Поиск:

Активные воздействия на природные атмосферные процессы: проблемы и перспективы

10.02.2016 21:50:00 

Согласно посланию Президента России В.В. Путина Федеральному Собранию на 2015 г. 55% плодородных земель планеты приходится на долю Российской Федерации. В ближайшие четыре-пять лет Россия должна полностью обеспечить свою независимость по всем основным видам продовольствия, а затем стать крупнейшим в мире поставщиком продуктов питания. Одним из ключевых моментов для достижения продовольственной независимости и импортозамещения страны является развитие аграрного сектора регионов. Известно, что более половины сельхозугодий в стране располагается в зоне рискованного земледелия, где одним из основных факторов являются регулярно повторяющиеся засухи, градобития и сопровождающие их ливневые паводки, смерчи и шквалы.

Статистика опасных природных процессов, произошедших в России за последние 10-15 лет, показывает, что их последствия становятся все более опасными для объектов экономики, населения и окружающей среды. Уже в настоящее время прямые и косвенные ущербы от них составляют 1-2% от валового национального продукта. Это означает, что при валовом объеме продукции в 2014 г., равном 7095 млрд руб., экономика страны потеряла от неблагоприятных природных явлений более 140 млрд руб., а потери продукции растениеводства (при валовой продукции 2125 млрд руб.) составили около 106 млрд руб.

Это вынуждает учитывать возможный экономический ущерб от опасных природных процессов при разработке государственной экономической политики, прогнозов социально-экономического развития государства и макроэкономических программ. Его учет позволяет разрабатывать более реальные стратегические планы экономического развития.

Потребность и желание людей воздействовать на происходящие погодные явления возникли в глубокой древности. Еще Аристотель смог обобщить накопившиеся к III в. до н.э. наблюдения за погодой, чем придал метеорологии статус науки. Из его трудов видно, что еще в те времена он размышлял о механизмах образования молний, сильных осадков и, в частности, града. Но только в ХХ в. достижения науки и техники дали возможность ученым, исследующим атмосферные процессы, перейти от визуальных наблюдений к наблюдениям с помощью технических средств и подумать о реальности искусственного изменения их хода, несмотря на то, что прогноз погоды и ее изменение, по мнению выдающегося физика, Президента АН СССР, академика С.И. Вавилова, высказанное им еще в 40-х гг. прошлого века: «…актуальнейшие и труднейшие научные и практические проблемы». Исследования этих атмосферных процессов, отвечающих за погодные явления, интенсивно начали развиваться в первой половине. Сложность и многогранность рассматриваемых процессов потребовали привлечения больших и разноплановых научных сил. Результаты интенсивных теоретических и экспериментальных исследований законов природы, обусловливающих различные погодные явления, и поиски способов проведения запланированных экспериментов по воздействию на погоду дали возможность ученым решить указанные сложные научные и практические проблемы.

Наибольший вклад в понимание механизмов образования осадков, туманов, грозовой деятельности облаков и других атмосферных процессов внесли ученые нашей страны и США, чему способствовала государственная политика этих стран, заключающаяся в том, что исследованиям этого направления придавался государственный статус, что позволило за несколько десятилетий выполнить обширнейшую работу по исследованию атмосферных процессов, которая и стала научной основой активных воздействий. В СССР, а позднее в России и др. странах СНГ, эти исследования проводились, главным образом, рядом НИИ Гидрометеослужбы, которые в свою очередь привлекали необходимых специалистов др. министерств и ведомств.

