WO2022015204A1 - Method and device for creating artificial clouds and precipitation - Google Patents

Method and device for creating artificial clouds and precipitation Download PDF

Info

Publication number
WO2022015204A1
WO2022015204A1 PCT/RU2021/050182 RU2021050182W WO2022015204A1 WO 2022015204 A1 WO2022015204 A1 WO 2022015204A1 RU 2021050182 W RU2021050182 W RU 2021050182W WO 2022015204 A1 WO2022015204 A1 WO 2022015204A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
jet
aerosols
hygroscopic
precipitation
fogging
Prior art date
Application number
PCT/RU2021/050182
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Али Магометович АБШАЕВ
Магомет Тахирович АБШАЕВ
Абдулла Ахмед Ал МАНДОУС
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственный Центр "Антиград"
Национальный центр метеорологии Объединенных Арабских Эмиратов (НЦМ ОАЭ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственный Центр "Антиград", Национальный центр метеорологии Объединенных Арабских Эмиратов (НЦМ ОАЭ) filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Производственный Центр "Антиград"
Publication of WO2022015204A1 publication Critical patent/WO2022015204A1/en

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G15/00Devices or methods for influencing weather conditions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D5/00Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E03WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03BINSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
    • E03B3/00Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water
    • E03B3/02Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water from rain-water
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E03WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03BINSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
    • E03B3/00Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water
    • E03B3/28Methods or installations for obtaining or collecting drinking water or tap water from humid air

Definitions

  • the invention relates to the field of meteorology and can be used to artificially increase precipitation in arid regions.
  • the present invention proposes a new way to increase precipitation by creating artificial clouds in a cloudless situation.
  • the scientific prerequisites for this are:
  • the closest in technical essence to the claimed object is a method and device for creating clouds using a jet stream created by a supermeteotron containing aircraft jet engines (Vulfson N.I., Levin L.M., Meteotron as a means of influencing the atmosphere. M .:, Gidrometeoizdat, 1987. 131 p.).
  • the technical result of the patented solutions is to increase the efficiency of creating convective clouds and precipitation in a cloudless situation due to the optimal use of the thermodynamic properties of the atmosphere, as well as reducing the requirements for the power of a jet installation and fuel costs.
  • the claimed technical result is achieved when implementing a method for creating artificial clouds and precipitation by initiating upward flows in the atmosphere using a jet engine and fogging guns, according to which three types of coarse hygroscopic aerosols are simultaneously introduced into a vertically directed jet stream: aerosols of the first type consist of hygroscopic substances with hygroscopic hi point ⁇ 40%; aerosols of the second type consist of hygroscopic substances with a hygroscopic point of 41 ⁇ /?2 ⁇ 70%, and aerosols of the third type consist of hygroscopic or weakly hygroscopic substances with a hygroscopic point of 71 ⁇ L3 ⁇ 80%.
  • aerosols of the first type are formed from an aqueous solution of CaCl, or CaCl EbO, or CaCl * 6H 2 0; aerosols of the second type - from a solution of ammonium nitrate (NH4NO3), or nitroammophoska (NH4NO3 + NH4H2PO4), or carboammophoska (NH 2 ) 2 C0 + NH 4 H 2 P0 4 ); and aerosols of the third type - from a solution of sodium chloride NaCl or carbamide (MEDSO.
  • NH4NO3 ammonium nitrate
  • NH4NO3 + NH4H2PO4 nitroammophoska
  • carboammophoska NH 2 ) 2 C0 + NH 4 H 2 P0 4
  • aerosols of the third type - from a solution of sodium chloride NaCl or carbamide (MEDSO.
  • the aerosol of the first type is formed by fine spraying using a system of nozzles placed in a ring around the jet stream with a flow rate of at least 40 l / min
  • aerosols of the second and third types are formed by fine spraying with vertically directed misting guns with a flow rate of more than 40 l / min (possibly 50 ⁇ 20 l / min) of each of the aqueous solutions.
  • aqueous solutions of aerosols of all types are prepared at a concentration of 80-90% of the saturating one and sprayed to a droplet size of 10-20 microns to form aerosols with a size of 50 microns at a concentration of about 4-10 11 particles / s of each type and a mass flow rate of each substances at least 30 kg/min (flow rate 40 l/min (possibly 50 ⁇ 20 l/min) for each of the aqueous solutions).
  • artificial clouds and precipitation are created mainly from 15 to 17 hours local time on elevated terrain under a combination of the following atmospheric conditions: surface wind speed less than 2 m/s, thickness of the retardation layers below the condensation level no more than 500 m, potential energy of convective instability above the level of condensation ⁇ > 200 J/kg, surface air humidity not less than 30%.
  • a device for implementing the specified method which contains an aircraft jet engine with an air intake and a jet turning device, a fuel system, an electric start and control system, as well as a water spray system.
  • solution of the first type which is a system of nozzles installed around the perimeter of the jet turning device for spraying aerosols of the first type, and two fogging guns for spraying aerosols of the second and third types with fans with a power of at least 20 kW, control systems, power supply for aerosols of the second and third types
  • the jet engine and the fogging guns are structurally integrated into a single system that ensures the outflow to the zenith and the coaxiality of the outflow of the jet and two gas-drop jets, and their air intakes are made in the form of outlets for air intake from above through a fine-mesh mesh, which excludes the suction of birds and other objects, and the area of the air inlet is 2 times the area of the source.
  • the device for turning the jet to the zenith contains a cone-shaped diffuser, which serves to expand the jet, which is connected with a narrow side to the outlet of the engine nozzle, and with a wide side - to the outlet, which serves to turn the jet, and to reduce losses, the outlet section of the diffuser is increased compared to the inlet more than 2 times, and the outlet is made with a bend radius 2 times greater than the pipe radius, the angle of rotation is limited to 70°, and the outlet of the outlet is cut off in a horizontal plane with the possibility of ensuring the outflow of the jet upward.
  • the number of nozzles installed on the annular tube should preferably be selected from the range of 8CH-100 nozzles, which are placed along the contour of the nozzle to create a jet and air jets of fogging guns, have a nozzle diameter of about 0.3-10.5 mm, and at least 40 l / min of solutions of hygroscopic substances are sprayed onto droplets with a diameter of 1CH-20 ⁇ m, upon instantaneous evaporation of which a hygroscopic aerosol of a diameter of about 5-E0 ⁇ m, optimal for water vapor condensation, is formed in the jet.
  • Figure 1 Device for creating updrafts and artificial clouds.
  • Figure 2 Device for turning the jet to the zenith.
  • the technical result is achieved using the device shown in figure 1, in which the composition of a known device containing a turbojet engine 1, an air inlet 2, a device for turning the jet into a zenith 3, fixed on a common frame 4, and equipped with a fuel system, power supply and control systems (not shown in figure 1), two fogging guns 5 and 6 are introduced, installed so that the jet 7 and the gas-drop fog jets 8 and 9, flowing coaxially, form a single ascending jet saturated with two types of hygroscopic aerosols, as well as a system of nozzles 10, placed along the ring 11 around the outlet of the jet turning device 3.
  • the air inlet of the turbojet engine 2 (figure 1) is made in the form of a branch 12 with a circular or rectangular cross section, at the inlet of which a metal mesh of stainless steel 13 with a fine mesh is installed to protect the engine from foreign objects, as well as a nozzle system 13, which serves for fine ( up to 10 microns) spraying water and cooling the air compressed in the compressor in order to increase the compression pressure and increase the speed of the jet 7.
  • the air inlet outlet is connected to the engine inlet using a round flange (not shown in the figure).
  • the design of the air inlet is made in the form of a vent with air intake from above through a fine mesh in order to ensure the safety of personnel and prevent birds and various objects from entering the engine.
  • the air intake area is 2 times the area of the inlet to the engine in order to prevent the engine from “flooding” due to lack of air.
  • the turbojet engine Since the turbojet engine cannot work in a vertical position for a long time, it is equipped with a device for turning the jet to the zenith, shown in figure 2.
  • the turning device 3 consists of a diffuser 16, which serves to expand the jet, and a branch 17, which serves to turn the jet.
  • the inlet of the diffuser is connected to the outlet nozzle of the engine 18 by means of a flange 19, and the outlet is connected to the outlet 17 by means of a flange 20.
  • the outlet section of the diffuser is increased by more than 2 times compared to the inlet, and the outlet 17 is made with a bending radius 2 times the radius of the pipe, the angle of rotation is limited to 70°, and the outlet of the branch 21 is cut horizontally to allow the jet to flow upwards.
  • the speed of the jet at the outlet to the atmosphere is about 300 m/s, and the temperature is about 300 °C.
  • the jet cross section is increased by 2 times and the mass flow of reactive gases is preserved, equal to 200 kg/s in the nominal mode of the engine.
  • fogging guns 5 and 6 guns that are widely used for dust suppression, spraying plants and creating artificial snow are used, but providing, firstly, the outflow of gas-drop jets almost to the zenith (at an angle of 85° ⁇ 5°) to merge with a jet stream, and secondly, spray systems containing about 60-H00 nozzles with a nozzle diameter of 0.3-10.5 mm, which provide spraying aqueous solutions of hygroscopic substances in an amount of at least 3-6 m 3 /h into droplets with a diameter of about 15 microns.
  • the height of the rise of the gas-droplet jet of such a gun depends on the spray pressure and fan power. For example, with a centrifugal pump pressure of 3 MPa and a fan motor power of about 25-30 kW in a calm atmosphere, the jet reaches 60-80 m horizontally or about 50 m vertically.
  • the nozzle system 10 which serves to spray a concentrated aqueous solution of a hygroscopic substance of the CaCl * 6H 2 0 or CaCl HgO type and form an aerosol with a low hygroscopic point, is located along the ring 11 around the outlet 17, and contains about 100 nozzles with a nozzle diameter of 0, 3-10 , 5 mm, 10 atm pump and solution container.
  • the proposed method for creating artificial clouds and precipitation is implemented as follows.
  • Frame 4 with device 1 is attached to the selected position on the concrete foundation.
  • the efficiency of creating artificial clouds and precipitation depends on atmospheric parameters, including vertical profiles of temperature, humidity and wind speed in the atmosphere, the presence and vertical extents of temperature inversion layers. According to theoretical modeling data (not yet published), the most favorable for the creation of artificial clouds are the following atmospheric conditions.
  • a weather forecast is made taking into account the synoptic situation and actual weather, and based on the forecast, a decision is made whether or not to conduct operations to create artificial clouds and precipitation.
  • the decision can be made on a randomized basis.
  • the layer thickness in the subcloud inversion layer does not exceed 500 m
  • the system is switched on for spraying an aqueous solution of a hygroscopic substance with the lowest hygroscopic point hi ⁇ 40%, for example, CaCl, CaC 6 O or CaCl 2* 4H 2 0;
  • a vertically directed fogging gun is turned on with a spray of 50 ⁇ 20 l / min of an aqueous solution of a hygroscopic substance with a hygroscopic point of 41 ⁇ /g 2 ⁇ 70% (for example, ammonium nitrate NH4NO3, nitroammophoska (M b ⁇ () - ⁇ 1 S LOO,) , carboammofoska (NH 2 ) 2 CO + H4H2PO4) and, if necessary, using the remote control, its guidance is corrected so that the gas-drop jet is completely drawn into the jet at a height of ZSN-50 m;
  • a spray of 50 ⁇ 20 l / min of an aqueous solution of a hygroscopic substance with a hygroscopic point of 41 ⁇ /g 2 ⁇ 70% for example, ammonium nitrate NH4NO3, nitroammophoska (M b ⁇ () - ⁇ 1
  • a vertically directed fogging gun is switched on with a spray of about 50 ⁇ 20 l / min of an aqueous solution of a hygroscopic substance with a hygroscopic point of about 71 ⁇ Of ⁇ 80% (for example, sodium chloride NaCl or carbamide (NH 2 ) 2 CO and, if necessary, using a remote control control, its guidance is corrected so that the gas-drop jet is completely drawn into the jet at a height of 30-50 m.
  • a spray of about 50 ⁇ 20 l / min of an aqueous solution of a hygroscopic substance with a hygroscopic point of about 71 ⁇ Of ⁇ 80% for example, sodium chloride NaCl or carbamide (NH 2 ) 2 CO and, if necessary, using a remote control control, its guidance is corrected so that the gas-drop jet is completely drawn into the jet at a height of 30-50 m.
  • the duration of the operation to create artificial clouds is from 20 to 60 minutes, depending on the achievement of the target effect.
  • thermograph the structure of temperature fields in ascending flows is recorded by a scanning thermograph
  • a hexacopter drone equipped with sensors makes direct measurements of temperature, humidity and wind along a controlled flight path, including across the updraft;
  • the three-dimensional structure of the radio echo, height, integral water content of the artificial cloud, as well as the amount of precipitation are measured with using an automated radar system (for example, according to the patent of the Russian Federation * ⁇ ° 2395819);
  • the amount of precipitation at the position is measured by a weather station, outside it by precipitation sensors of a network of ground-based weather stations, and within a radius of 100 km or more by a meteorological radar.
  • the upward flow generated by the jet stream is enhanced by the release of heat from the condensation of water vapor on three types of coarse hygroscopic aerosol.
  • This heat source compensates for the heat loss of the jet as it rises, and can lead to a significant increase in the height of the rise, the achievement of a level of condensation and the development of a convective cloud.
  • the total power of the mixed aerosol-reactive jet RS CAN be estimated by the formula:
  • P P + ⁇ locker , (2)
  • P j and ⁇ locker are the energies of the jet stream and the heat of water vapor condensation, respectively.
  • the power of the jet P (J/s) depends on the mass flow at the nozzle outlet To, the initial overheating of the jet ATo, and the initial velocity Wo: where c p is the specific heat capacity of the reactive gases.
  • Er value. rqC depends on the air temperature T, the radius of curvature of the drop r, the electric charge q, and the concentration of the aqueous solution C in the drop formed on the hygroscopic particle.
  • this dependence can be represented as: where st, c r , c q are some constants characterizing the properties of water vapor, surface tension at the water-steam interface, the number and magnitude of elementary charges in a drop; p a ⁇ u003d t a m a and n w ⁇ u003d w " //., - the number of moles of a hygroscopic substance and water dissolved in a drop, respectively; m a and m w - their masses; m a and m a are their molecular weights, respectively.
  • This value of Pc is about 30% of the initial power of the jet engine P, but its significance is great because the power of the jet engine decreases as it rises in the atmosphere, and the power of Pc remains constant with the continuous introduction of aerosol, and at some height it can exceed the power of the jet, providing rise of the upward flow to the level of cloud formation.
  • the moisture content of the jet stream consists of the moisture content of atmospheric air and moisture, which is introduced into the jet by spraying water at the inlet of the air receiver and three types of solutions.
  • the second flow rates of moisture sprayed at the inlet of the air receiver and with three types of solutions are approximately the same, and in total equal to approximately 4000 g/s, providing an increase in the initial moisture content of the jet stream by approximately 20 g/m 3 s.
  • the moisture content of atmospheric air will be about 10 g/m 3 .
  • the total flow of water vapor in the jet will be about Q w « 30 g/m 3 s * 200 m 3 « 6 kg/s, which is quite enough to trigger all three types of aerosols introduced into the jet.
  • the simultaneous introduction of three types of coarsely dispersed hygroscopic aerosols with different hygroscopic points into a vertically directed jet jet can lead to stimulating water vapor condensation in turn on different types of aerosol in different layers of the atmosphere, strengthening the jet stream due to the release of heat of condensation in turn on each type of aerosol, raising the jet to the level of natural cloud formation and triggering the mechanism of sedimentation, accelerating the process of precipitation formation on droplets formed on all three types of aerosols.
  • the advantage of the proposed method for creating artificial clouds and precipitation is the optimal use of the thermodynamic properties of the atmosphere, reducing the requirements for the power of a jet installation and fuel costs. There are ways to optimize the process by selecting existing and developing new aerosol formulations.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Atmospheric Sciences (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Fire-Extinguishing By Fire Departments, And Fire-Extinguishing Equipment And Control Thereof (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)

