Глаз циклона: ученые из РФ первыми предложили метод борьбы с тайфунами
Российские ученые создали революционную теорию формирования атмосферных вихрей — таких, как смерчи и тайфуны, образующиеся под действием циклонов. Они возникают благодаря силе инерции вращения Земли вокруг своей оси. Отечественные специалисты рассчитали, что для предотвращения формирования опасных явлений будет достаточно полусотни грамотно установленных взрывных устройств общей мощностью 4 килотонны. По мнению экспертов, теоретически предложенный способ может сработать, однако применение его на практике связано с рядом проблем.
Кажется, дождь собирается
Расчеты ученых Снежинского физико-технического института НИЯУ МИФИ показали, что мощные взрывы, произведенные по окружности центра тайфуна, могут остановить его развитие и избавить от разрушительных последствий непогоды. Для этого в правильных точках необходимо взорвать примерно 50 зарядов суммарной мощностью около 4 килотонн.
— Сделать такие взрывы можно на любой стадии развития тайфуна. Главное, чтобы они были в нужных местах и достаточной мощности. Расчеты показали: чтобы остановить всю вращающуюся массу в основании циклона, нам понадобится очень большая энергия. Для этого потребуется как минимум атомная бомба. Но если знать, где взрывать, можно ограничиться менее сильными взрывами. Чтобы это рассчитать, нужно знать скорость восходящего потока вокруг центра циклона, его геометрические параметры, диаметры и расстояния. По сути, нам нужно остановить не окружное, а восходящее вертикальное движение воздуха по всей окружности вокруг центра атмосферного вихря, — сказал профессор филиала МИФИ в Снежинске Сергей Баутин.
Расчеты ученых были сделаны на основе созданной ими газодинамической теории восходящих закрученных потоков, которая объясняет, почему такие атмосферные явления, как смерчи и тайфуны, закручиваются. По мнению специалистов, это происходит из-за воздействия на них силы инерции, сопровождающей вращение планеты вокруг собственной оси — так называемой силы Кориолиса. Земля вращается сравнительно медленно, но ее масса велика. И на больших масштабах, когда речь идет о достаточно большом потоке воздуха над ровной поверхностью — например, степью или морем, ее действие оказывается достаточным, чтобы сильно закрутить вихрь. Теория основана на решениях системы нелинейных дифференциальных уравнений газовой динамики с частными производными.
— Проделанные расчеты впервые показали количество кинетической энергии, которая сопровождает окружное движение тайфуна. И поэтому мы можем подобрать взрывное устройство, обладающее существенно меньшим выходом энергии, чтобы остановить вихрь, воздействуя только на восходящее движение, — сказала заведующая кафедрой высшей и прикладной математики института Ирина Крутова.
На основе своих расчетов сотрудники МИФИ также предложили концепцию вихревой электростанции. Мощный вентилятор создает восходящий воздушный поток, но когда поток начинает закручиваться из-за действия силы Кориолиса, то энергия крутящегося вихря оказывается гораздо больше, чем у создавшего ее вентилятора. И этот рукотворный смерч можно заставить крутить ветряк с горизонтально расположенными лопастями.
— Движение воздуха, аналогичное движению воздуха в тайфуне, можно получить искусственным путем. А потом получать энергию из него. Для этого понадобится решить ряд технически сложных задач. Но при достаточном уровне квалификации это можно сделать. И можно не только остановить циклон, но и получать энергию от соответствующих технических устройств, — сказал Сергей Баутин.
Нельзя без разрешения
Возможность остановки формирования тайфуна всегда зависит от его стадии. Однако даже малейшее возмущение теоретически может привести к очень масштабным атмосферным последствиям, и взрыв вполне может перенаправить воздушный поток, уверен координатор программы экологизации промышленности Центра охраны дикой природы Игорь Шкрадюк.
— Взрыв такой мощности придется согласовывать с другими государствами, чтобы они не приняли его за начало ядерной войны. А чтобы провести объемный взрыв в атмосфере, нужно закачать туда сотни тонн химического вещества, что вредно для природы, — отметил Игорь Шкрадюк.
По мнению главного научного сотрудника Института космических исследований РАН Сергея Пулинца, существуют более простые способы останавливать тайфуны без необходимости взрывать что-либо.
— Это можно сделать, например, с помощью нагревания верхней части циклона методом ионизации. Основная сила, придающая тайфуну энергию, — это вертикальная конвекция. Она зависит от разницы температур на поверхности Земли и в верхних слоях атмосферы. Если их нагреть, разница температур падает и сила уменьшается, — сказал Сергей Пулинец.
Действительно, с помощью направленного взрыва можно остановить формирование тайфуна, однако негативных последствий от такого вмешательства может быть очень много, считает ведущий специалист центра погоды «Фобос» Михаил Леус.
— Чтобы остановить тайфун, нужны огромные энергии. Один из президентов США предлагал так делать с ураганами, но понадобится такая мощность взрыва, которая бы сильно превышала мощность бомб, сброшенных на Хиросиму и Нагасаки, — сказал Михаил Леус.
Сегодня такой взрыв можно произвести, только используя ядерное оружие. Однако потом возникнет вопрос, что делать с массами зараженной воды и воздуха, которые образуются в результате, подчеркнул эксперт.
