Главная » 2010 » Август » 31 » Конденсировать водяной пар в атмосфере можно с помощью лазера
09:48
Конденсировать водяной пар в атмосфере можно с помощью лазера
Искусственный дождь обычно вызывают,
засевая облака из самолетов специальными реагентами (йодистым серебром
и/или сухим льдом) либо бомбардируя их снарядами. Группа ученых из
Германии, Швейцарии и Франции в лаборатории и в реальных атмосферных
условиях показала, что спровоцировать конденсацию водяного пара
в воздухе можно, если стрелять в него мощными лазерными импульсами.
Более того, сжижение водяного пара возможно даже тогда, когда
относительная влажность воздуха не достигает 100%.
Хотя влияние человека на земной климат уже не вызывает сомнений,
контролируемо изменять погодные условия в пределах какой-то области или
всей планеты в целом мы пока не научились. Правда, локальные успехи в
этом направлении имеются. В первую очередь следует выделить известный
метод засевания облаков (с помощью ракет и снарядов либо из самолетов)
частицами специального реагента — йодистого серебра и/или сухого льда, —
который провоцирует конденсацию водяного пара и выпадение осадков
в виде дождя.
Исследователи из Германии, Швейцарии и Франции изобрели более
эффективный способ заставить присутствующую в облаках влагу сжижаться.
Для этого нет необходимости подниматься в воздух — достаточно просто
направить в атмосферу мощные лазерные лучи. Результаты своих изысканий
ученые опубликовали в статье Laser-induced water condensation in air в журнале Nature
Photonics.
Образование и последующее укрупнение
капель воды происходит по тому же принципу, что и при засевании облаков
специальными веществами: при появлении в перенасыщенном паре (то есть
паре, относительная влажность которого больше 100%) каких-либо сторонних
частиц — центров конденсации — на них начинают образовываться и быстро
расти капли жидкости, которые можно обнаружить даже невооруженным
глазом.
Идея нового метода базируется на том, что мощный лазерный луч за счет
своей очень высокой интенсивности ионизирует ту часть атмосферы,
в которую он попадает. Возникающие в результате облучения ионы молекул
газов, образующих воздушную среду, как раз и становятся центрами, вокруг
которых сосредотачивается рост водяных капель.
Однако не всякий лазер подходит для
выполнения поставленной задачи. Устройство должно уметь генерировать
лучи, интенсивность которых остается очень большой на расстоянии
десятков и сотен метров при их движении в атмосфере. Ведь хорошо
известно, что воздух неизбежно приводит к дифракции луча, его
расходимости и, соответственно, падению интенсивности. Тем не менее если
мощность лазера превосходит определенную величину (например, для
лазерного излучения с длиной волны 800 нм этот порог равен 3 ГВт), то,
двигаясь через воздушную среду, луч, пройдя некоторое расстояние,
начинает помогать сам себе оставаться сфокусированным и направленным.
Такая самофокусировка объясняется оптическим эффектом Керра: показатель преломления вещества
зависит от интенсивности распространяющегося через него света.
Искусственный дождь обычно вызывают,
засевая облака из самолетов специальными реагентами (йодистым серебром
и/или сухим льдом) либо бомбардируя их снарядами. Группа ученых из
Германии, Швейцарии и Франции в лаборатории и в реальных атмосферных
условиях показала, что спровоцировать конденсацию водяного пара
в воздухе можно, если стрелять в него мощными лазерными импульсами.
Более того, сжижение водяного пара возможно даже тогда, когда
относительная влажность воздуха не достигает 100%.