Abstract

The invention relates to the field of meteorology and can be used for artificially increasing precipitation in arid regions. The technical result of the patent-pending solutions is an increased efficiency of creating convection clouds and precipitation under cloudless conditions owing to the optimal use of thermodynamic characteristics of the atmosphere, and also a reduction in requirements for jet equipment power and in fuel consumption. The claimed technical result is achieved through the implementation of a method for creating artificial clouds and precipitation by initiating updraughts in the atmosphere by means of a jet engine and fog cannons, the method comprising introducing three types of coarse-dispersion hygroscopic aerosols simultaneously into an upward jet stream: aerosols of the first type consist of hygroscopic substances with the hygroscopic point h 1 < 40%; aerosols of the second type consist of hygroscopic substances with the hygroscopic point 41 < h 2 < 70%; and aerosols of the third type consist of hygroscopic substances or slightly hygroscopic substances with the hygroscopic point 71 < h 3 <80%.

Description

СПОСОБ И УСТРОЙСТВО СОЗДАНИЯ ИСКУССТВЕННЫХ ОБЛАКОВ И ОСАДКОВ METHOD AND DEVICE FOR CREATING ARTIFICIAL CLOUDS AND PRECAUTIONS
Область техники: Technical field:
Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для искусственного увеличения осадков в засушливых регионах. The invention relates to the field of meteorology and can be used to artificially increase precipitation in arid regions.
Уровень техники: State of the art:
По данным ООН примерно на 30% территории земной суши ощущается нехватка пресной воды, которая усугубляется по мере увеличения народонаселения и площадей орошаемых земель. Изменения климата также привело к сокращению осадков в засушливых регионах и опустыниванию территорий (К. Жанель Обзор: проблема опустынивания на глобальном и региональном уровнях, https://carececo.org/main/news/obzor-problema-opustynivaniya-na- globalnom-i-regionalnom-urovnyakh/). According to the UN, about 30% of the earth's land area is experiencing a shortage of fresh water, which is aggravated as population and irrigated areas increase. Climate change has also led to a reduction in precipitation in dry regions and desertification of territories (K. Janelle Review: the problem of desertification at the global and regional levels, https://carececo.org/main/news/obzor-problema-opustynivaniya-na-globalnom-i -regionalnom-levelnyakh/).
Для покрытия дефицита пресной воды используются технологии добычи грунтовых вод, опреснения морской воды, использования айсбергов, а также искусственного увеличения осадков путем засева облаков реагентами, способствующими усилению процессов осадкообразования. Применение авиационных, ракетных и наземных способов засева облаков кристаллизующими и гигроскопическими реагентами позволяет увеличить количество осадков на 10 - 15 %. Однако в засушливых регионах, где отмечается минимум облачных дней (10 - 15 дней в год), и эта небольшая добавка становится проблематичной. To cover the shortage of fresh water, technologies are used to extract groundwater, desalinate sea water, use icebergs, as well as artificially increase precipitation by seeding clouds with reagents that enhance precipitation processes. The use of aviation, rocket and ground-based methods of seeding clouds with crystallizing and hygroscopic reagents makes it possible to increase the amount of precipitation by 10–15%. However, in arid regions where there is a minimum of cloudy days (10 - 15 days per year), even this small addition becomes problematic.
В отличие от этого в данном изобретении предлагается новый способ увеличения осадков путем создания искусственных облаков при безоблачной ситуации. Научными предпосылками для этого является: In contrast, the present invention proposes a new way to increase precipitation by creating artificial clouds in a cloudless situation. The scientific prerequisites for this are:
- содержание водяного пара в атмосфере всегда достаточно для образования облаков и осадков даже в аридных регионах; - the content of water vapor in the atmosphere is always sufficient for the formation of clouds and precipitation, even in arid regions;
- образование конвективных облаков над мощными естественными или искусственными источниками тепла, какими являются крупные лесные пожары, действующие вулканы, прогретые солнцем вершины гор, «тепловые острова» над крупными городами, нефтеперерабатывающими комбинатами, атомными и теплоэлектростанциями. - the formation of convective clouds over powerful natural or artificial heat sources, such as large forest fires, active volcanoes, mountain peaks heated by the sun, "heat islands" over large cities, oil refineries, nuclear and thermal power plants.
Эти облака, называемые «PyroClouds» и «IndustryClouds», образуются потому, что воздух, прогретый над источниками тепла, становится легче окружающего и поднимается вверх, и приводит к формированию облаков, из которых зачастую выпадают ливневые осадки в атмосферных условиях, когда без таких источников тепла естественные облака и осадки не образуются. These clouds, called "PyroClouds" and "IndustryClouds," form because air warmed over heat sources becomes lighter than the surrounding air and rises, resulting in clouds that often form showers in atmospheric conditions when no such sources are present. heat natural clouds and precipitation are not formed.
Известны способы создания искусственных облаков и осадков, основанные на прогреве приземного воздуха с помощью: - тепла искусственных пожаров, разжигаемых в прериях и саваннах Южной Америки и Экваториальной Африки (Дессенс А. Можем ли мы изменить климат? Пер. с франц. Л.: Гидрометеоиздат. 1969. 119 с.); Known methods for creating artificial clouds and precipitation, based on the heating of surface air using: - the heat of artificial fires kindled in the prairies and savannahs of South America and Equatorial Africa (Dessens A. Can we change the climate? Translated from French L .: Gidrometeoizdat. 1969. 119 p.);
- тепла горения нефтепродуктов в различных типах метеотронов: - combustion heat of oil products in various types of meteotrons:
• факельный метеотрон Дессенса (Дессенс А. Можем ли мы изменить климат? Пер. с франц. Л.: Гидрометеоиздат. 1969. 119 с.); • Dessens flare meteotron (Dessens A. Can we change the climate? Translated from French L.: Gidrometeoizdat. 1969. 119 p.);
• огнеметный метеотрон Института геологии и геофизики СО РАН (Вульфсон Н.И., Левин Л.М., 1987); • Flamethrower meteotron of the Institute of Geology and Geophysics of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences (Vulfson N.I., Levin L.M., 1987);
• метеотроны с центробежными форсунками (8 вариантов) Челябинского политехнического института (А.А. Кузнецов Н.Г., Конопасов. Метеотрон. Владимир: Изд-во ВлГУ., 2015. Книга 1. 167 с. Книга 2. 232 с.); • meteotrons with centrifugal nozzles (8 variants) of the Chelyabinsk Polytechnic Institute (A.A. Kuznetsov N.G., Konopasov. Meteotron. Vladimir: Publishing House of VlGU., 2015. Book 1. 167 p. Book 2. 232 p.) ;
• метеотроны Института Прикладной геофизики Госкомгидромета СССР с реактивными двигателями (Вульфсон Н.И., Левин Л.М., Метеотрон как средство воздействия на атмосферу. М.:, Гидрометеоиздат, 1987. 131 с.);• meteotrons of the Institute of Applied Geophysics of the State Committee for Hydrometeorology of the USSR with jet engines (N.I. Vulfson, L.M. Levin, Meteotron as a means of influencing the atmosphere. M.: Gidrometeoizdat, 1987. 131 p.);
- тепла солнечной радиации, поглощаемого различными искусственными экранами, включая: - solar radiation heat absorbed by various artificial screens, including:
• покрытые асфальтом, черной тканью или черными блоками участки поверхности земли, которые хорошо поглощают солнечную радиацию (Brenig L., Zaady Е., etc. Cloud formation and rainfalls induced by artificial solar setting: A weather engineering project for fighting aridity. Geographical Forum. Year 7, No 7, 2008. P. 67-82.); • areas of the earth's surface covered with asphalt, black cloth or black blocks that absorb solar radiation well (Brenig L., Zaady E., etc. Cloud formation and rainfalls induced by artificial solar setting: A weather engineering project for fighting aridity. Geographical Forum. Year 7, No 7, 2008. P. 67-82.);
• приподнятый над землей зачерненный экран, окруженный системой поворотных зеркал, фокусирующих солнечную энергию на экран (Орановского В. В., патент РФ N° 2071243, 1997); • a blackened screen raised above the ground, surrounded by a system of pivoting mirrors that focus solar energy onto the screen (Oranovsky VV, RF patent N° 2071243, 1997);
• многоярусная гирлянда надутых гелием торроидов с зачерненной поверхностью (Павлюченко В.П., «Способ создания восходящего потока воздуха в атмосфере путем его нагрева» с помощью устройства Г елиатор, патенты РФ N° 2462026 и N° 2670059). • a multi-tiered garland of helium-inflated torroids with a blackened surface (V.P. Pavlyuchenko, “Method of creating an upward flow of air in the atmosphere by heating it” using a Heliator device, RF patents N° 2462026 and N° 2670059).
Недостатки аналогов: Disadvantages of analogues:
Ни один из этих перечисленных способов не применяется на практике искусственного увеличения осадков. Причинами этого являются выявленные на стадии их испытаний и экспериментов недостатки: None of these listed methods is used in practice to artificially increase precipitation. The reasons for this are the shortcomings identified at the stage of their testing and experiments:
- Способ инициирования термической конвекции с помощью растительных и лесных пожаров вообще не приемлем из-за ограниченности сжигаемых ресурсов, нецелесообразности таких пожаров и вреда флоре и фауне. - The method of initiating thermal convection with the help of plant and forest fires is generally not acceptable due to the limited resources burned, the inappropriateness of such fires and the harm to flora and fauna.
- Способы создания восходящих потоков с помощью метеотронов (факельных, огнеметных с реактивными двигателями) не имеют приемлемой эффективности даже при сжигании огромных количеств нефтепродуктов (от 30 до 430 тонн/час) и приводят к серьезным загрязнениям окружающей среды. - Способы прогрева приземного воздуха за счет солнечной радиации путем создания асфальтовых и матерчатых покрытий земной поверхности, а также способ Орановского, предусматривающий установку зачерненного экрана на опорах, не реализованы из-за не приемлемо больших затрат. Создание солнечных метеотронов с экранами, имеющими площадь порядка 1-Н5 км2, очень дорого, а с экранами меньшего размера бесполезно. Например, асфальтированные или бетонированные площади в городах, аэропортах, имеющие площади порядка до 0,1 - 0,3 км2, не работают как эффективные солнечные метеотроны. - Methods for creating updrafts with the help of meteortrons (torch, flamethrower with jet engines) do not have acceptable efficiency even when burning huge amounts of oil products (from 30 to 430 tons / hour) and lead to serious environmental pollution. - Methods for warming up surface air due to solar radiation by creating asphalt and cloth coverings of the earth's surface, as well as the Oranovsky method, which involves installing a blackened screen on supports, have not been implemented due to unacceptably high costs. The creation of solar meteortrons with screens having an area of the order of 1-H5 km 2 is very expensive, and it is useless with screens of a smaller size. For example, asphalted or concreted areas in cities, airports, having areas of the order of 0.1 - 0.3 km 2 , do not work as effective solar meteortrons.
- Способы по патентам РФ N° 2462026 и N° 2670059, как показали наши полевые испытания, не работоспособны, так как многоярусную гирлянду Г елиатора невозможно поднять до высоты хотя бы 500 м из-за большой парусности даже при ветре 1- 2 м/с. - The methods according to the patents of the Russian Federation N° 2462026 and N° 2670059, as shown by our field tests, are not operational, since the multi-tiered Heliator garland cannot be raised to a height of at least 500 m due to the large windage even with a wind of 1-2 m / s .
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является способ и устройство создания облаков с помощью реактивной струи, создаваемой суперметеотроном, содержащим авиационные реактивные двигатели (Вульфсон Н.И., Левин Л.М., Метеотрон как средство воздействия на атмосферу. М.:, Гидрометеоиздат, 1987. 131 с.). The closest in technical essence to the claimed object is a method and device for creating clouds using a jet stream created by a supermeteotron containing aircraft jet engines (Vulfson N.I., Levin L.M., Meteotron as a means of influencing the atmosphere. M .:, Gidrometeoizdat, 1987. 131 p.).