К активным воздействиям, а в дальнейшем и к решению других проблем, связанных с погодой, активно привлекался Высокогорный геофизический институт (ВГИ). ВГИ был создан в 1961 г. на базе Эльбрусской комплексной экспедиции АН СССР, стационарно действовавшей на склонах Эльбруса с 1934 по 1941 год. В 1942 г. все постройки и лаборатории экспедиции были уничтожены во время ожесточенных боев на склонах Эльбруса, и только в 1947 г. она была восстановлена на более высоком научном уровне по инициативе и под руководством выдающегося ученого и организатора науки, Героя Советского Союза Е.К. Федорова. ВГИ стал головным институтом Гидрометеослужбы СССР в области разработки методов и технологий активных воздействий на опасные природные процессы. И особо выдающихся результатов институт достиг в борьбе с градобитиями, которые только плодам нелегкого труда тружеников села на Северном Кавказе ежегодно приносили многомиллионные убытки. Основатель ВГИ, академик Е.К. Федоров, как и его ученик и преемник на посту руководителя Госкомгидромета СССР, академик Ю.А. Израэль, не случайно считали, что будущее Гидрометеослужбы будет неразрывно связано с активными воздействиями на природные процессы. Борьба с этими грозными силами природы очень сложная задача. Достаточно сказать, что грозоградовые облака могут достигать мощности в несколько тысяч кубокилометров и обладать энергией аналогичной нескольким десяткам атомных бомб, сброшенных на Хиросиму и Нагасаки вместе взятых. Ученые после многолетних исследований нашли внутри этих грозоградовых облаков зоны зарождения градовых процессов, нашли соответствующие реагенты, главным из которых является йодистое серебро. Эти реагенты наряду с естественными ядрами роста градин становятся конкурентами этих естественных градин. Таким образом, суть метода активного воздействия на градоопасное облако заключается в создании в отдельно взятом облаке дополнительно к естественным зародышам града большого количества искусственных зародышей, способных вступать в конкуренцию за облачную воду. На практике, данная концепция реализуется путем внесения в облако кристаллизующего реагента AgJ с помощью специальных противоградовых снарядов и ракет, при внесении которого при температуре -10ºС выделяются порядка 1012 кристаллов с одного грамма пиросостава. Образовавшиеся кристаллы в течение 4-10 минут могут вырасти до нескольких миллиметров и стать зародышами огромного количества градин. В зависимости от стадии развития облака реагент вносится непосредственно в восходящий поток или во фронтальную периферию восходящего потока. В развивающемся облаке скорости восходящих потоков небольшие. Поднимающийся теплый воздух по мере подъема охлаждается. На определенном уровне происходит конденсация водяного пара и образование множества мельчайших капель. Продолжая подъем, мелкие капли, сливаясь друг с другом, увеличиваются в размере до нескольких миллиметров и на уровне, превышающем максимальную скорость восходящего потока, начинают зависать, образуя зону повышенной водности. Зародыши града, попавшие в эту зону, сталкиваясь с переохлажденными каплями, обмерзают и быстро увеличиваются в размерах. В условиях ограниченной массы воды, способной накопиться в облаке при данной скорости восходящего потока, масса накопившейся воды перераспределяется между искусственно созданным большим количеством растущих зародышей, в результате чего ни один из них не достигает больших размеров, а образовавшиеся мелкие градины при падении успевают растаять в теплой части атмосферы. За эффект воздействия принимается отсутствие града на земле или локальное выпадение мелкого града в случае развивающегося градового облака. В случае зрелого облака – прекращение выпадения града или значительное уменьшение его размера до размеров снежной крупы, которые не могут приносить вред полям, садам, огородам, постройкам, животным и т.д., и сокращения площади единовременного выпадения града.

 

Пуск противоградовой ракеты «Алазань-6» в градоопасное облако

 

Сотрудниками ВГИ совместно со специалистами из оборонных предприятий были созданы метеорологические радиолокаторы МРЛ-5 и МРЛ-6, специальные снаряды из сверхпрочной пластмассы, начиненные реагентом. В отличие от обычных артиллерийских штатных снарядов, при разрыве которых наблюдаются осколки больших размеров, способных поражать при падении на землю людей и животных, эти спецснаряды не давали таких осколков. Кроме того, как оказалось, из-за низкой скорострельности зенитные пушки не всегда успевают вносить нужное количество реагента, поэтому ученые и инженеры нашего института также в содружестве с военными инженерами создали ракетные установки залпового огня, которые способны в считанные секунды внести в зону или несколько зон зарождения града необходимое количество реагента, поскольку в одном градообразующем облаке может быть этих зон и несколько. Они выявляются с помощью упомянутых выше специальных метеолокаторов МРЛ-5 и МРЛ-6, которые получили широкое применение в системе градозащиты и во всех аэропортах нашей страны, а также во многих зарубежных странах для штормооповещения и градозащиты. В некоторых странах Варшавского содружества, где наблюдались градобития, были созданы аналогичные противоградовые службы с нашими локаторами и ракетами. Мы же еще в 70-е гг. развернули такие противоградовые службы во всех градоопасных районах страны в Узбекистане, Таджикистане, Молдавии, Украине, Грузии, Азербайджане и Армении, а также во всех республиках Северного Кавказа, Ставропольском и Краснодарском краях. Противоградовая защита тогда охватила площадь более 12 млн га. После развала СССР удалось сохранить противоградовую защиту только на Северном Кавказе, осуществляемую в настоящее время Росгидрометом силами ВГИ, Северо-Кавказской, Краснодарской и Ставропольской военизированных служб по активному воздействию на метеорологические и др. геофизические процессы (далее – ВС), на территориях 6 субъектов РФ: Краснодарский и Ставропольский края, республик Адыгея, Кабардино-Балкария, Карачаево-Черкесия, Северная Осетия-Алания на общей площади защищаемой территории 2,6 млн га. При выполнении методики активного воздействия потери от града сокращаются до 80%. Годовой экономический эффект защиты такой площади от града составляет порядка 2,5-2,8 млрд рублей.

