Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Cumulus Homogenitus образуется в результате выбросов геотермальной электростанции, расположенной в Несьявеллире (Исландия, август 2009 г.).

Homogenitus , антропогенные или искусственные облака , это облака , индуцированный человеческой деятельности. Несмотря на то, как правило , облака , покрывающие небо имеют только природное происхождение, от начала промышленной революции , использование ископаемого топлива и водяного пара и других газов , испускаемых ядерных, тепловых и геотермальных электростанций дают значительные изменения местных погодных условий. Таким образом, эти новые атмосферные условия могут способствовать образованию облаков . [1]

Были предложены различные методы создания и использования этого погодного явления. Также были проведены эксперименты для различных исследований. Например, российские ученые изучают искусственные облака более 50 лет. [2] Но, безусловно, наибольшее количество антропогенных облаков - это следы от самолетов ( следы конденсации) и следы от ракет. [3] [4]

Антропогенез [ править ]

Основная статья: Физика облаков

Для образования антропогенного облака необходимы три условия:

  1. Воздух должен быть близок к насыщению водяным паром,
  2. Воздух должен быть охлажден до точки росы температуры по отношению к воде (или лед ) в конденсат (или возгон ) частью водяного пара,
  3. Воздух должен содержать зародыши конденсации , мелкие твердые частицы, в которых начинается конденсация / сублимация.

Текущее использование ископаемого топлива усиливает любое из этих трех условий. Во-первых, при сжигании ископаемого топлива образуется водяной пар. Кроме того, это горение также приводит к образованию мелких твердых частиц, которые могут действовать как ядра конденсации. Наконец, все процессы горения выделяют энергию, которая усиливает вертикальное движение вверх.

Несмотря на все процессы, связанные с сжиганием ископаемого топлива, только некоторые виды деятельности человека, такие как тепловые электростанции, коммерческие самолеты или химическая промышленность, изменяют атмосферные условия в достаточной степени для образования облаков, которые могут использовать квалификатор homogenitus из-за его антропного происхождения.

Классификация облаков [ править ]

Международный атлас облаков опубликованный Всемирной метеорологической организации составляет предложение , сделанное Люк Ховард в начале 19 - го века, а также все последующие изменения. Каждое облако имеет название на латыни, и облака классифицируются по его роду , виду , разновидности  :

  • Существует 10 родов (множественное число от рода ) (например, кучевые , слоистые и т. Д.).
  • Для этих родов существует ряд видов, которые описывают форму, размеры, внутреннюю структуру, тип вертикального движения (например, stratus nebulosus для слоев, покрывающих все небо). Виды исключают друг друга.
  • Далее виды можно разделить на разновидности, которые описывают их прозрачность или расположение (например, stratus nebulosus opacus для слоев, покрывающих все небо и толстых).

Для описания происхождения облака могут быть добавлены дополнительные термины. Homogenitus - это суффикс, означающий, что облако возникло в результате человеческой деятельности. [5] Например, кучевые облака, возникшие в результате деятельности человека, называются Cumulus homogenitus и сокращенно CUa. Если homogenitus облака одного рода изменение к другому типу рода, оно называется homomutatus облако. [6]

Процесс создания [ править ]

Международная классификация облаков делит разные роды на три основные группы облаков в зависимости от их высоты:

  • Высокие облака
  • Средние облака
  • Низкие облака

Однородные облака будут создаваться разными источниками на этих разных уровнях.

Высокая однородность [ править ]

Конденсационные следы с кучевые homogenitus ( CCA ) и перисто - слоистые homogenitu ( CsA ) наблюдается более Барселона (Испания, ноябрь 2010).

Несмотря на то, что три рода высоких облаков, Cirrus , Cirrocumulus и Cirrostratus , образуются в верхней части тропосферы , вдали от поверхности земли, они могут иметь антропогенное происхождение. В этом случае процесс их образования практически всегда один и тот же: полет коммерческих и военных самолетов. Выхлопные газы в результате сгорания керосина, выбрасываемого двигателями, направляют водяной пар в эту область тропосферы.