Известно, что эффективность этого способа невысокая, так как при подъеме реактивной струи в атмосфере происходит вовлечение окружающего воздуха, увеличение диаметра, постепенное охлаждение и потеря скорости и плавучести. Поэтому подъем реактивной струи прекращается на некоторой высоте, зависящей от вертикальных профилей температуры и влажности воздуха, зачастую до достижения уровня конденсации и без образования конвективного облака. It is known that the efficiency of this method is low, since when the jet rises in the atmosphere, the surrounding air is entrained, the diameter increases, gradual cooling, and the loss of speed and buoyancy. Therefore, the rise of the jet stream stops at a certain height, depending on the vertical profiles of temperature and air humidity, often before reaching the level of condensation and without the formation of a convective cloud.
Сущность изобретения: The essence of the invention:
Техническим результатом патентуемых решений является повышение эффективности создания конвективных облаков и осадков при безоблачной ситуации за счет оптимального использования термодинамических свойств атмосферы, а также снижение требований к мощности реактивной установки и затрат топлива. The technical result of the patented solutions is to increase the efficiency of creating convective clouds and precipitation in a cloudless situation due to the optimal use of the thermodynamic properties of the atmosphere, as well as reducing the requirements for the power of a jet installation and fuel costs.
Заявленный технический результат достигается при осуществлении способа создания искусственных облаков и осадков путем инициирования восходящих потоков в атмосфере с помощью реактивного двигателя и туманообразующих пушек, согласно которому в вертикально направленную реактивную струю одновременно вводят три типа грубодисперсных гигроскопических аэрозолей: аэрозоли первого типа состоят из гигроскопичных веществ с гигроскопической точкой hi < 40%; аэрозоли второго типа состоят из гигроскопичных веществ с гигроскопической точкой 41 < /?2< 70%, а аэрозоли третьего типа состоят из гигроскопичных или слабогигроскопичных веществ с гигроскопической точкой 71 <Ьз< 80%. The claimed technical result is achieved when implementing a method for creating artificial clouds and precipitation by initiating upward flows in the atmosphere using a jet engine and fogging guns, according to which three types of coarse hygroscopic aerosols are simultaneously introduced into a vertically directed jet stream: aerosols of the first type consist of hygroscopic substances with hygroscopic hi point < 40%; aerosols of the second type consist of hygroscopic substances with a hygroscopic point of 41 < /?2 < 70%, and aerosols of the third type consist of hygroscopic or weakly hygroscopic substances with a hygroscopic point of 71 < L3 < 80%.
Использование трех типов аэрозолей позволит обеспечить конденсацию водяного пара в приземном слое и вышестоящих слоях атмосферы при любой влажности воздуха, которая изменяется по мере подъема реактивной струи. Это приведет к выделению тепла конденсации, повышению плавучести и усилению восходящего потока во всем подоблачном слое, вплоть до достижения уровня естественного облакообразования и запуска процесса осадкообразования. The use of three types of aerosols will make it possible to ensure the condensation of water vapor in the surface layer and higher layers of the atmosphere at any air humidity, which changes as the jet rises. This will generate heat condensation, increase in buoyancy and intensification of the ascending flow in the entire subcloud layer, up to the level of natural cloud formation and the start of the precipitation process.
Эти три типа аэрозоля обеспечивают абсорбцию и интенсивную конденсацию водяного пара при влажности воздуха от 6% до 78%, и может привести к увеличению скорости восходящего потока, начиная от приземного слоя атмосферы до высоты уровня естественного облакообразования. По мере подъема увеличивается диаметр и объем восходящего потока, увеличивается выделение в ней тепла конденсации водяного пара, а после подъема струи выше уровня естественной конденсации запускается процесс облако- и осадкообразования. Таким образом повышается эффективность способа. These three types of aerosol provide absorption and intense condensation of water vapor at air humidity from 6% to 78%, and can lead to an increase in the speed of the upward flow, from the surface layer of the atmosphere to the height of the level of natural cloud formation. As it rises, the diameter and volume of the ascending flow increase, the release of water vapor condensation heat in it increases, and after the jet rises above the level of natural condensation, the process of cloud and precipitation formation starts. Thus, the efficiency of the method is increased.
В частности, аэрозоли первого типа формируют из водного раствора СаСЬ, или СаСЬ ЕЬО, или СаСЬ*6Н20; аэрозоли второго типа - из раствора аммиачной селитры (NH4NO3), или нитроаммофоски (NH4NO3+NH4H2PO4), или карбоаммофоски (NH2)2C0+NH4H2P04); а аэрозоли третьего типа - из раствора поваренной соли NaCl или карбамида (МЕДСО. При этом аэрозоль первого типа формируют путем мелкодисперсного распыления с помощью системы форсунок, размещенных по кольцу вокруг реактивной струи с расходом не менее 40 л/мин, аэрозоли второго и третьего типов формируют путем мелкодисперсного разбрызгивания с помощью вертикально направленных туманообразующих пушек с расходом более 40 л/мин (возможно 50±20 л/мин) каждого из водных растворов. In particular, aerosols of the first type are formed from an aqueous solution of CaCl, or CaCl EbO, or CaCl * 6H 2 0; aerosols of the second type - from a solution of ammonium nitrate (NH4NO3), or nitroammophoska (NH4NO3 + NH4H2PO4), or carboammophoska (NH 2 ) 2 C0 + NH 4 H 2 P0 4 ); and aerosols of the third type - from a solution of sodium chloride NaCl or carbamide (MEDSO. In this case, the aerosol of the first type is formed by fine spraying using a system of nozzles placed in a ring around the jet stream with a flow rate of at least 40 l / min, aerosols of the second and third types are formed by fine spraying with vertically directed misting guns with a flow rate of more than 40 l / min (possibly 50 ± 20 l / min) of each of the aqueous solutions.
Для исключения засорения форсунок водные растворы аэрозолей всех типов готовят в концентрации 80-90% от насыщающей и распыляют до размера капель 10-20 мкм для формирования аэрозолей размером 5 0 мкм в концентрации около 4-1011 частиц/с каждого вида и расходом массы каждого вещества не менее 30 кг/мин (расход 40 л/мин (возможно 50±20 л/мин) для каждого из водных растворов). To avoid clogging of nozzles, aqueous solutions of aerosols of all types are prepared at a concentration of 80-90% of the saturating one and sprayed to a droplet size of 10-20 microns to form aerosols with a size of 50 microns at a concentration of about 4-10 11 particles / s of each type and a mass flow rate of each substances at least 30 kg/min (flow rate 40 l/min (possibly 50±20 l/min) for each of the aqueous solutions).
Может также осуществляться распыление в реактивной струе готовых солевых порошков указанных веществ с размерами частиц от 1 до 10 мкм с общим расходом каждого вещества порядка 30 кг/мин. It can also be sprayed in a jet jet ready-made salt powders of these substances with particle sizes from 1 to 10 microns with a total consumption of each substance of the order of 30 kg/min.
Для повышения эффективности предпочтительно соблюдать следующие условия: искусственные облака и осадки создают преимущественно с 15 до 17 часов местного времени на возвышенной местности при сочетании следующих атмосферных условий: скорость приземного ветра менее 2 м/с, толщина задерживающих слоев ниже уровня конденсации не более 500 м, потенциальная энергия конвективной неустойчивости выше уровня конденсации САРЕ > 200 Дж/кг, влажность приземного воздуха не менее 30%. To improve efficiency, it is preferable to observe the following conditions: artificial clouds and precipitation are created mainly from 15 to 17 hours local time on elevated terrain under a combination of the following atmospheric conditions: surface wind speed less than 2 m/s, thickness of the retardation layers below the condensation level no more than 500 m, potential energy of convective instability above the level of condensation САРЭ > 200 J/kg, surface air humidity not less than 30%.
Также технический результат достигается за счет устройства для осуществления указанного способа, которое содержит авиационный реактивный двигатель с воздухоприемником и устройством поворота реактивной струи, топливной системой, электрической системой запуска и управления, а также системы распыления водных раствор первого типов, представляющие собой систему форсунок установленную по периметру устройства поворота реактивной струи для распыления аэрозоля первого типа, и две туманообразующие пушки для распыления аэрозолей второго и третьего типов с вентиляторами мощностью не менее 20 КВт, системами управления, электропитания аэрозолей второго и третьего типа, при этом реактивный двигатель и туманообразующие пушки конструктивно объединены в единую систему, обеспечивающую истечение в зенит и соосность истечения реактивной струи и двух газокапельных струй, а их воздухоприемники выполнены в виде отводов для забора воздуха сверху через мелкоячеистую сетку, исключающую засасывание птиц и других предметов, причем площади втока воздуха в 2 раза превышают площади истока. Also, the technical result is achieved by a device for implementing the specified method, which contains an aircraft jet engine with an air intake and a jet turning device, a fuel system, an electric start and control system, as well as a water spray system. solution of the first type, which is a system of nozzles installed around the perimeter of the jet turning device for spraying aerosols of the first type, and two fogging guns for spraying aerosols of the second and third types with fans with a power of at least 20 kW, control systems, power supply for aerosols of the second and third types, at the same time, the jet engine and the fogging guns are structurally integrated into a single system that ensures the outflow to the zenith and the coaxiality of the outflow of the jet and two gas-drop jets, and their air intakes are made in the form of outlets for air intake from above through a fine-mesh mesh, which excludes the suction of birds and other objects, and the area of the air inlet is 2 times the area of the source.
При этом устройство поворота реактивной струи в зенит содержит конусовидный диффузор, служащий для расширения струи, который узкой стороной присоединен к выходу сопла двигателя, а широкой стороной - к отводу, служащему для поворота струи, причем для снижения потерь выходное сечение диффузора увеличено по сравнению с входным более чем в 2 раза, а отвод выполнен с радиусом гиба в 2 раза больше радиуса трубы, угол поворота ограничен 70°, а выход отвода срезан в горизонтальной плоскости с возможностью обеспечения истечения реактивной струи вверх. At the same time, the device for turning the jet to the zenith contains a cone-shaped diffuser, which serves to expand the jet, which is connected with a narrow side to the outlet of the engine nozzle, and with a wide side - to the outlet, which serves to turn the jet, and to reduce losses, the outlet section of the diffuser is increased compared to the inlet more than 2 times, and the outlet is made with a bend radius 2 times greater than the pipe radius, the angle of rotation is limited to 70°, and the outlet of the outlet is cut off in a horizontal plane with the possibility of ensuring the outflow of the jet upward.
Экспериментально было установлено, что количество форсунок, установленных на кольцеобразной трубе, предпочтительно должно быть выбрано из диапазона 8СН-100 форсунок, которые размещены по контуру сопла для создания реактивной струи и воздушных струй туманообразующих пушек, имеют диаметр сопел около 0, 3-Ю, 5 мм, и распыляют не менее 40 л/мин растворов гигроскопических веществ на капельки диаметром 1СН-20 мкм, при мгновенном испарении которых в реактивной струе образуется гигроскопический аэрозоль оптимального для конденсации водяного пара диаметра около 5-Э0 мкм. It was experimentally found that the number of nozzles installed on the annular tube should preferably be selected from the range of 8CH-100 nozzles, which are placed along the contour of the nozzle to create a jet and air jets of fogging guns, have a nozzle diameter of about 0.3-10.5 mm, and at least 40 l / min of solutions of hygroscopic substances are sprayed onto droplets with a diameter of 1CH-20 μm, upon instantaneous evaporation of which a hygroscopic aerosol of a diameter of about 5-E0 μm, optimal for water vapor condensation, is formed in the jet.