Благодаря господдержке и инновационной деятельности многих поколений ученых и конструкторов были созданы наукоемкие автоматизированные технологии и технические средства, превосходящие мировые аналоги и экспортируемые во многие страны мира. В 1977 г. в Швейцаpии совместно с Фpанцией и Италией был начат экспеpимент по подавлению гpада на основе советской технологии («Гpоссфеpзух-4"). В Канаде и Испании были начаты pаботы, по увеличению осадков с помощью pакет, снаpяженных AgJ. К середине 80-х гг. отечественные методы по боpьбе с гpадом специалисты ВГИ начали пpименять в Аpгентине, Бpазилии, Болгаpии, Венгpии, а по увеличению осадков специалисты Центральной аэрологической обсерватории (ЦАО) и Агентства атмосферных технологий (АТТЕХ) – на Кубе, в Монголии, Сирии, Иране и др. Есть высокие научные заделы и достижения кроме ВГИ и ЦАО и у др. специализированных институтов Росгидромета: Главной геофизической обсерватории (ГГО), Института прикладной геофизики (ИПГ), НПО «Тайфун». Сегодня поставлен вопрос об оптимизации деятельности этих институтов (читай о сокращении или расформировании), хотя у них имеется высокий научный авторитет не только в нашей стране. Они создавали научную базу, повышая престиж нашей Гидрометеослужбы среди служб других стран.

Сегодня институты Гидрометеослужбы, как и институты РАН, из-за острой нехватки выделяемых финансовых ресурсов начали терять свои передовые позиции в соответствующих отраслях науки. Сегодня, например, один Гарвардский университет в США со своими институтами получает от государства средств больше, чем все научные учреждения РАН вместе взятые. Конечно, при таком положении не может быть речи о сравнении полученных научных результатов учеными этих стран, чем часто пользуются и противники академической науки в нашей стране.

В настоящее время финансирование работ по защите сельхозугодий от градобитий осуществляется путем ежегодного заключения госконтрактов с министерствами сельского хозяйства субъектов РФ и гражданско-правовых договоров с агрофирмами. Проблема состоит в том, что министерства сельского хозяйства КБР, КЧР и РСО-Алания с 2010 г., когда Минсельхоз России перестал финансировать противоградовые мероприятия, выделяют средства на приобретение противоградовых услуг в 5-6 раз меньше необходимого. В результате этого на противоградовых пунктах воздействия постоянно не хватает ракет, в результате посевы бьет град, а сельхозпроизводители, потеряв урожай, становятся банкротами, не могут платить по кредитам и выбывают из налогооблагаемой базы. Недофинансирование работ по противоградовой защите снижает её эффективность, приводит к огромным ущербам, наносимым сельхозугодьям и многолетним насаждениям, хотя затраты, производимые государством на противоградовую защиту окупаются до 10 раз, обеспечивая, как было выше упомянуто, годовой экономический эффект более 2,5 млрд руб. в зависимости от градоопасности года и стоимости защищаемых сельхозкультур. Слаженная работа противоградовых служб востребована аграриями. Площади, защищаемые на Северном Кавказе от града, сельхозпроизводители просят расширить более чем в 2 раза. Однако и защищаемая сейчас площадь не обеспечена требуемым количеством противоградовых ракет, закупаемых за счет средств местных бюджетов. Особенно неважно обстоят дела с этим в дотационных республиках Адыгея, Карачаево-Черкесия, Кабардино-Балкария, Северная Осетия-Алания и даже в Ставропольском крае, хотя при этом принимаются меры по восстановлению Крымской ВС, ранее защищавшей 550 тыс. га посевов, садов и виноградников.

     

Таким образом, руководители регионов в целом не очень-то озабочены сохранением урожая со своих полей и огородов от градобитий. При этом, главным аргументом выступает дотационность их субъекта, но при этом, почему-то забывают, что одно градобитие приносит экономике его региона в десятки раз больше ущерба, чем стоит вся градозащита Северного Кавказа, которая составляет менее 300 млн руб.

По-видимому, срыв противоградовых работ в значительной мере связан не только с дотационностью регионов. Так, например, в «лихие девяностые» они были еще более дотационными и находились в гораздо худшем экономическом положении, чем в настоящее время, но все и в центре, и на местах понимали важность противоградовых работ, всемерно их на всех уровнях поддерживали.