Кроме того, резкий контраст между холодным воздухом высоких слоев тропосферы и теплым и влажным воздухом, выбрасываемым авиационными двигателями, вызывает быструю сублимацию водяного пара с образованием мелких кристаллов льда . Этот процесс также усиливается наличием большого количества ядер конденсации, образующихся в результате сгорания. Эти облака обычно известны как следы конденсации ( инверсионные следы ) и изначально представляют собой линейные перистые облака, которые можно назвать Cirrus homogenitus (Cia). Из-за большой разницы температур между удаляемым воздухом и окружающим воздухом возникают мелкомасштабные процессы конвекции . Эти процессы способствуют эволюции следов конденсации к Cirrocumulus homogenitus.( Примерно ).

В зависимости от атмосферных условий в верхней части тропосферы, где летит самолет, эти высокие облака быстро исчезают или сохраняются. Когда воздух сухой и стабильный, вода внутри инверсионных следов быстро испаряется, и ее можно наблюдать только на расстоянии нескольких сотен метров от самолета. С другой стороны, если влажность достаточно высока, возникает перенасыщение льда, и гомогенитус расширяется, и он может существовать часами. В последнем случае, в зависимости от условий ветра Cca может развиваться , чтобы Cirrus homogenitus ( ACI ), или перисто - слоистых homogenitus ( ККА). Существование и постоянство этих трех типов высоких антропогенных облаков может указывать на приближение устойчивости воздуха. В некоторых случаях при большой плотности воздушного движения такая высокая однородность может препятствовать образованию естественных высоких облаков, поскольку инверсионные следы улавливают большую часть водяного пара.

Средний гомогенитус [ править ]

Промежуточные слои тропосферы - регионы с меньшим влиянием человеческой деятельности. Этот регион находится достаточно далеко от поверхности, чтобы на него не влияли выбросы с поверхности. Кроме того, коммерческие и военные рейсы пересекают этот регион только во время восходящих или нисходящих маневров. Кроме того, в этой области существует два типа облаков с большим горизонтальным расширением: дождевой и слоистым , который не может возникнуть из человеческой деятельности. Следовательно, предполагается, что антропные облака этих двух родов отсутствуют . Однако то , что может произойти является повышение существующих слоисто - дождевыми или слоистыми из-за дополнительного водяного пара или ядер конденсации, выделяемых, например, тепловой электростанцией.

Единственные антропные облака, существующие в средней части тропосферы, - это высококучевые гомогениты ( Aca ) от инверсионных следов в этом регионе.

Низкий уровень гомогенита [ править ]

Stratus homogenitus (Sth) образовался в результате выбросов молочного завода недалеко от Гурба (Испания, февраль 2011 г.).
Cumulus homogenitus ( Cua ) образовался в результате выбросов тепловой электростанции в Сан-Адриа-дель-Бесос (Испания, декабрь 2008 г.).

Самая нижняя часть атмосферы - это область с наибольшим влиянием антропогенной эмиссии водяного пара, теплого воздуха и ядер конденсации. Когда атмосфера стабильна, дополнительный вклад теплого и влажного воздуха в результате выбросов усиливает образование тумана или слоев Stratus homogenitus ( Sth ). Если воздух нестабилен, этот теплый и влажный воздух, выделяемый в результате деятельности человека, создает конвективное движение, которое может достигать повышенного уровня конденсации, образуя антропное кучевое облако, или Cumulus homogenitus ( Cuh ). Этот тип облаков можно также наблюдать над загрязненным воздухом, покрывающим некоторые города или промышленные районы в условиях высокого давления.

Stratocumulus homogenitus ( Sch ) - это антропные облака, которые могут образовываться в результате эволюции Sth, если атмосфера немного нестабильна, или от Cuh, если атмосфера стабильна.