Краткое описание чертежей Brief description of the drawings
Далее решение поясняется со ссылками на фигуры, на которых изображено следующее. Further, the solution is explained with reference to the figures, which depict the following.
Фигура 1 - Устройство для создания восходящих потоков и искусственных облаков. Figure 1 - Device for creating updrafts and artificial clouds.
Фигура 2 - Устройство поворота реактивной струи в зенит. Figure 2 - Device for turning the jet to the zenith.
Технический результат достигается с помощью устройства, показанного на фигуре 1, в котором в состав известного устройства, содержащего турбореактивный двигатель 1, воздухоприемник 2, устройство поворота струи в зенит 3, закрепленные на общей станине 4, и снабженного топливной системой, системами электропитания и управления (на фигуре 1 не показаны), введены две туманообразующие пушки 5 и 6, установленные так, чтобы реактивная струя 7 и газокапельные струи тумана 8 и 9, истекая соосно, образовали единую струю восходящего потока, насыщенную двумя типами гигроскопических аэрозолей, а также введена система форсунок 10, размещенных по кольцу 11 вокруг выхода устройства поворота струи 3. The technical result is achieved using the device shown in figure 1, in which the composition of a known device containing a turbojet engine 1, an air inlet 2, a device for turning the jet into a zenith 3, fixed on a common frame 4, and equipped with a fuel system, power supply and control systems ( not shown in figure 1), two fogging guns 5 and 6 are introduced, installed so that the jet 7 and the gas-drop fog jets 8 and 9, flowing coaxially, form a single ascending jet saturated with two types of hygroscopic aerosols, as well as a system of nozzles 10, placed along the ring 11 around the outlet of the jet turning device 3.
Воздухоприемник турбореактивного двигателя 2 (фигура 1) выполнен в виде отвода 12 с круглым или прямоугольным сечением, на входе которого установлена металлическая сетка из нержавеющей стали 13 с мелкой ячейкой для защиты двигателя от попадания посторонних предметов, а также система форсунок 13, служащая для мелкодисперсного (до 10 мкм) распыления воды и охлаждения воздуха, сжимаемого в компрессоре, с целью повышения давления сжатия и увеличения скорости реактивной струи 7. Выход воздухоприемника соединен со входом двигателя с помощью круглого фланца (на фигуре не показан). The air inlet of the turbojet engine 2 (figure 1) is made in the form of a branch 12 with a circular or rectangular cross section, at the inlet of which a metal mesh of stainless steel 13 with a fine mesh is installed to protect the engine from foreign objects, as well as a nozzle system 13, which serves for fine ( up to 10 microns) spraying water and cooling the air compressed in the compressor in order to increase the compression pressure and increase the speed of the jet 7. The air inlet outlet is connected to the engine inlet using a round flange (not shown in the figure).
Конструкция воздухоприемника выполнена в виде отвода с забором воздуха сверху через мелкоячеистую сетку с целью обеспечения безопасности персонала и предотвращения попадания в двигатель птиц и различных предметов. Площадь забора воздуха в 2 раза превышает площадь втока в двигатель, чтобы исключить «захлебывание» двигателя из-за недостатка воздуха. The design of the air inlet is made in the form of a vent with air intake from above through a fine mesh in order to ensure the safety of personnel and prevent birds and various objects from entering the engine. The air intake area is 2 times the area of the inlet to the engine in order to prevent the engine from “flooding” due to lack of air.
Поскольку турбореактивный двигатель не может длительное время работать в вертикальном положении, он снабжен устройством поворота струи в зенит, представленным на фигуре 2. Устройство поворота 3 состоит из диффузора 16, служащего для расширения струи, и отвода 17, служащего для поворота струи. Вход диффузора присоединен к выходному соплу двигателя 18 посредством фланца 19, а выход с помощью фланца 20 соединен с отводом 17. Для снижения потерь при повороте струи выходное сечение диффузора увеличено по сравнению с входным более чем в 2 раза, а отвод 17 выполнен с радиусом изгиба в 2 раза больше радиуса трубы, угол поворота ограничен 70°, а выход отвода 21 срезан горизонтально, чтобы обеспечить истечение реактивной струи вверх. С учетом потерь в поворотном устройстве скорость реактивной струи на выходе в атмосферу составляет около 300 м/с, а температура около 300 °С. При этом сечение струи увеличено в 2 раза и сохранен поток массы реактивных газов, равный в номинальном режиме работы двигателя 200 кг/с. Since the turbojet engine cannot work in a vertical position for a long time, it is equipped with a device for turning the jet to the zenith, shown in figure 2. The turning device 3 consists of a diffuser 16, which serves to expand the jet, and a branch 17, which serves to turn the jet. The inlet of the diffuser is connected to the outlet nozzle of the engine 18 by means of a flange 19, and the outlet is connected to the outlet 17 by means of a flange 20. To reduce losses when the jet turns, the outlet section of the diffuser is increased by more than 2 times compared to the inlet, and the outlet 17 is made with a bending radius 2 times the radius of the pipe, the angle of rotation is limited to 70°, and the outlet of the branch 21 is cut horizontally to allow the jet to flow upwards. Taking into account the losses in the rotary device, the speed of the jet at the outlet to the atmosphere is about 300 m/s, and the temperature is about 300 °C. At the same time, the jet cross section is increased by 2 times and the mass flow of reactive gases is preserved, equal to 200 kg/s in the nominal mode of the engine.
Туманообразующие пушки 5 и 6 с системами форсунок типа 15, мощными вентиляторами и автономными системами электропитания, управления и емкостями (на фигуре 1 не показаны) служит для распыления водных раствора двух разных гигроскопических веществ с разными гигроскопическими точками (например, нитроаммофоска и поваренная соль) до размера около ds = 15 мкм и создания скоростных газокапельных струй 8 и 9, сливающихся на высоте 30 - 50 м с реактивной струей. Fogging guns 5 and 6 with nozzle systems of type 15, powerful fans and autonomous power supply systems, controls and tanks (not shown in figure 1) are used to spray an aqueous solution of two different hygroscopic substances with different hygroscopic points (for example, nitroammophoska and table salt) up to size about d s = 15 µm and the creation of high-speed gas-drop jets 8 and 9, merging at a height of 30 - 50 m with a jet stream.
В качестве туманообразующих пушек 5 и 6 используется широко применяемые для пылеподавления, опрыскивания растений и создания искусственного снега пушки, но, обеспечивающие, во-первых, истечение газокапельных струй почти в зенит (на угол 85° ± 5°) для слияния с реактивной струей, и, во-вторых, системы распыления, содержащие около 60-Н00 форсунок с диаметром сопла 0,3 -Ю,5 мм, которые обеспечивают разбрызгивание водных растворов гигроскопических веществ в количестве не менее 3-6 м3/ч на капельки диаметром около 15 мкм. Высота подъема газокапельной струи такой пушки зависит от давления распыления и мощности вентилятора. Например, при давлении центробежного насоса, равном 3 МРа и мощности двигателя вентилятора около 25-30 кВт в безветренной атмосфере струя достигает 60-80 м по горизонтали или около 50 м по вертикали. As fogging guns 5 and 6, guns that are widely used for dust suppression, spraying plants and creating artificial snow are used, but providing, firstly, the outflow of gas-drop jets almost to the zenith (at an angle of 85° ± 5°) to merge with a jet stream, and secondly, spray systems containing about 60-H00 nozzles with a nozzle diameter of 0.3-10.5 mm, which provide spraying aqueous solutions of hygroscopic substances in an amount of at least 3-6 m 3 /h into droplets with a diameter of about 15 microns. The height of the rise of the gas-droplet jet of such a gun depends on the spray pressure and fan power. For example, with a centrifugal pump pressure of 3 MPa and a fan motor power of about 25-30 kW in a calm atmosphere, the jet reaches 60-80 m horizontally or about 50 m vertically.
Система форсунок 10 , служащая для разбрызгивания концентрированного водного раствора гигроскопического вещества типа СаСЬ*6Н20 или СаСЬ НгО и формирования аэрозоля с низкой гигроскопической точкой, размещена по кольцу 11 вокруг отвода 17, и содержит около 100 форсунок с диаметром сопел 0, 3-Ю, 5 мм, помпу на 10 атм и емкость для раствора. The nozzle system 10, which serves to spray a concentrated aqueous solution of a hygroscopic substance of the CaCl * 6H 2 0 or CaCl HgO type and form an aerosol with a low hygroscopic point, is located along the ring 11 around the outlet 17, and contains about 100 nozzles with a nozzle diameter of 0, 3-10 , 5 mm, 10 atm pump and solution container.
Быстрое испарение капелек раствора массой Ms, создаваемых этой системой форсунок и туманообразующей пушкой, приводит к образованию в обоих случаях гигроскопического аэрозоля со среднекубическим диаметром ch в количестве N:
Figure imgf000009_0001
The rapid evaporation of solution droplets with a mass M s , created by this system of nozzles and a fogging gun, leads in both cases to the formation of a hygroscopic aerosol with an average cubic diameter ch in an amount of N:
Figure imgf000009_0001
При распылении, например, Ms = 60 кг/мин (1000 г/с) концентрированного водного раствора СаСЬ, имеющего плотность ps = 1,4 г/см3, на капли диаметром tis 15 мкм, в каждую секунду образуется N « 4- 1011 частиц аэрозоля диаметром около da = 10 мкм. При их введении в реактивную струю, имеющую расход массы то = 200 м3/с, в ней образуется концентрация аэрозоля не менее 4-109 м 3. При этом потери тепла на испарение капель составят около 1 МДж/с, что пренебрежимо мало в сравнении с теплосодержанием реактивной струи. When spraying, for example, M s \u003d 60 kg / min (1000 g / s) of a concentrated aqueous solution of CaCl, having a density p s \u003d 1.4 g / cm 3 , into drops with a diameter of ti s 15 μm, N " 4- 10 11 aerosol particles with a diameter of about d a = 10 µm. When they are introduced into a jet stream with a mass flow rate m = 200 m 3 /s, an aerosol concentration of at least 4-10 9 m 3 is formed in it. In this case, the heat loss for the evaporation of droplets will be about 1 MJ/s, which is negligibly small in comparison with the heat content of the jet.
Осуществление изобретения (перечень последовательности операций)Implementation of the invention (list of operations)
Предлагаемый способ создания искусственных облаков и осадков реализуется следующим образом. The proposed method for creating artificial clouds and precipitation is implemented as follows.
Выбор места и оборудование позиции: Site selection and equipment position:
Позицию целесообразно выбрать на таком удалении от жилых и служебных объектов, чтобы уровень шума работающего авиационного двигателя (120 дБ) не превышал допустимый ВОЗ уровень 80 дБ. Благоприятным для получения целевого результата является горное плато высотой 800 - 1800 м, чтобы, во-первых, исключить влияние приземных слоев инверсии, а во-вторых, чтобы реактивная струя могла быстрее достигать уровня конденсации и запустить процесс формирования искусственных облаков. It is advisable to choose a position at such a distance from residential and service facilities that the noise level of a working aircraft engine (120 dB) does not exceed the WHO permissible level of 80 dB. Favorable for obtaining the target result is a mountain plateau with a height of 800 - 1800 m, in order, firstly, to exclude the influence of surface layers of inversion, and secondly, so that the jet stream can quickly reach the level of condensation and start the process of formation of artificial clouds.