Сегодня же ни для кого не секрет, что во всех регионах страны есть чиновники второго, третьего и т.д. ранга, которые денно и нощно молят Бога, чтобы он ниспослал какую-нибудь стихийную напасть на его регион. Неважно, пусть это будет землетрясение, половодье, ураганы, катастрофические градобития, селевые потоки, снежные обвалы и т.д. Главное, чтобы эти процессы поощутимее ударили по экономике, по населению и чтобы побольше было выделено государством средств для ликвидации последствий этих бедствий. Им будет, что воровать и часто совершенно безнаказанно. И они весьма успешно это делают. Когда деньги, выделенные для восстановления, например, подтопленного жилья, как говорится, «средь бела дня», на виду у всего государства уводятся от целых селений мэрами, разного рода вице-губернаторам и т.д. В данном случае деятельность Военизированных служб (ВС), успешно борющихся с большинством этих бедствий, очень мешает этой категории чиновников, особенно на Северном Кавказе. Поэтому они любыми путями, причем незаконно, срывают договора с ВС, не выделяя положенных договорных средств для своевременного приобретения ракет. Короче говоря, этой категорией чиновников делается все, чтобы опорочить противоградовую работу, проводимую ВС.

При этом они зачастую пользуются не полной информированностью о ситуации в сельском хозяйстве руководителей регионов. Доказательством этому служит и то, что в последнее десятилетие только в Краснодарском крае под руководством в А.Н. Ткачева, хорошо разбирающегося в сельском хозяйстве, противоградовая защита была поставлена на должный уровень. В этом году, 19 августа, после его ухода на пост Министра сельского хозяйства РФ в Москву, прошло мощное градобитие на охраняемой территории Краснодарского края из-за нехватки ракет, поскольку новое руководство края своевременно не выделило средства для их приобретения.

Эти процессы несут в себе, как было сказано, колоссальную энергию и град может зарождаться в одном регионе, а переноситься ураганными ветрами в другие регионы. Как это было, например, 19 августа 2015 г., когда градовые облака, зародившись в Адыгее, пересекли восточную часть Краснодарского края, территорию Ставропольского края, далее через территорию Карачаево-Черкесии достигли Прохладненского района КБР и повредили здесь посевы на площади 1200 га. Общая же площадь, побитая и поврежденная градом во всех пяти регионах, составила 47338 га, а суммарный ущерб с учетом затрат на восстановление разрушенных коммуникаций и инфраструктуры составил не менее 3 млрд руб.

Поэтому-то с 80-х гг. прошлого столетия противоградовая защита охватывала практически всю предгорную полосу, что давало возможность контроля за процессами градообразования на всей защищаемой территории Северного Кавказа, начиная от Северной Осетии и кончая Краснодарским краем.

А сегодня наблюдается тенденция избавиться от противоградовых служб. Если регионы, которые сегодня сознательно или не сознательно проваливают противоградовые работы, не согласятся их взять в свое ведение, то предлагается отдать эти работы по активным воздействиям частным фирмам, при этом предлагается снять требования лицензирования таких работ. Весьма большое удивление вызывает, во-первых, сам факт попытки отдать в руки неизвестных в науке и в отрасли людей эти весьма технологически сложные работы, и, во-вторых, как можно отдать в руки неаттестованных людей оружие во много раз мощнее, чем то, которым сегодня незаконно владеют на Северном Кавказе различного рода террористы и ваххабиты? С другой стороны, откуда у дотационных регионов вдруг появятся средства для оплаты работы частных фирм, если эти регионы в течение ряда лет не могут, а скорее всего не хотят оплачивать выполненную работу государственным учреждениям? Отсюда следует, что государственным противоградовым службам специально не платят. Мне думается, что эти высокого уровня чиновники не только по своему невежеству пришли к тому, чтобы погубить еще одну из самых инновационно-прорывных отечественных технологий последних лет, которая и сегодня опережает аналогичные работы в развитых странах, научные делегации которых в 70-90-ые гг. регулярно приезжали в Высокогорный геофизический институт, чтобы познакомиться с нашими достижениями в этой области. По-видимому, тот, кто хочет свернуть работу противоградовых служб, хорошо знает, что без противоградовых работ Северный Кавказ не сможет успешно выполнить Президентскую продовольственную программу.

Считаю, что руководству Минприроды России, Росгидромета необходимо принять меры по приспособлению деятельности Военизированных служб по активному воздействию на метеорологические и др. геофизические процессы к нынешним экономическим реалиям, разработать и направить в Правительство России проект постановления по данному вопросу.

