СПОСОБ УМЕНЬШЕНИЯ ГРОЗОВОЙ ОПАСНОСТИ
METHOD TO REDUCE THUNDERSTORM RISK

Изобретение относится к способам уменьшения грозовой опасности путем воздействия на атмосферные условия.
Известны технические решения, позволяющие существенно уменьшить вероятность поражения промышленных объектов атмосферным электричеством, например, громоотводы или устройства активной молниезащиты и отбора энергии молнии по патенту №2277744 от 10.08.05, H02H 3/22. Данные технические решения недостаточно эффективны, поскольку их зона действия весьма мала, либо это устройства большой сложности.
В наибольшей мере предлагаемому техническому решению соответствует решение, суть которого изложена в а.с. 1839962 от 28.11.86, A01G 15/00, которое заключается в том, что в грозовые облака с помощью ракет или снарядов вносят молниевые разрядники в виде ориентированных в пространстве проводов или другие ингредиенты, оказывающие активное влияние на атмосферные условия. Эти вещества способны охватить большие объемы грозовых туч, нейтрализовать в определенной мере электрический потенциал атмосферного электричества и тем самым уменьшить грозовую опасность. Однако и эти решения не достаточно эффективны, поскольку они снимают электрический потенциал в определенной области пространства, но не уменьшают эффективность процесса образования самого потенциала.
Одним из методов влияния на частоту грозовых разрядов и снижения грозовой опасности являются методы, повышающие диэлектрическую проницаемость среды.
Задачей, на решение которой направлено настоящее техническое решение, является уменьшение грозовой опасности путем введения в грозовые облака ингредиентов, способных повысить диэлектрическую проницаемость воздушной среды.
Поставленная задача решается способом уменьшения грозовой опасности, в котором производят оценку грозового фронта по комплексу различных факторов, характеризующих окружающую атмосферную обстановку как опасную, и активно воздействуют на атмосферу, распыляя в облаках ингредиенты, согласно изобретению в облака вносят электроотрицательные вещества, повышающие диэлектрическую проницаемость среды.
Отличительным признаком предлагаемого изобретения является то, что в облаках с помощью ракет или снарядов распыляют электроотрицательные вещества, повышающие диэлектрическую проницаемость среды, что приводит к повышению электрического сопротивления атмосферы.
Порядок работ при осуществлении способа следующий. При появлении первых признаков грозовой опасности начинают следить за развитием метеорологической обстановки в зоне охраняемого объекта. Для наблюдения используют различные грозопеленгаторы, датчики электрического поля, с помощью которых ведут визуальное наблюдение, оценивают характер электрических разрядов: облако-облако, облако-земля. После принятия решения о необходимости активного воздействия на окружающую атмосферную обстановку в облака с помощью снарядов или ракет с кассетными зарядами вводят электроотрицательные вещества. Электроотрицательные вещества существенно изменяют электрические свойства атмосферы, повышая ее сопротивление и тем самым снижая опасность поражения промышленного объекта атмосферным электричеством.
Для повышения надежности защиты возможно распыление веществ над объектом в непосредственной близости над ним.
6
-7
3
Наиболее эффективным из электроотрицательных веществ считается шестифтористая сера SF. Ее диэлектрические свойства сказываются уже при объемной концентрации этого вещества в атмосфере, равной 1·10 долей, такую концентрацию и меньше способны зарегистрировать инструментальные средства анализа среды, например электронно-захватные детекторы. Таким образом, чтобы изменить свойства атмосферы объемом 10000 м достаточно 1 литра шестифтористой серы. Оценка приведена для нормальных условий.
Принципиальная возможность осуществления предложенного способа апробирована на экспериментальной установке, представляющей собой камеру с регулируемой средой, в которой размещались электроды, и между ними создавался электрический разряд.
Методика работы заключалась в следующем.
К экспериментальной камере подключались емкости с различными газами, в большей части электроотрицательными, например шестифтористая сера, пары хладона 113, хладона 141b, в том числе и пары, образующиеся при кипении воды в нормальных условиях. На электроды, находящиеся в нормальных атмосферных условиях, подавалось высокое напряжение до появления разряда. Электроды раздвигались на максимальное расстояние, достаточное для поддержания устойчивого разряда. Затем в камере воздушная среда менялась на среду из электроотрицательных веществ, и оценивалось влияние среды на электрический разряд.
В результате эксперимента было установлено, что при достаточно высоких концентрациях опробованных газов при условии нормального давления в камере электрический разряд прекращался, что подтверждает принципиальную осуществимость способа.
Следует отметить, что вода также является электроотрицательным веществом. Ее роль в образовании атмосферного электричества двоякая. Капли воды (гидрометеориты) в условиях земной атмосферы являются носителями электрических зарядов, и именно они создают условия для возникновения молнии. Эти условия характеризуются достаточно высокой температурой, конвективными процессами в атмосфере и значительной влажностью. В то же время при отсутствии воды в атмосфере грозовой фронт не образуется, а ее избыток, преобразующийся в дождь или ливень, нейтрализует электричество или гасит возможные грозовые разряды.
Эта версия следует из того, что грозовой фронт в случае обильных осадков следует за фронтом дождя, иначе говоря, в зоне дождя молния отсутствует.
Версия нашла экспериментальное подтверждение. В электрический разряд между электродами подавался при нормальном давлении водяной пар. В результате повышалась электрическая прочность среды и электрический разряд угасал.