На выбранной позиции на бетонном фундаменте крепится станина 4 с устройством 1. Вокруг устройства 1 монтируются туманообразующие пушки, топливная система и системы электропитания двигателя и пушек, емкости для воды и трех вариантов водных растворов гигроскопических веществ, а также аппаратура метеорологических наблюдений и измерения параметров атмосферы и искусственных облаков и осадков, включая метеостанцию, профайлер температуры и влажности воздуха, тепловизор, ветровой лидар, аппаратуру приема данных радиозондирования атмосферы, спутниковой и синоптической ситуации, метеорологический радиолокатор, фото- и видеокамеры. Frame 4 with device 1 is attached to the selected position on the concrete foundation. Fog guns, fuel system and power supply systems for the engine and guns, tanks for water and three variants of aqueous solutions of hygroscopic substances, as well as equipment for meteorological observations and measurements of atmospheric parameters and artificial clouds and precipitation, including a weather station, air temperature and humidity profiler, thermal imager, wind lidar, equipment for receiving atmospheric radio sounding data, satellite and synoptic situation, meteorological radar, photo and video cameras.
Выбор дней с благоприятными атмосферными условиями: Selection of days with favorable atmospheric conditions:
Эффективность создания искусственных облаков и осадков зависит от параметров атмосферы, включая вертикальные профили температуры, влажности и скорости ветра в атмосфере, наличие и вертикальные протяженности слоев инверсии температуры. Наиболее благоприятными для создания искусственных облаков по данным теоретического моделирования (еще не опубликованным) являются следующие атмосферные условия. The efficiency of creating artificial clouds and precipitation depends on atmospheric parameters, including vertical profiles of temperature, humidity and wind speed in the atmosphere, the presence and vertical extents of temperature inversion layers. According to theoretical modeling data (not yet published), the most favorable for the creation of artificial clouds are the following atmospheric conditions.
— наличие положительной потенциальной энергии неустойчивости выше уровня конденсации; — the presence of a positive potential energy of instability above the level of condensation;
— наличие небольшого слоя инверсии температуры ниже уровня конденсации, сдерживающего развитие естественных облаков; — the presence of a small layer of temperature inversion below the condensation level, which hinders the development of natural clouds;
— малые скорости приземного ветра и малые сдвиги ветра до высот 3 -4 км; — low surface wind speeds and small wind shears up to heights of 3-4 km;
— повышенное влагосодержание приземного воздуха и слоя вовлечения. — increased moisture content of the surface air and the entrainment layer.
По данным радиозондирования атмосферы, рассчитываются вертикальные профили скорости ветра, температуры и влажности воздуха, составляется прогноз погоды с учетом синоптической ситуации и фактической погоды, и на основе прогноза принимается решение о проведении или не проведении операций по созданию искусственных облаков и осадков. При испытании способа и устройства решение может приниматься на рандомизированной основе. According to atmospheric radio sounding data, vertical profiles of wind speed, temperature and air humidity are calculated, a weather forecast is made taking into account the synoptic situation and actual weather, and based on the forecast, a decision is made whether or not to conduct operations to create artificial clouds and precipitation. When testing the method and device, the decision can be made on a randomized basis.
Операции по созданию искусственных облаков и осадков проводятся при следующих атмосферных условиях: Operations to create artificial clouds and precipitation are carried out under the following atmospheric conditions:
— естественные осадки не ожидаются; - natural precipitation is not expected;
— погода безоблачная или имеются облака без осадков; - the weather is cloudless or there are clouds without precipitation;
— скорость ветра у земли меньше 2 м/с, а в 1 км слое меньше 5 м/с; - wind speed near the ground is less than 2 m/s, and in a 1 km layer is less than 5 m/s;
— толщина слоя в подоблачном слое инверсии не превышает 500 м; — the layer thickness in the subcloud inversion layer does not exceed 500 m;
— выше уровня конденсации потенциальная энергия конвективной неустойчивости САРЕ > 200 Дж/кг; — above the level of condensation, the potential energy of convective instability САРЭ > 200 J/kg;
— относительная влажность воздуха у земли и в 1 км слое не менее 30%. — relative air humidity near the ground and in the 1 km layer is not less than 30%.
Последовательность и порядок проведения операций: Sequence and order of operations:
1) Операции по созданию искусственных облаков или усилению существующих облаков проводятся в период максимального прогрева атмосферы с 1500 до 1700 местного времени. 1) Operations to create artificial clouds or enhance existing clouds are carried out during the period of maximum heating of the atmosphere from 1500 to 1700 local time.
2) В первую очередь перед началом операций включается аппаратура контроля параметров атмосферы и искусственных облаков и осадков в режиме непрерывных наблюдений, передачи на компьютер, регистрации и первичной обработки информации всех датчиков для принятия решений о продолжительности и интенсивности операций. 2) First of all, before the start of operations, the equipment for monitoring the parameters of the atmosphere and artificial clouds and precipitation is switched on in the mode of continuous observations, transfer to a computer, registration and primary processing of information from all sensors to make decisions about the duration and intensity of operations.
3) Во вторую очередь включается реактивный двигатель и после 5 минут его работы в режиме прогрева устанавливается режим номинальной работы и включается система увлажнения воздуха, поступающего в двигатель через воздухоприемник. 3) In the second turn, the jet engine is turned on and after 5 minutes of its operation in the warm-up mode, the nominal operation mode is set and the humidification system for the air entering the engine through the air inlet is turned on.
4) После установления номинального режима работы реактивного двигателя:4) After establishing the nominal operating mode of the jet engine:
— включается система разбрызгивания водного раствора гигроскопического вещества с самой низкой гигроскопической точкой hi < 40%, например, СаСЬ, СаС б О или СаС12*20; - the system is switched on for spraying an aqueous solution of a hygroscopic substance with the lowest hygroscopic point hi < 40%, for example, CaCl, CaC 6 O or CaCl 2* 4H 2 0;
— включается вертикально направленная туманообразующая пушка с разбрызгиванием 50±20 л/мин водного раствора гигроскопического вещества с гигроскопической точкой 41 < /г2 < 70 % (например, аммиачная селитра NH4NO3, нитроаммофоска (М Ь\() - \1 Ы ЬОО,), карбоаммофоска (NH2)2CO+ H4H2PO4) и при необходимости с помощью пульта дистанционного управления корректируется ее наведение, чтобы газокапельная струя целиком втягивалась в реактивную струю на высоте ЗСН-50 м; - a vertically directed fogging gun is turned on with a spray of 50 ± 20 l / min of an aqueous solution of a hygroscopic substance with a hygroscopic point of 41 < /g 2 < 70% (for example, ammonium nitrate NH4NO3, nitroammophoska (M b \ () - \ 1 S LOO,) , carboammofoska (NH 2 ) 2 CO + H4H2PO4) and, if necessary, using the remote control, its guidance is corrected so that the gas-drop jet is completely drawn into the jet at a height of ZSN-50 m;
— включаются вертикально направленная туманообразующая пушка с разбрызгиванием около 50±20 л/мин водного раствора гигроскопического вещества с гигроскопической точкой около 71 < Из < 80 % (например, поваренная соль NaCl или карбамид (NH2)2CO и при необходимости с помощью пульта дистанционного управления корректируется ее наведение, чтобы газокапельная струя целиком втягивалась в реактивную струю на высоте 30-50 м. - a vertically directed fogging gun is switched on with a spray of about 50 ± 20 l / min of an aqueous solution of a hygroscopic substance with a hygroscopic point of about 71 < Of < 80% (for example, sodium chloride NaCl or carbamide (NH 2 ) 2 CO and, if necessary, using a remote control control, its guidance is corrected so that the gas-drop jet is completely drawn into the jet at a height of 30-50 m.
5) Продолжительность операции по созданию искусственных облаков составляет от 20 до 60 минут в зависимости от достижения целевого эффекта. 5) The duration of the operation to create artificial clouds is from 20 to 60 minutes, depending on the achievement of the target effect.
6) Измерение параметров искусственных восходящих потоков, облаков и осадков осуществляется непрерывно в течение всего времени работы устройства 1 и до завершения проявлений эффекта воздействия на атмосферу: 6) Measurement of the parameters of artificial ascending flows, clouds and precipitation is carried out continuously during the entire time of operation of the device 1 and until the end of the manifestations of the effect on the atmosphere:
— структура полей температуры в восходящих потоках регистрируется сканирующим термографом; — the structure of temperature fields in ascending flows is recorded by a scanning thermograph;
— трехмерная структура скорости восходящих потоков измеряется с помощью ветрового лидара; — the three-dimensional structure of the speed of updrafts is measured using a wind lidar;
— вертикальные профили температуры, влажности и водосодержания восходящего потока измеряется 14 канальным микроволновым радиометром; — vertical profiles of temperature, humidity and water content of the ascending flow are measured by a 14-channel microwave radiometer;
— дрон-гексакоптер, оборудованный датчиками, осуществляет прямые измерения температуры, влажности и ветра вдоль регулируемой траектории полета, в том числе поперек восходящего потока; – a hexacopter drone equipped with sensors makes direct measurements of temperature, humidity and wind along a controlled flight path, including across the updraft;
— трехмерная структура радиоэха, высота, интегральное водосодержание искусственного облака, а также количество выпадающих осадков измеряются с помощью автоматизированной радиолокационной системы (например, по патенту РФ *Г° 2395819); – the three-dimensional structure of the radio echo, height, integral water content of the artificial cloud, as well as the amount of precipitation are measured with using an automated radar system (for example, according to the patent of the Russian Federation * Г ° 2395819);
— количество осадков на позиции измеряется метеостанцией, за ее пределами датчиками осадков сети наземных метеостанцией, а в радиусе 100 км и более метеорологическим радиолокатором. - the amount of precipitation at the position is measured by a weather station, outside it by precipitation sensors of a network of ground-based weather stations, and within a radius of 100 km or more by a meteorological radar.
Обоснование возможность реализации способа: Rationale for the possibility of implementing the method:
Известно, что реактивная струя в устойчивой безоблачной атмосфере достигает высоты 400=600 м и теряет плавучесть (Вульфсон Н.И., Левин Л.М., Метеотрон как средство воздействия на атмосферу. М.:, Гидрометеоиздат, 1987. 131 с.). It is known that a jet stream in a stable cloudless atmosphere reaches a height of 400 = 600 m and loses its buoyancy (Vulfson N.I., Levin L.M., Meteotron as a means of influencing the atmosphere. M .: Gidrometeoizdat, 1987. 131 p.) .
В предлагаемом изобретении восходящий поток, создаваемый реактивной струей, усиливается за счет выделения тепла конденсации водяного пара на трех типах грубодисперсного гигроскопического аэрозоля. Этот источник тепла компенсирует потери тепла реактивной струи по мере ее подъема, и может привести к существенному повышению высоты подъема, достижению уровня конденсации и развитию конвективного облака. In the present invention, the upward flow generated by the jet stream is enhanced by the release of heat from the condensation of water vapor on three types of coarse hygroscopic aerosol. This heat source compensates for the heat loss of the jet as it rises, and can lead to a significant increase in the height of the rise, the achievement of a level of condensation and the development of a convective cloud.
Такое повышение высоты подъема струи зависит от суммарной мощности смешанной струи и вклада в нее тепла конденсации водяного пара. Such an increase in the height of the jet rise depends on the total power of the mixed jet and the contribution of the heat of water vapor condensation to it.