Наконец, кучево-дождевые облака ( Cb ) представляют собой такое большое вертикальное развитие, что только в некоторых частных случаях они могут быть вызваны антропными причинами. Так , например, большие лесные пожары могут привести к образованию pyrocumulus , которые могут развиваться в Pyrocumulonimbus облако и ядерные взрывы производят грибные облака .

Эксперименты [ править ]

Основные статьи: Туманная камера и засев облаков

Антропогенное облако может быть создано в лаборатории или на месте для изучения его свойств или использования для других целей. Камеры Вильсона - это герметичная среда, содержащая перенасыщенный пар воды или спирта . Когда заряженная частица (например, альфа- или бета-частица ) взаимодействует со смесью, жидкость ионизируется. Образующиеся ионы действуют как ядра конденсации , вокруг которых образуется туман (поскольку смесь находится в точке конденсации). Засев облаков, форма модификации погоды , - это попытка изменить количество или тип осадков , выпадающих из облаков., путем рассеивания в воздухе веществ, которые служат в качестве конденсации облаков или ядер льда , которые изменяют микрофизические процессы в облаке. Обычно целью является увеличение количества осадков (дождя или снега), но подавление града и тумана также широко практикуется в аэропортах.

С этими двумя методами было проведено множество экспериментов в тропосфере . На больших высотах НАСА изучало индуцирование серебристых облаков в 1960 и 2009 годах. [7] [8] [9] В 1984 году спутники трех стран приняли участие в эксперименте с искусственным облаком в рамках исследования солнечных ветров и комет. [10] Европейский спутник выпустил и зажег оксид бария и меди в космосе на 43 000 миль, создав лилово-зеленый шлейф на 2 000 миль, видимый в течение 22 минут. Это было частью исследования магнитных и электрических полей . [11]

Планы по созданию искусственных облаков над футбольными турнирами на Ближнем Востоке были предложены в 2011 году как способ помочь затенить и охладить чемпионат мира по футболу 2022 года в Катаре . [12]

Влияние на климат [ править ]

Существует множество исследований, посвященных важности и влиянию высоких антропных облаков (Penner, 1999; Minna et al., 1999, 2003–2004; Marquart et al., 2002–2003; Stuber and Foster, 2006, 2007), но не об антропных облаках в целом. Для конкретного случая Cia, вызванного инверсионными следами, IPCC оценивает положительное радиационное воздействие около 0,01 Вт · м -2 . [ необходима цитата ]

При аннотировании данных о погоде использование суффикса, указывающего на происхождение облаков, позволяет отличить эти облака от облаков естественного происхождения. Как только это обозначение будет установлено, после нескольких лет наблюдений, влияние гомопогенита на климат Земли будет четко проанализировано.

См. Также [ править ]

  • Инверсионный след
  • Теория заговора Chemtrail
  • Воздействие авиации на окружающую среду
  • Глобальное затемнение

Ссылки [ править ]

