Дождь вызывали?: Лазерный генератор облаков
Вызывать дождь в нужном месте и в нужное время — давняя мечта человечества. До сих пор большинство экспериментов в этой области было сосредоточено на различных способах рассеяния кристаллов йодида серебра. Эти кристаллы провоцируют формирование вокруг них водяных капель, которые впоследствии выпадают в виде дождя (по крайней мере, в теории). Однако исследователи из Женевского университета (Швейцария) считают, что лазер способен справится с задачей формирования облаков гораздо лучше.
Испытания, проведенные Жеромом Каспаряном (Jérôme Kasparian) и его коллегами в небе над Берлином, подтвердили, что разработанная ими лазерная установка способна создавать облака не только в лабораторных условиях, но и в реальной атмосфере.
В лаборатории исследователи направляли предельно короткие импульсы инфракрасного лазерного излучения в камеру с воздухом, насыщенным водяными парами при температуре -24°C. Можно было наблюдать вытянутые облака, формирующиеся вдоль лазерного луча, подобно миниатюрному инверсионному следу самолета.
Каспарян говорит, что лазерные импульсы генерируют облако, лишая атомы в воздухе электронов, что способствует образованию гидроксильных радикалов. В результате сера и двуокись азота, содержащиеся в воздухе, преобразуются в частицы, которые выступают в качестве центров конденсации водяных капель. Анализ воздуха в камере, проведенный после того, как лазер был выключен, показал, что общий объем сконденсированных капель воды внутри увеличился в два раза, а внутри облака объем конденсата возрос в 100 раз.
Впрочем, эффект конденсации перенасыщенного водяного пара на ионах известен уже давно и широко используется, например, в камерах Вильсона. Поэтому образование «облаков» в результате воздействия ионизирующего лазерного излучения в условиях крайне высокой влажности воздуха и низкой температуры было воспринято скептически. «Все, что описано в этом эксперименте, не имеет никакого отношения к природным облакам», сказал Даниэль Розенфельд (Daniel Rosenfeld), ученый-метеоролог из Еврейского университета в Иерусалиме.
Каспарян рассчитывал, что повторение результата эксперимента в небе над Берлином покажет, что данная методика может работать и в естественных условиях. Его команда направила лазерные импульсы в осеннее небо, сфокуссировав их на высоте 60 метров. Невозможно было заметить что-либо невооруженным глазом, но погодный лидар подтвердил, что плотность и размер капель воды значительно выросли, когда лазер был включен. «Как и в лаборатории, эффект ясно виден», говорит Каспарян. «Его появление не требует насыщенных паров воды в атмосфере». Его команда теперь будет пытаться повысить эффективность установки за счет оптимизации длины волны лазерного излучения, его фокусировки и длительности импульсов, в результате чего можно будет создавать достаточно большие капли, чтобы они могли пролиться дождем.
По сообщению NewScientistOpen in Google Docs ViewerOpen link in new tabOpen link in new windowDownload fileCopy link addressOpen in Google Docs ViewerOpen link in new tabOpen link in new windowDownload fileCopy link address