Суммарную мощность смешанной аэрозольно-реактивной струи RS МОЖНО оценить по формуле: The total power of the mixed aerosol-reactive jet RS CAN be estimated by the formula:
P = P + Рс , (2) где Pj и Рс - энергии реактивной струи и тепла конденсации водяного пара, соответственно. P = P + Рс , (2) where P j and Рс are the energies of the jet stream and the heat of water vapor condensation, respectively.
Мощность реактивной струи P (Дж/с) зависит от потока массы на выходе сопла то, начального перегрева струи АТо и начальной скорости Wo:
Figure imgf000012_0001
где ср - удельная теплоемкость реактивных газов.
The power of the jet P (J/s) depends on the mass flow at the nozzle outlet To, the initial overheating of the jet ATo, and the initial velocity Wo:
Figure imgf000012_0001
where c p is the specific heat capacity of the reactive gases.
Подставив в (3) значения параметров реактивной установки, то = 200 кг/с; АТо = 300 К; W о = 300 м/с и ср = 1,0 кДж/кг-К, получим: Substituting in (3) the values of the parameters of the rocket launcher, then = 200 kg/s; ATo = 300 K; W o \u003d 300 m / s and with p \u003d 1.0 kJ / kg-K, we get:
300 2 300 2
Pj = 200 -300 -1 + 200 = 69 МДж/с = 69 МВт (4) P j \u003d 200 -300 -1 + 200 \u003d 69 MJ / s \u003d 69 MW (4)
2 2
Интенсивность конденсации водяного пара увеличивается с повышением пересыщения водяного пара над поверхностью капель (АЕ = Ex - Er.r.q.cs), где Е к иЕт, r, q,Cs - упругость водяного пара в окружающей среде и над каплей, соответственно. Значение Er.r.q.C зависит от температуры воздуха Т, радиуса кривизны капли г, электрического заряда q и концентрации водного раствора С в капле, образующейся на гигроскопической частице. Приближенно эта зависимость может быть представлена в виде:
Figure imgf000012_0002
где ст, cr, cq - некоторые константы, характеризующие свойства водяного пара, поверхностное натяжение на границе вода-пар, число и величину элементарных зарядов в капле; паа ma и nw= ш» //., - числа молей растворенного в капле гигроскопического вещества и воды, соответственно; та и mw - их массы; ma и ma - их молекулярные массы, соответственно.
The intensity of water vapor condensation increases with increasing supersaturation of water vapor above the surface of drops (AE = E x - Er. rq .c s ), where E k and Et , r, q , Cs are the elasticity of water vapor in the environment and above the drop, respectively. Er value. rqC depends on the air temperature T, the radius of curvature of the drop r, the electric charge q, and the concentration of the aqueous solution C in the drop formed on the hygroscopic particle. Approximately, this dependence can be represented as:
Figure imgf000012_0002
where st, c r , c q are some constants characterizing the properties of water vapor, surface tension at the water-steam interface, the number and magnitude of elementary charges in a drop; p a \u003d t a m a and n w \u003d w " //., - the number of moles of a hygroscopic substance and water dissolved in a drop, respectively; m a and m w - their masses; m a and m a are their molecular weights, respectively.
Из (5) следует, что увеличению величины АЕ и, следовательно, росту капли способствует уменьшение температуры среды, уменьшение радиуса кривизны капли (т.е. увеличение начального размера), увеличение электрического заряда капли и концентрации раствора гигроскопического вещества Cs = na/(na+nw). It follows from (5) that an increase in the value of AE and, consequently, the growth of a drop is facilitated by a decrease in the temperature of the medium, a decrease in the radius of curvature of the drop (i.e., an increase in the initial size), an increase in the electric charge of the drop, and an increase in the concentration of the hygroscopic substance solution Cs = n a /( n a + n w ).
При начальном размере капли более 1 мкм влияние размера и электрического заряда становится пренебрежимо малым и при заданной температуре значение Er.r.q.Cs зависит только от концентрации раствора:
Figure imgf000013_0001
At an initial droplet size of more than 1 μm, the effect of size and electric charge becomes negligible, and at a given temperature, the value of Er. rqCs depends only on the concentration of the solution:
Figure imgf000013_0001
ИЛИ
Figure imgf000013_0002
где Cs - концентрация насыщенного раствора вещества аэрозоля.
OR
Figure imgf000013_0002
where Cs is the concentration of a saturated solution of an aerosol substance.
Первоначально на гигроскопической частице образуется капелька насыщенного раствора массой то, над которой давление водяного пара Es ниже, чем на удалении Ех. Это приводит к росту капельки за счет диффузии водяного пара до тех пор пока разность A Es = {Ex - Es) > 0. По мере роста капли концентрация раствора n/nw уменьшается за счет разбавления раствора пропорционально увеличению массы капли:
Figure imgf000013_0003
Initially, a droplet of a saturated solution of mass m is formed on a hygroscopic particle, over which the water vapor pressure Es is lower than at a distance E x. This leads to the growth of the droplet due to the diffusion of water vapor until the difference A Es = {Ex - Es) > 0. As the droplet grows, the concentration of the solution n/n w decreases due to the dilution of the solution in proportion to the increase in the mass of the droplet:
Figure imgf000013_0003
С учетом (7) и (8) после некоторых преобразований получим: Taking into account (7) and (8), after some transformations, we obtain:
C mt = mg—s . с (9) где mt - конечная масса капли, до которой она может вырасти ко времени /, когда
Figure imgf000013_0004
давление водяного пара над каплей Es приблизится к равновесной; С с =
C m t \u003d mg - s . c (9) where m t is the final mass of the drop, to which it can grow by the time /, when
Figure imgf000013_0004
the water vapor pressure over the drop Es will approach the equilibrium; C c =
Е « константа конденсации, зависящая от гигроскопических свойств вещества. E "condensation constant depending on the hygroscopic properties of the substance.
Экспериментальные значения ЕСЕх и Es/Ex для насыщенных водных растворов разных веществ приводятся в справочниках {Таблицы физических величин. Справочник. Под ред. акад. И.К. Кикоина. М.: Атомиздат, 1976. - 1008 с.) Experimental values of ECE x and Es / E x for saturated aqueous solutions of various substances are given in reference books {Tables of physical quantities. Directory. Ed. acad. I.K. Kikoin. M.: Atomizdat, 1976. - 1008 p.)
Масса капли насыщенного раствора то равна: то = та + mw = та { +к), (10) где к - отношение массы растворителя к массе растворенного вещества. The mass of a drop of a saturated solution then is equal to: then = m a + m w = m a { + k), (10) where k is the ratio of the mass of the solvent to the mass of the solute.
Подставив (10) в (9) получим конечную массу капли в момент наступления равновесного давления водяного пара mt = ma(l + д (ll)Substituting (10) into (9), we obtain the final mass of the drop at the time of the onset of the equilibrium pressure of water vapor m t = m a (l + q (ll)
Для аэрозолей СаСЬ и NaCl соответственно имеем: For CaCl and NaCl aerosols, respectively, we have:
- kcaCYl = 1,34 И &NaCl = 2,8; - kcaCYl = 1.34 and &NaCl = 2.8;
- даосаС12 = 2,34даа и даомаС1 = 3,8даа; - daoma C12 = 2.34da a and daoma C1 = 3.8da a ;
- mt саС12 = 5,04даа и mtmc = 20,72 т&. - m t caC12 \u003d 5.04 yes a and m t mc \u003d 20.72 t &.
При введении в реактивную струю аэрозоля СаСЬ диаметром da = 10 мкм, имеющего массу та = 1,12-Ю 9 г, при относительной влажности выше гигроскопической точки (6%) образуются капли насыщенного раствора с плотностью Cs = 1,4 г/см3. Формирование таких капель требует абсорбции водяного пара в количестве mw = та* 1000/745 = 1,503-109 г. Масса, образующихся капель насыщенного раствора СаСЬ, будет равна т0 = та + mw = 2,623-109 г, и их диаметр do = 15,3 мкм. When an CaCl aerosol with a diameter of d a = 10 μm and a mass m a = 1.12-10 9 g is introduced into the jet, at a relative humidity above the hygroscopic point (6%) drops of a saturated solution are formed with a density of Cs = 1.4 g/ cm 3 . The formation of such droplets requires absorption of water vapor in an amount of m w = m * while 1,503-10 1000/745 = 9 g Weight, saturated CaCl solution formed droplets will be equal to m = 0 and m + m w = 2,623-10 9 g, and their diameter do = 15.3 µm.
Эти капли будут расти за счет конденсации водяного пара до тех пор, пока установится равновесное давление водяного пара. При этом с учетом табличных значений Сс = 0,65 и = 1,4 г/см3, получим, что конечная масса капель, образующихся на аэрозолях СаСЬ, станет равной mt = та( 1+к) -С^Сс = 5,64- 109 г. These droplets will grow by condensing water vapor until an equilibrium water vapor pressure is established. In this case, taking into account the tabular values Cc = 0.65 and = 1.4 g/cm 3 , we obtain that the final mass of droplets formed on CaCl aerosols will be equal to m t = m a ( 1+k) -C^Cc = September 10, the 5,64-
Внесение в реактивную струю N = 4-1011 шт./с таких частиц СаСЬ приведет к конденсации водяного пара в количестве: The introduction of N = 4-10 11 pieces/s of such CaCl particles into the jet stream will lead to the condensation of water vapor in the amount:
Qc = N-mt = 4-1011 с 1· 5,64-Ю 9 г = 2,26 кг/с. (12)Q c \ u003d Nm t \u003d 4-10 11 s 1 5.64-Yu 9 g \u003d 2.26 kg / s. (12)
Конденсация такого количества водяного пара приведет к выделению количества тепла эквивалентного источнику мощностью: Condensation of such an amount of water vapor will lead to the release of an amount of heat equivalent to a power source:
Рс = Qc-q = 2,26 кг/с-2260 кДж/кг = 5,1 МДж/с = 5,1 МВт. P c \u003d Q c -q \u003d 2.26 kg / s-2260 kJ / kg \u003d 5.1 MJ / s \u003d 5.1 MW.
(13) где q = 2260 кДж/кг - удельная теплота конденсации водяного пара. (13) where q = 2260 kJ/kg is the specific heat of water vapor condensation.
При введении в реактивную струю аэрозоля NaCl диаметром da = 10 мкм и массой та = 1,134-109 г образуются капли насыщенного раствора плотностью ps = 1,2 г/см3. Для образования насыщенного раствора на каждой частице потребуется конденсация водяного пара в количестве mw = та* 1000/357 = 3,175-Ю 9 г. Масса, образующихся капелек насыщенного раствора NaCl будет равна т0 = та + mw = 4,ЗЫ09 г, а их диаметр будет равен do = 19 мкм, что совпадает с данными, о том, что отношение диаметра капли насыщенного раствора к диаметру сухой частицы NaCl равно d(/da = 1,9 (Дрофа А. С. Описание гигроскопических свойств аэрозольных частиц// Доклады 2-йМежд. конф. с элементами научной школы. Ставрополь, 2015. С. 80-85). When an NaCl aerosol with a diameter d a = 10 μm and a mass m a = 1.134-10 9 g is introduced into the jet stream, droplets of a saturated solution with a density p s = 1.2 g/cm 3 are formed . To form a saturated solution in each particle of require condensation of water vapor in an amount of m w = m * while 1000/357 = 3.175 NS 9 g Weight formed of saturated NaCl solution droplets is equal to t = 0 and t + m w = 4, ZY0 9g, and their diameter is equal to do = 19 microns, which coincides with the data that the ratio of the diameter of the drops of a saturated solution to a dry particle diameter equal NaCl d (/ d a = 1,9 (Bustard A. Description hygroscopic properties of aerosol particles// Reports of the 2nd Int. conf. with elements of a scientific school. Stavropol, 2015. S. 80-85).
При влажности воздуха выше гигроскопической точки (75,3%) эти капли будут расти до тех пор, пока не установится равновесное давление водяного пара и конечная масса капель достигнет значения mt = 20,72/wa « 2,35-108 г. Это означает, что диаметр капель достигнет dt = 35,5 мкм. Это хорошо согласуется с данными лабораторных экспериментов (Ludlam, 1950), согласно которым частицы NaCl массой 109 г (da = 9,6 мкм) в течение нескольких секунд образуют капли диаметром 30 мкм ( Ludlam F.H. The composition of coagulation elements un cumulonimbus. Q.J.R.M.S., 76, No 327, 1950). When the air humidity is above the hygroscopic point (75.3%), these drops will grow until the equilibrium pressure of water vapor is established and the final mass of the drops reaches the value m t = 20.72/w a « 2.35-10 8 g This means that the droplet diameter will reach d t = 35.5 µm. This agrees well with the results of laboratory experiments (Ludlam, 1950), according to which the particle mass 10 NaCl 9 g (d a = 9,6 mm) for a few seconds to form droplet diameter of 30 microns (Ludlam FH The composition of coagulation elements un cumulonimbus. QJRMS, 76, No 327, 1950).
