Беседы о сельском хозяйстве

В конце XVIII столетия австрийский миссионер П. Добрицгоффер отправился в джунгли Парагвая с целью обращения невежественных индейцев в христианство. Пожив среди них некоторое время, слуга божий с изумлением обнаружил, что его коллеги - шаманы не без успеха вызывают гром и молнию над иссушенными прериями и саваннами.

А недавно газеты сообщали о курьезном случае, происшедшем в одной молодой африканской республике. Правительство этой страны решило провести спортивно-танцевальный фестиваль и "заказало" по этому поводу одному из наиболее маститых колдунов приличествующую случаю погоду. К сожалению, "повелитель туч" не справился с задачей (всю фестивальную неделю лил дождь), за что и был серьезно наказан. Единственным оправданием ему служило то, что с вызыванием дождя он ранее справлялся неоднократно и успешно, методика же прекращения оного оказалась еще не доработанной...

Как ни странно, в действиях африканских и южноамериканских шаманов было кое-что рациональное (помимо, конечно, обычных заклинаний и битья в бубен). Впервые это понял американец Ж. Эспи.

В 1850 году он предложил конгрессу США финансировать его опыт изменения погоды на большой территории. Эспи предлагал еженедельно производить поджоги лесов на участках по 40 акров, расположенных на расстоянии 20 миль друг от друга. Участки должны были поджигаться одновременно, образуя пунктирную линию пожаров длиной в 600-700 миль.

"Это жертвоприношение, - писал Эспн, - должно привести к зарождению длинной полосы дождей, которая начнет перемещаться в направлении востока США...

над всей страной к востоку от очага пожара выпадут дожди..." Проект Эспи, по существу, повторял (хотя и в больших масштабах) методику дождя, разработанную индейцами в джунглях и прериях Южной Америки.

Одобрения конгресса проект не получил, но интерес вызвал и нашел немало последователей...

Чтобы найти рациональное зерно в проектах устройства гигантских пожаров с целью вызова дождя, необходимо прежде всего понять, как рождаются тучи и почему из них падает на землю живительная влага. Вода непрерывно испаряется с поверхности всей нашей планеты под действием солнечного тепла. Нагретый воздух, содержащий водяной пар, в соответствии с известными физическими законами поднимается вверх. В соответствии с ними же, поднимаясь, он расширяется, благодаря чему температура его постепенно снижается.

При безоблачном небе падение температуры с высотойравно примерно одному градусу на каждые 100 метров подъема. В конце концов убывание температуры приводит к насыщению воздуха паром и его конденсации.

Конденсация и есть образование облака. Начинается оно в тот момент, когда температура движущегося вверх влажного воздуха станет равной температуре среды. Именно тогда конденсирующийся пар прекращает подъем и принимается растекаться по горизонтали: образуется облачный слой.

Когда ученые начали пристальнее вглядываться в механизм образования облаков, они обнаружили, что в очень чистой атмосфере конденсация происходит редко и лишь на больших высотах, где стоит температура ниже 0 градусов Цельсия. "Теплые облака", рождающиеся при плюсовой температуре, состоят из пара, конденсация которого происходит на мельчайших пылевых частичках - ядрах конденсации, плавающих в воздухе (теперь понятен смысл пожаров - "жертвоприношений").

Над сушей в каждом кубическом сантиметре воздуха содержится от одной до ста тысяч частичек пыли и дыма размерами от 50 ангстрем до 10 микрон. Над океаном поменьше: от ста до тысячи, но мириады брызг, поднимаемых волнами, выносят в высокие слои атмосферы громадное количество мельчайших частиц морской соли (вспомните излюбленные выражения авторов морских песен и романов - "соленый ветер", "запах моря"...).

В одном кубическом сантиметре теплых облаков содержится примерно 100 капелек - результатов конденсации. Радиус их равен в среднем 10 микронам. Такие капли просто плавают в воздухе. Для того чтобы из облака пошел дождь, они должны стать более крупными.

Если радиус капли достигнет размера 50-100 микрон, она начнет опускаться вниз. При этом происходят два процесса: во-первых, благодаря попаданию в более теплые слои воздуха вода с поверхности капли испаряется; во-вторых, капля растет за счет столкновений - слияний с соседними. Если второй процесс интенсивнее первого - идет дождь, в противном случае облако проходит, клубясь, над полем лишь призраком...

Для "холодных" облаков описанный механизм1 (конечно, у нас он достаточно упрощен) выглядит несколько иначе. Если водяной пар поднялся выше границы нулевой температуры, то- начавшаяся конденсация ведет к появлению ледяных кристаллов и переохлажденных капель воды. Кристаллы льда, в свою очередь, служат ядрами конденсаций; опускаясь под действием силы тяжести вниз, они обрастают каплями воды, становятся большими и ускоряют свое падение. В зависимости от числа таких ледяных ядер на единицу объема, температурных перепадов в различных слоях атмосферы, сквозь которые пролетают кристаллы, ветра и множестства других факторов, падающие льдинки имеют разную судьбу.