 

Противолавинные стрельбы в целях предупредительного спуска лавин

 

Кроме противоградовых работ, в производственную систему активных воздействий входят и десять территориальных противолавинных подразделений Росгидромета, обеспечивающих защиту федеральных объектов, населения и пограничных застав в пяти субъектах Северного Кавказа, на Камчатке, Сахалине, Магадане, Забайкалье, Иркутской и Мурманской областях. Их успешная работа позволяет обеспечить безопасность населения, туристических, спортивных и др. объектов, практически исключая человеческие жертвы в зонах защиты. Неотъемлемой частью проведения противолавинных мероприятий является комплексное проведение метеорологических и стратиграфических наблюдений за состоянием снега.

На Северном Кавказе информация, необходимая для подготовки прогноза лавиноопасной ситуации, поступает с пяти снеголавинных станций и с десятка метеорологических станций. Много это или мало? Например, в Швейцарии – страны, соизмеримой по площади с Северным Кавказом, сбор данных осуществляется от 80 наблюдателей и 61 автоматической станции. На основе этих данных ежедневно выпускается Национальный снеголавинный бюллетень. По данным прогнозов, составляются карты лавинной опасности территории. Жизнедеятельность человека в опасной зоне организовывается на основе этих данных. Прогноз лавин должен передаваться по мере необходимости, а при опасной ситуации – ежедневно и даже чаще.

В условиях ежегодного повышения на 6-7% интенсивности опасных природных процессов, наблюдающихся в России, и устойчивой тенденции увеличения частоты связанных с ними чрезвычайных ситуаций (ЧС), затраты страны на ликвидацию последствий ЧС и оказание помощи пострадавшим от стихии исчисляются многими десятками миллиардов рублей и в сотни раз превышают затраты на проведение противоградовых и противолавинных работ. Наиболее подверженными воздействию стихии являются территории Северо-Кавказского и Южного федеральных округов, где отмечается четверть всех ЧС в России. На ликвидацию последствий ЧС в 1998-2002 гг. из федерального и местных бюджетов было потрачено 11,66 млрд руб. (в ценах этого периода), в том числе: 3,77 млрд – пострадавшим от засухи; 3,73 – от наводнений и паводков; 1,13 – от градобитий; 1,23 – от заморозков. Ежегодно отмечалось в среднем 210 человеческих жертв, страдало более 10 тысяч человек.

Нужен государственный подход к этому важному делу, связанному, в первую очередь, с выполнением Президентской продовольственной программы на Северном Кавказе. Поэтому для решения имеющихся социально-экономических задач необходима федеральная целевая программа, аналогичная тем программам, которые принимали по этому вопросу в СССР, позволяющая сконцентрировать и согласовать финансовые, материальные и трудовые ресурсы в целях их наиболее эффективного использования, обеспечивающая согласованность решений федеральных и региональных задач, и достичь требуемый конечный результат в установленные сроки.

Основной целью этой Программы должно быть развитие технологий активных воздействий, специализированных служб прогноза, оповещения и предотвращения опасных природных процессов, защита населения и объектов от стихийных бедствий и обеспечения устойчивого экономического развития и защиты от стихийных процессов.

В научном плане, основной акцент Программы должен приходиться на дальнейшее проведение фундаментальных теоретических и экспериментальных исследований для развития физических моделей формирования опасных явлений природного характера и создание научно обоснованных принципов и методов их прогноза, мониторинга и предотвращения.

В техническом плане должно предусматриваться перевооружение противоградовых служб и противолавинных подразделений Росгидромета на вновь созданные инновационные технические средства, а также создание принципиально новых технических комплексов мониторинга, оповещения и предотвращения опасных природных явлений на больших территориях на основе современной пилотируемой и беспилотной авиации, радиолокационных, грозопеленгационных и спутниковых информационных систем.

В производственном плане средства Программы должны направляться на финансирование мероприятий по расширению площадей противоградовой защиты, числа объектов защиты от снежных лавин, возобновление производственных работ по искусственному увеличению осадков, рассеянию туманов и защите от засух и заморозков.

Бюллетень

© 1998-2015, Национальное информационное агентство «Природные ресурсы»
При перепечатке ссылка на источник обязательна
Адрес: 142784, г. Москва, г.п. Московский, Бизнес-парк "Румянцево", офис 352-Г, НИА-Природа тел./факс: 8(499)240-51-27, 611-82-69, тел.: 721-43-65, e-mail: nia_priroda@mail.ru