Внесение в реактивную струю N = 4-1011 шт./с таких частиц NaCl приведет к конденсации водяного пара в количестве: The introduction of N = 4-10 11 pcs/s of such NaCl particles into the jet stream will lead to the condensation of water vapor in the amount:
Qc = N-mt = 4- 1011 c ^^-lO 8 г = 9,4 кг/с. (14)Qc \u003d Nm t \u003d 4- 10 11 s ^^-lO 8 g \u003d 9.4 kg / s. (14)
Конденсация такого количества водяного пара приведет к выделению количества тепла эквивалентного источнику мощностью: Condensation of such an amount of water vapor will lead to the release of an amount of heat equivalent to a power source:
Pc = Mc-q = 9,4 кг/с-2260 кДж/кг = 21,2 МДж/с = 21,2 МВт. (15)Pc = Mc-q = 9.4 kg/s - 2260 kJ/kg = 21.2 MJ/s = 21.2 MW. (15)
Это значение Рс составляет около 30% начальной мощности реактивного двигателя P , но ее значимость велика тем, что мощность реактивного двигателя уменьшается по мере подъема в атмосфере, а мощность Рс при непрерывном введении аэрозоля остается постоянной, и на некоторой высоте может превышать мощность реактивной струи, обеспечивая подъем восходящего потока до уровня облакообразования. This value of Pc is about 30% of the initial power of the jet engine P, but its significance is great because the power of the jet engine decreases as it rises in the atmosphere, and the power of Pc remains constant with the continuous introduction of aerosol, and at some height it can exceed the power of the jet, providing rise of the upward flow to the level of cloud formation.
Подобные расчеты для более мелкого аэрозоля NaCl, например, с da 1 мкм и др. показали, что количество конденсируемой влаги (Qc = 9,4 кг/с) и выделяемая мощность тепла конденсации (Рс = 21,2 МВт) при da > 1 мкм не зависит от размера аэрозоля, и определяются только общей массой аэрозолей и гигроскопическими свойствами их вещества. Например, при введении аэрозоля NaCl количество конденсируемой влаги и выделяемой мощности почти в 4,2 раза больше, чем при введении такого количества аэрозоля СаСЬ. Но это не значит, что применение NaCl однозначно лучше, чем СаСЬ. Если реактивная струя не достигнет уровней влажности 75,3%, то введение в нее NaCl не даст никакой пользы. Введение в реактивную струю аэрозоля СаСЬ или СаС *6Н20 может обеспечить ее подпитку и подъем до уровня срабатывания аэрозоля NaCl, за счет конденсации водяного пара в приземном слое атмосферы с более низкой влажностью воздуха. Similar calculations for a finer NaCl aerosol, for example, with d a 1 μm, etc., showed that the amount of condensed moisture (Q c \u003d 9.4 kg / s) and the generated condensation heat power (P c \u003d 21.2 MW) at d a > 1 µm does not depend on the size of the aerosol, and is determined only by the total mass of aerosols and the hygroscopic properties of their substance. For example, when an NaCl aerosol is introduced, the amount of condensed moisture and the released power is almost 4.2 times greater than when such an amount of CaCl aerosol is introduced. But this does not mean that the use of NaCl is definitely better than CaCl. If the jet stream does not reach humidity levels of 75.3%, then introducing NaCl into it will not provide any benefit. The introduction of CaCl or CaC *6H 2 0 aerosol into the jet stream can provide its replenishment and rise to the level of NaCl aerosol triggering due to the condensation of water vapor in the surface layer of the atmosphere with lower air humidity.
Введение в реактивную струю аэрозоля с более высокой гигроскопической точкой 40 < h2 < 70% (например, NH4NO3, нитроаммофоска или карбоаммофоска (N+P2O5+K2O) приведет к усилению восходящего потока за счет тепла конденсации в следующем слое атмосферы, когда влажность воздуха в струе достигнет гигроскопической точки этих веществ. The introduction of an aerosol with a higher hygroscopic point 40 < h 2 < 70% (for example, NH 4 NO 3 , nitroammophoska or carboammophoska (N + P 2 O 5 + K 2 O) into the jet stream will increase the updraft due to the heat of condensation in the next layer of the atmosphere, when the air humidity in the jet reaches the hygroscopic point of these substances.
Введение в реактивную струю аэрозоля поваренной соли NaCl или карбамида (М ДСО с гигроскопическими точками И при влажности воздуха 71 - 80%, приведет к конденсация водяного пара и значительному усилению восходящего потока в более высоких слоях атмосферы, где без этого энергетика реактивной струи была бы на исходе. The introduction of an aerosol of common salt NaCl or urea (M DSO with hygroscopic points And at an air humidity of 71 - 80%) into the jet stream will lead to condensation of water vapor and a significant increase in the upward flow in higher layers of the atmosphere, where without this the energy of the jet stream would be at running out.
Непрерывное действие процесса усиления восходящего потока во всех подоблачных слоях могут осложнить две проблемы: The continuous operation of the updraft amplification process in all subcloud layers can be complicated by two problems:
- ограниченность количества конденсата, образующегося на каждом типе аэрозоля, некоторым значением массы капель (для СаСЬ значением т, = 5, 04та, для нитроаммофоски mt = \2,5та, для NaCl mt = \1,3та), после чего над ними устанавливается равновесная упругость водяного пара, и их дальнейший рост до достижения естественного уровня облакообразования замедляется; - limitation of the amount of condensate formed on each type of aerosol, by a certain value of the mass of drops (for CaCl, the value m, = 5.04 m a , for nitroammophoska m t = \2.5 m a , for NaCl m t \u003d \ 1.3 m a ), after which the equilibrium elasticity of water vapor is established above them, and their further growth slows down until the natural level of cloud formation is reached;
- ограниченность ресурсов водяного пара в реактивной струе. - limited resources of water vapor in the jet stream.
Для решения первой проблемы и рационального использования ресурсов водяного пара предлагается одновременно вносить в реактивную струю аэрозоли трех типов гигроскопических веществ диаметром от 1 до 10 мкм и более: a) аэрозоли из веществ с гигроскопической точкой hi < 40%, например, СаСЬ, СаСЬ*4Н20 или СаСЬ*6Н20, LiCl и др., чтобы конденсация водяного пара началась в приземном слое сразу при любой относительной влажности воздуха; To solve the first problem and rational use of water vapor resources, it is proposed to simultaneously introduce aerosols of three types of hygroscopic substances with a diameter of 1 to 10 microns or more into the jet: 2 0 or CaCl * 6H 2 0, LiCl, etc., so that the condensation of water vapor begins in the surface layer immediately at any relative humidity of the air;
B) аэрозоли из веществ с гигроскопической точкой в пределах 41 < h2B) aerosols from substances with a hygroscopic point within 41 < h2
< 70%, например, вещества типа аммиачная селитра (NH4NO3), нитроаммофоска (NH4NO3+NH4H2PO4), карбоаммофоска (NH2)2CO+ NH4H2PO4), чтобы интенсивная конденсация водяного пара продолжалась на некоторой высоте, когда аэрозоль первого типа насытится влагой и конденсация на ней приостановится; с) аэрозоли из веществ с гигроскопической точкой в пределах 71 <h3< 80%, например, поваренной слои NaCl или карбамида (КН^гСО, чтобы конденсация водяного пара происходила на высотах вблизи уровня естественного облакообразования. < 70%, e.g. ammonium nitrate (NH 4 NO 3 ), nitroammophoska (NH4NO3 + NH4H2PO4), carboammophoska (NH2) 2CO + NH4H2PO4), so that intensive condensation of water vapor continues at a certain height, when the aerosol of the first type is saturated with moisture and condensation on it stops; c) aerosols from substances with a hygroscopic point in the range of 71 < h 3 < 80%, for example, NaCl or urea layers (KH ^ rCO, so that condensation of water vapor occurs at altitudes near the level of natural cloud formation.
Одновременное введение в реактивную струю аэрозолей указанных трех типов веществ позволит усиливать восходящий поток на всем пути его подъема и рациональное использование ресурсов водяного пара, содержащегося в струе восходящего потока. The simultaneous introduction of these three types of substances into the jet aerosol jet will enhance the updraft along the entire path of its ascent and rational use of the water vapor resources contained in the updraft jet.
Ресурсы водяного пара в реактивной струе складываются: Resources of water vapor in the jet stream add up:
- из влагосодержания атмосферного воздуха; - from the moisture content of atmospheric air;
- количества влаги разбрызгиваемой на входе воздухоприемника реактивного двигателя с целью повышения его мощности;- the amount of moisture sprayed at the inlet of the jet engine air intake in order to increase its power;
- количества влаги, содержащегося в разбрызгиваемом растворе СаС12; - the amount of moisture contained in the sprayed CaCl 2 solution;
- количества влаги, содержащегося в разбрызгиваемом растворе нитроаммофоски. - the amount of moisture contained in the sprayed solution of nitroammophoska.
Влагосодержания реактивной струи складывается из влагосодержания атмосферного воздуха и влаги, которая вносится в струю путем распыления воды на входе воздухоприемника и трех видов растворов. Секундные расходы влаги разбрызгиваемой на входе воздухоприемника и с тремя типами растворов примерно одинаковы, и в сумме равны примерно 4000 г/с, обеспечивая повышение начального влагосодержания реактивной струи примерно на 20 г/м3с. Влагосодержание атмосферного воздуха буде порядка 10 г/м3. The moisture content of the jet stream consists of the moisture content of atmospheric air and moisture, which is introduced into the jet by spraying water at the inlet of the air receiver and three types of solutions. The second flow rates of moisture sprayed at the inlet of the air receiver and with three types of solutions are approximately the same, and in total equal to approximately 4000 g/s, providing an increase in the initial moisture content of the jet stream by approximately 20 g/m 3 s. The moisture content of atmospheric air will be about 10 g/m 3 .
Таким образом, суммарный поток водяного пара в реактивной струи составит около Qw « 30 г/м3с*200 м3 « 6 кг/с, чего вполне достаточно для срабатывания всех трех типов аэрозолей, вносимых в реактивную струю. Thus, the total flow of water vapor in the jet will be about Q w « 30 g/m 3 s * 200 m 3 « 6 kg/s, which is quite enough to trigger all three types of aerosols introduced into the jet.
Таким образом, одновременное введение в вертикально направленную реактивную струю трех типов грубодисперсных гигроскопических аэрозолей с разными гигроскопическими точками может привести к стимулированию конденсации водяного пара поочередно на разных типах аэрозоля в разных слоях атмосферы, усилению реактивной струи за счет выделения тепла конденсации поочередно на каждом виде аэрозоля, подъему струи до уровня естественного облакообразования и запуску механизма осадкообразования, ускорению процесса образования осадков на каплях, образовавшихся на всех трех типах аэрозолей. Thus, the simultaneous introduction of three types of coarsely dispersed hygroscopic aerosols with different hygroscopic points into a vertically directed jet jet can lead to stimulating water vapor condensation in turn on different types of aerosol in different layers of the atmosphere, strengthening the jet stream due to the release of heat of condensation in turn on each type of aerosol, raising the jet to the level of natural cloud formation and triggering the mechanism of sedimentation, accelerating the process of precipitation formation on droplets formed on all three types of aerosols.
Преимуществом предлагаемого способа создания искусственных облаков и осадков является оптимальное использование термодинамических свойств атмосферы, снижение требований к мощности реактивной установки и затрат топлива. Имеются возможности оптимизации способа путем подбора имеющихся и разработки новых аэрозольных составов. The advantage of the proposed method for creating artificial clouds and precipitation is the optimal use of the thermodynamic properties of the atmosphere, reducing the requirements for the power of a jet installation and fuel costs. There are ways to optimize the process by selecting existing and developing new aerosol formulations.
Следует также отметить, что предлагаемое устройство создания искусственных облаков и осадков, достаточно просто реализуется на уровне современных научно-технических достижений. It should also be noted that the proposed device for creating artificial clouds and precipitation is quite simply implemented at the level of modern scientific and technological achievements.