  1. ^ Описывая Вильсона камере Вильсона . Галисон, Питер Луи; Ассмус, Алекси (1989). «Глава 8: Искусственные облака, реальные частицы». В Гудинге, Дэвид; Пинч, Тревор; Шаффер, Саймон (ред.). Использование эксперимента: исследования в области естественных наук . Кембридж, Англия: Издательство Кембриджского университета. С. 225–273. ISBN 978-0-521-33185-2.
  2. ^ Российские ученые создают искусственное облако 28 августа 2010 г. NECN / CNN
  3. ^ Даунинг, LL (2013). «Глава XIII Искусственные облака». Метеорология облаков . Блумингтон, Индиана: AuthorHouse. ISBN 978-1-4918-0432-2.
  4. ^ Маршалл, Джон; Пламб, Р. Алан (1965). Атмосфера, океан и динамика климата: вводный текст . Берлингтон, Вермонт: Эльзевир. С.  100–101 . ISBN 978-0-08-095445-5.
  5. ^ «Гомогенитус» . Всемирная метеорологическая организация . Архивировано из оригинального 27 марта 2017 года . Проверено 27 марта 2017 года .
  6. ^ "Homomutatus" . Всемирная метеорологическая организация . Архивировано из оригинала на 2017-03-26 . Проверено 27 марта 2017 года .
  7. ^ «Искусственное облако запущено» . Ньюбург-Бикон Новости . AP. 25 мая 1960 г. с. 8A - через поиск в архиве новостей Google.
  8. ↑ Искусственное облако, созданное на краю космоса, 23 сентября 2009 г., выпуск журнала 2727 New Scientist
  9. ^ Night Time Искусственное облако исследование с использованием NASA Звучащая Rocket 9 сентября 2009 (прессрелиз)
  10. ^ Успех сообщается в пространстве Triple Play Спокен Chronicle - 16 авг 1984
  11. ^ "Искусственное облако покрывает 2000 миль" 18 марта 1969 г. The Calgary Herald
  12. ^ Дуглас Стэнглин «Искусственное облако, созданное для создания тени на Кубке мира 2022 года в Катаре» , 22 марта 2011 г. USA Today

Библиография [ править ]

  • Ховард, Л. 1804: Об изменении облаков и принципах их образования, приостановки и разрушения: это суть эссе, прочитанного перед Аскезианским обществом на сессии 1802–03. Дж. Тейлор. Лондон.
  • IPCC 2007 AR4 WGI WGIII.
  • Marquart, S. и B. Mayer, 2002: К надежной оценке GCM радиационного воздействия инверсионного следа. Geophys. Res. Lett., 29, 1179, DOI: 10.1029 / 2001GL014075.
  • Маркварт С., Понатер М., Магер Ф. и Саузен Р., 2003: Будущее развитие защиты от инверсионных следов, оптической глубины и радиационного воздействия: последствия увеличения воздушного движения и изменения климата. Журнал климатологии, 16, 2890–2904.
  • Мазон Дж., Коста М., Пино Д., Лоренте Дж., 2012: Облака, вызванные деятельностью человека. Погода, 67, 11, 302–306.
  • Метеорологический глоссарий Американского метеорологического общества: http://glossary.ametsoc.org/?p=1&query=pyrocumulus&submit=Search
  • Миннис П., Кирк Дж. И Нордин Л., Уивер С., 2003. Частота встречных следов над Соединенными Штатами по данным наземных наблюдений. Американское метеорологическое общество, 16, 3447–3462.
  • Миннис, П., Дж. Эйерс, Р. Паликонда и Д. Фан, 2004: инверсионные следы, тенденции перистых облаков и климат. J. Climate, 14, 555–561.
  • Норрис, Дж. Р., 1999: О тенденциях и возможных артефактах облачного покрова глобального океана в период с 1952 по 1995 год. J. Climate, 12, 1864–1870.
  • Пеннер, Дж., Д. Листер, Д. Григгс, Д. Доккен и М. МакФарланд, 1999: Специальный отчет по авиации и глобальной атмосфере. Издательство Кембриджского университета, 373 стр.
  • Стубер, Н., и П. Форстер, 2007: Влияние суточных колебаний воздушного движения на радиационное воздействие инверсионного следа. Атмос. Chem. Phys., 7, 3153–3162.
  • Стубер, Н., и П. Форстер, Г. Рэдель и К. Шайн, 2006: Важность суточного и годового цикла воздушного движения для инверсионного радиационного воздействия. Природа, 441, 864–867.
  • Всемирная метеорологическая организация (1975 г.). Международный атлас облаков: Руководство по наблюдению облаков и других метеоров. ВМО-№ 407. I (текст). Женева: Всемирная метеорологическая организация. ISBN 9263104077 . 
  • Всемирная метеорологическая организация (1987 г.). Международный атлас облаков: Руководство по наблюдению облаков и других метеоров. ВМО-№ 407. II (тарелки). Женева: Всемирная метеорологическая организация. С. 196. ISBN 9263124078 .