anhand der Zeichnung beschrieben.
Bei der in der Zeichnungsfigur gezeigten Vorrichtung handelt es sich um eine transportable kleine Vorrichtung, die hauptsächlich für Versuchs- und Demonstrationszwecke geeignet ist.
Eine Mehrzahl von Zerstäubungsdüsen 1 ist an einer Halterung 2 angebracht, welche ihrerseits an einem Gestell 3 nach Art eines Stativs befestigt ist. Die Stativbeine sind aus mehreren Rohrabschnitten 4 zusammensteckbar, so dass die Vorrichtung leicht zerlegt und transportiert werden kann. Eines der Stativbeine 5 dient gleichzeitig als Leitung, in der das Meerwasser nach oben zu den Zerstäubungsdüsen geleitet wird. Zu diesem Zweck ist ein Anschluss 6 vorgesehen, an der eine Zuleitung 7 anschliessbar ist. An dieser Zuleitung 7 ist eine Pumpe 8 angeschlossen, welche das Meerwasser aus dem Meer pumpt und in den zur Zerstäubung notwendigen Druck versetzt. Die dargestellte Vorrichtung ist ungefähr fünf Meter hoch.
Die Pumpe 8 kann mittels einem Verbrennungsmotor betrieben werden. Es ist aber auch denkbar diese elektrisch zu betreiben, wobei der erforderliche elektrische Strom mittels Solarzellen oder mittels einem Windgenerator erzeugt werden kann. Auf diese Weise liessen sich die am Einsatzort ohnehin vorhandenen Energien sinnvoll für den Betrieb der Vorrichtung nutzbar machen.
Ebenfalls wäre es vorstellbar, das Meerwasser in der Zuleitung auf dem Wege vom Ansaugstutzen zu den Zerstäubungsdüsen durch Ausnützung der Sonnenwärme zu Erwärmen. Auf diese Weise liesse sich der Vorgang der Verdunstung günstig beeinflussen, ja sogar eine Verdampfung bewirken. Technisch könnte man dies durch Verwendung von schwarzen Metalleitungen erzielen. Das Meerwasser könnte aber auch durch entsprechend ausgelegte Sonnenkollektoren geleitet werden.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, die Vorrichtung für den definitiven Betrieb grösser als die vorbeschriebene Versuchs-Vorrichtung auszulegen und beispielsweise auf einem Land- oder Seefahrzeug zu montieren. Auch ist eine grosse stationäre Anlage denkbar.
The present invention relates to a method for causing rain and an apparatus for carrying out the method.
Processes that influence the weather in the sense of causing rain have been known for decades. These are methods of bringing precipitation from the clouds to the earth, based on the knowledge that a cloud is an accumulation of the finest water droplets or ice crystals in the air that are moved by the air flow. The purpose of this weather control is to combat droughts in areas where there would otherwise be too little rain.
These known methods result in causing rain-laden clouds to release their water content by sprinkling them with silver iodide crystals. This usually happens today by scattering the silver iodide from the plane above the clouds. The silver iodide crystals form condensation nuclei around which water molecules collect. If the core and its water coating become too heavy, it falls to the earth as a drop. Then it starts a chain reaction and it rains. Apparently, other conditions have to be met. You have to have suitable clouds that have a certain degree of hypothermia and some other factors.
Proof of the effectiveness of such processes can only be provided indirectly, and with the help of statistics, because the correct determination that it is raining after the silver iodide sprinkling leaves the question unanswered whether it would have been raining anyway. However, the question of whether it would have rained where the water was most needed remains unanswered.
The NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration), an American government agency, has experimented with the above procedure for years. According to the statistical evaluation, the precipitation has increased by 23%. It is disadvantageous that this method, also as a result of the use of aircraft, is very expensive and hardly worthwhile. Developing countries, in particular, can hardly afford this type of weather control, even though there are extensive drought areas in which even a small increase in the amount of precipitation would be extremely helpful.
The invention aims to provide a method and a device with which it is possible to stimulate and intensify the precipitation activity in a predetermined area with the least possible financial outlay.
The method according to the invention corresponds to the characterizing features of patent claim 1 and the device according to the invention corresponds to the characterizing features of patent claim 5.
The method is particularly suitable for areas where the drought areas to be irrigated are close to the sea. There are many areas where dry and warm land and an inexhaustible reserve of sea water face each other. This is largely the case in northern and southern Africa, the Near and Middle East, India and Australia, and also on the American continent.
The method according to the invention is explained in more detail below.
The seawater, which is finely sprayed or atomized from the ground near the coast, evaporates very quickly in the warm and dry air, with the then moist air rising. This ascent is supported by the thermals above the hot, mostly sandy soil due to strong sunlight. The increased local upturn develops a suction effect. The moist air rises quickly into cooler layers of air, where condensation forms clouds and precipitation, i.e. Rain that may arise. To achieve a sufficiently large effect, it is of course necessary to atomize the sea water into the air over a longer period of time, for example several days or several weeks, and in a sufficiently large amount.
The local conditions, with regard to the location of the place of operation to the area to be irrigated and the prevailing wind conditions are also of great importance. The air that has risen is dry again after the moisture has been released and glides back to the sea via the moist air flowing inland and upwards, where new moisture can be absorbed. This natural cycle, which is stimulated and strengthened thanks to the process, changes the air pressure conditions in the desired area. A small low-pressure area forms in the area of the deployment site, while a corresponding high-pressure area can form above the sea. The pressure of the high pressure area over the sea and the suction of the low pressure area over the land cause an acceleration of the wind flow between the two different pressure centers.
Due to the increasing wind, waves and spray can cause additional air humidity, which is then also detected by the vertical air flow at the place of use and drawn upwards. A dynamic of its own can develop, which makes it possible for the artificially stimulated meteorological conditions to be strengthened in a natural way and so that sufficient moisture is accumulated over the desired area, so that there is sufficient precipitation activity. This significantly increases the amount of precipitation in the area concerned.
Since there are often no traffic routes to transport the device to the desired place of use, it is also conceivable to station the device on a ship and to atomize the sea water either directly from the ship or via lines laid by the ship on land.
An exemplary embodiment of the device for carrying out the method is described below with reference to the drawing.
The device shown in the drawing figure is a portable small device which is mainly suitable for experimental and demonstration purposes.
A plurality of atomizing nozzles 1 is attached to a holder 2, which in turn is attached to a frame 3 in the manner of a tripod. The tripod legs can be plugged together from several pipe sections 4, so that the device can be easily dismantled and transported. One of the tripod legs 5 also serves as a line in which the sea water is directed upwards to the atomizing nozzles. For this purpose, a connection 6 is provided, to which a feed line 7 can be connected. A pump 8 is connected to this feed line 7, which pumps the sea water from the sea and puts it in the pressure required for atomization. The device shown is approximately five meters high.
The pump 8 can be operated by means of an internal combustion engine. However, it is also conceivable to operate them electrically, the required electrical current being able to be generated by means of solar cells or by means of a wind generator. In this way, the energies already present at the place of use could be usefully used for the operation of the device.
It would also be conceivable to heat the sea water in the supply line on the way from the intake port to the atomizing nozzles by utilizing the sun's heat. In this way, the process of evaporation could be influenced favorably, even evaporation. Technically, this could be achieved by using black metal lines. However, the sea water could also be led through appropriately designed solar collectors.
It is within the scope of the invention to design the device for definitive operation to be larger than the test device described above and to mount it, for example, on a land or sea vehicle. A large stationary system is also conceivable.