Claims

Формула изобретения Claim
1. Способ создания искусственных облаков и осадков путем инициирования восходящих потоков в атмосфере с помощью реактивного двигателя и туманообразующих пушек, отличающийся тем, что в вертикально направленную реактивную струю одновременно вводят три типа грубодисперсных гигроскопических аэрозолей : аэрозоли первого типа состоят из гигроскопичных веществ с гигроскопической точкой h < 40%; аэрозоли второго типа состоят из гигроскопичных веществ с гигроскопической точкой 41 < /22 < 70%, а аэрозоли третьего типа состоят из гигроскопичных или слабогигроскопичных веществ с гигроскопической точкой 71 < Нз< 80%, чтобы обеспечить конденсацию водяных паров в реактивной струе на аэрозолях разного типа по мере изменения влажности воздуха при подъеме реактивной струи, выделение скрытого тепла конденсации, повышение плавучести и усиление восходящего потока, для достижения уровня естественного облакообразования и запуска процесса осадкообразования. 1. A method for creating artificial clouds and precipitation by initiating ascending flows in the atmosphere using a jet engine and fogging guns, characterized in that three types of coarse hygroscopic aerosols are simultaneously introduced into a vertically directed jet: aerosols of the first type consist of hygroscopic substances with a hygroscopic point h <40%; aerosols of the second type consist of hygroscopic substances with a hygroscopic point of 41 < /2 2 < 70%, and aerosols of the third type consist of hygroscopic or slightly hygroscopic substances with a hygroscopic point of 71 < H3 < 80%, in order to ensure the condensation of water vapor in the jet stream on aerosols of different type as the air humidity changes as the jet rises, the release of latent heat of condensation, the increase in buoyancy and the increase in the upward flow, to achieve the level of natural cloud formation and start the process of sedimentation.
2. Способ создания искусственных облаков и осадков путем инициирования восходящих потоков в атмосфере с помощью реактивного двигателя и туманообразующих пушек по п.1, отличающийся тем, что аэрозоли первого типа выбраны из водного раствора СаС12, или СаС12*4Н20, или СаС12*6Н20; аэрозоли второго типа выбраны из раствора аммиачной селитры (NH4NO3), или нитроаммофоски (NH4Nq3+NH4H2Rq4), или карбоаммофоски (NH2)2C0+NH H2P04); а аэрозоли третьего типа выбраны из раствора поваренной соли NaCl или карбамида (NH2)2CO. 2. A method for creating artificial clouds and precipitation by initiating upward flows in the atmosphere using a jet engine and fogging guns according to claim 1, characterized in that the aerosols of the first type are selected from an aqueous solution of CaCl 2 , or CaCl 2 *4H 2 0, or CaCl 2 *6H 2 0; aerosols of the second type are selected from a solution of ammonium nitrate (NH 4 NO 3 ), or nitroammophoska (NH 4 Nq 3 +NH 4 H 2 Rq 4 ), or carboammophoska (NH 2 ) 2 C0 + NH H 2 P0 4 ); and aerosols of the third type are selected from sodium chloride solution NaCl or urea (NH 2 ) 2 CO.
3. Способ создания искусственных облаков и осадков путем инициирования восходящих потоков в атмосфере с помощью реактивного двигателя и туманообразующих пушек по п.1, отличающийся тем, что аэрозоль первого типа формируют путем мелкодисперсного распыления с помощью системы форсунок, размещенных по контуру сопла создания реактивной струи с расходом более 40 л/мин, аэрозоли второго и третьего типов формируют путем мелкодисперсного разбрызгивания с помощью вертикально направленных туманообразующих пушек с расходом более 40 л/мин каждого из водных растворов. 3. A method for creating artificial clouds and precipitation by initiating ascending flows in the atmosphere using a jet engine and fogging guns according to claim 1, characterized in that the first type aerosol is formed by fine spraying using a system of nozzles placed along the contour of the jet jet creation nozzle with with a flow rate of more than 40 l / min, aerosols of the second and third types are formed by fine spraying using vertically directed fogging guns with a flow rate of more than 40 l / min of each of the aqueous solutions.
4. Способ создания искусственных облаков и осадков путем инициирования восходящих потоков в атмосфере с помощью реактивного двигателя и туманообразующих пушек по и. 2, отличающийся тем, что водные растворы всех типов аэрозолей готовят в концентрации 8(Н90% от насыщающей и распыляют до размера капель 10- 20 мкм для формирования аэрозолей размером 5-40 мкм в концентрации около 4· 1011 частиц/с каждого вида и расходом массы каждого вещества не менее 40 л/мин. 4. A method for creating artificial clouds and precipitation by initiating updrafts in the atmosphere using a jet engine and fogging guns on and. 2, characterized in that aqueous solutions of all types of aerosols are prepared at a concentration of 8 (H90% of saturating and sprayed to a droplet size of 10-20 microns to form aerosols of 5-40 microns in size at a concentration of about 4 10 11 particles / s of each type and mass flow rate of each substance is not less than 40 l/min.
5. Способ создания искусственных облаков и осадков путем инициирования восходящих потоков в атмосфере с помощью реактивного двигателя и туманообразующих пушек по и. 1, отличающийся тем, что искусственные облака и осадки создают преимущественно с 15 до 17 часов местного времени на возвышенной местности при сочетании следующих атмосферных условий: скорость приземного ветра менее 2 м/с, толщина задерживающих слоев ниже уровня конденсации не более 500 м, потенциальная энергия конвективной неустойчивости выше уровня конденсации САРЕ > 200 Дж/кг, влажность приземного воздуха не менее 30%. 5. A method for creating artificial clouds and precipitation by initiating updrafts in the atmosphere using a jet engine and fogging guns along and. 1, characterized in that artificial clouds and precipitation are created mainly from 15:00 to 17:00 local time on elevated terrain under a combination of the following atmospheric conditions: surface wind speed less than 2 m/s, thickness of the retardation layers below the condensation level not more than 500 m, potential energy convective instability above the level of condensation САРЭ > 200 J/kg, surface air humidity not less than 30%.
6. Устройство для создания искусственных облаков и осадков путем инициирования восходящих потоков в атмосфере с помощью реактивного двигателя и туманообразующих пушек, отличающееся тем, что содержит авиационный реактивный двигатель с воздухоприемником и устройством поворота реактивной струи, топливной системой, электрической системой запуска и управления, а также системы распыления водных раствор первого типов, представляющие собой систему форсунок установленную по периметру устройства поворота реактивной струи для распыления аэрозоля первого типа, и две туманообразующие пушки для распыления аэрозолей второго и третьего типов с вентиляторами мощностью не менее 20 КВт, системами управления, электропитания аэрозолей второго и третьего типа, при этом реактивный двигатель и туманообразующие пушки конструктивно объединены в единую систему, обеспечивающую истечение в зенит и соосность истечения реактивной струи и двух газокапельных струй, а их воздухоприемники выполнены в виде отводов для забора воздуха сверху через мелкоячеистую сетку, исключающую засасывание птиц и других предметов, причем площади втока воздуха в 2 раза превышают площади истока. 6. A device for creating artificial clouds and precipitation by initiating upward flows in the atmosphere using a jet engine and fogging guns, characterized in that it contains an aircraft jet engine with an air intake and a jet turn device, a fuel system, an electrical launch and control system, and also systems for spraying aqueous solutions of the first type, which are a system of nozzles installed around the perimeter of the jet turning device for spraying aerosols of the first type, and two fogging guns for spraying aerosols of the second and third types with fans with a power of at least 20 kW, control systems, power supply for aerosols of the second and of the third type, while the jet engine and fogging guns are structurally combined into a single system that ensures the outflow to the zenith and the coaxiality of the outflow of the jet stream and two gas-drop jets, and their air intakes are made in the form of outlets for air intake from above through a fine-mesh mesh, which excludes the suction of birds and other objects, and the air inlet area is 2 times larger than the source area.
7. Устройство для создания искусственных облаков и осадков путем инициирования восходящих потоков в атмосфере с помощью реактивного двигателя и туманообразующих пушек по и. 6, отличающееся тем, что устройство поворота реактивной струи в зенит содержит конусовидный диффузор, служащий для расширения струи, который узкой стороной присоединен к выходу сопла двигателя, а широкой стороной - к отводу, служащему для поворота струи, причем для снижения потерь выходное сечение диффузора увеличено по сравнению с входным более чем в 2 раза, а отвод выполнен с радиусом гиба в 2 раза больше радиуса трубы, угол поворота ограничен 70°, а выход отвода срезан в горизонтальной плоскости с возможностью обеспечения истечения реактивной струи вверх. 7. A device for creating artificial clouds and precipitation by initiating updrafts in the atmosphere using jet engine and fogging guns on and. 6, characterized in that the device for turning the jet to the zenith contains a cone-shaped diffuser, which serves to expand the jet, which is connected with its narrow side to the outlet of the engine nozzle, and the wide side - to the outlet, which serves to turn the jet, and to reduce losses, the outlet section of the diffuser is increased more than 2 times as compared to the inlet, and the outlet is made with a bend radius 2 times greater than the radius of the pipe, the angle of rotation is limited to 70°, and the outlet of the outlet is cut off in a horizontal plane with the possibility of ensuring the jet outflow upwards.
8. Устройство для создания искусственных облаков и осадков путем инициирования восходящих потоков в атмосфере с помощью реактивного двигателя и туманообразующих пушек по и. 6, отличающееся тем, что количество форсунок, установленных на кольцеобразной трубе, выбрано из диапазона 8(Н100 форсунок, которые размещены по контуру сопла для создания реактивной струи и воздушных струй туманообразующих пушек, имеют диаметр сопел около 0, 3-Ю, 5 мм, и распыляют не менее 40 л/мин растворов гигроскопических веществ на капельки диаметром 10- 20 мкм, при мгновенном испарении которых в реактивной струе образуется гигроскопический аэрозоль оптимального для конденсации водяного пара диаметра около 5-^10 мкм. 8. A device for creating artificial clouds and precipitation by initiating updrafts in the atmosphere using a jet engine and fogging guns along and. 6, characterized in that the number of nozzles installed on the annular pipe is selected from the range of 8 (H100 nozzles, which are placed along the contour of the nozzle to create a jet and air jets of fogging guns, have a nozzle diameter of about 0.3-10.5 mm, and spraying at least 40 l / min of solutions of hygroscopic substances into droplets with a diameter of 10-20 microns, with instantaneous evaporation of which a hygroscopic aerosol of about 5-^10 microns in diameter optimal for water vapor condensation is formed in the jet.
PCT/RU2021/050182 2020-07-14 2021-06-24 Method and device for creating artificial clouds and precipitation WO2022015204A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020123371 2020-07-14
RU2020123371A RU2738479C1 (en) 2020-07-14 2020-07-14 Method and device for creation of artificial clouds and sediments

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022015204A1 true WO2022015204A1 (en) 2022-01-20

Family

ID=73835183

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2021/050182 WO2022015204A1 (en) 2020-07-14 2021-06-24 Method and device for creating artificial clouds and precipitation

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2738479C1 (en)
WO (1) WO2022015204A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5357865A (en) * 1991-02-22 1994-10-25 Water Research Commission Method of cloud seeding
DE19729260A1 (en) * 1997-07-09 1999-01-14 Gerhard Zehdnicker Fog-making device
JP2003088257A (en) * 2001-09-19 2003-03-25 Yutaka Hayashi Method and apparatus for artificial rain
US20180082001A1 (en) * 2016-09-20 2018-03-22 Korea Meteorological Administration Method and system for automatically analyzing simulated influence time zone of dispersed material for artificial precipitation in time-series manner

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5357865A (en) * 1991-02-22 1994-10-25 Water Research Commission Method of cloud seeding
DE19729260A1 (en) * 1997-07-09 1999-01-14 Gerhard Zehdnicker Fog-making device
JP2003088257A (en) * 2001-09-19 2003-03-25 Yutaka Hayashi Method and apparatus for artificial rain
US20180082001A1 (en) * 2016-09-20 2018-03-22 Korea Meteorological Administration Method and system for automatically analyzing simulated influence time zone of dispersed material for artificial precipitation in time-series manner

Also Published As

Publication number Publication date
RU2738479C1 (en) 2020-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3788542A (en) Environmental control method and apparatus
Cotton et al. Human impacts on weather and climate
Newton Severe convective storms
CA2813831C (en) Wildfire arrest and prevention system
US4039144A (en) Environmental control method and apparatus
US6056203A (en) Method and apparatus for modifying supercooled clouds
Bluestein et al. On the structure of the eyewall of Hurricane Diana (1984): Comparison of radar and visual characteristics
RU2738479C1 (en) Method and device for creation of artificial clouds and sediments
Tory et al. Pyrocumulonimbus: A literature review
RU2803352C1 (en) Method for creating artificial clouds and precipitation
Nastrom et al. A comparison of gravity wave energy observed by VHF radar and GPS/MET over central North America
KR102675190B1 (en) Wind Blow Type Ground-based Generator for Weather Modification
WO2018167797A1 (en) Artificial rainmaking by high power laser initiation endothermic reactions through drone aircraft remote control system
Hosler et al. The effect of localized man-made heat and moisture sources in mesoscale weather modification
WO2018009051A1 (en) An apparatus for enriching humidity in atmosphere and a method therefor
RU2392794C1 (en) Method for control of cyclone trajectory
CN113519329A (en) Method for identifying artificial rain (snow) increasing operation condition of ground silver iodide flame furnace
CA2306651C (en) Method and apparatus for modifying supercooled clouds
CN1543310A (en) Method for dispersing fog and/or cloud
US20190000022A1 (en) Method and apparatus for elimination or reduction of the destructive force of spiraling wind storms
Rosenfeld et al. The Chisholm firestorm: observed microstructure, precipitation and lightning activity of a pyro-Cb
RU2813812C1 (en) Combined aviation method for suppressing development of convective clouds
RU2264081C2 (en) Method of artificial forming of clouds
Vardiman et al. Operational dissipation of supercooled fog using liquid propane
RU2113260C1 (en) Method for localization of forest fire

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21842319

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21842319

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1