Проект Ярость Бури -Project Stormfury

Фотография экипажа и персонала Project Stormfury, 1966 г.

Проект Stormfury был попыткой ослабить тропические циклоны путем запуска в них самолетов и засева йодидом серебра . Проект осуществлялся правительством Соединенных Штатов с 1962 по 1983 год. Гипотеза заключалась в том, что йодид серебра вызовет замерзание переохлажденной воды во время шторма, нарушив внутреннюю структуру урагана, и это привело к возникновению нескольких атлантических ураганов. Однако позже было показано, что эта гипотеза неверна. Было установлено, что большинство ураганов не содержат достаточно переохлажденной воды, чтобы засев облаков был эффективным. Кроме того, исследователи обнаружили, что незасеянные ураганы часто претерпевают те же структурные изменения .что и ожидалось от засеянных ураганов. Это открытие поставило под вопрос успехи Stormfury, так как изменения, о которых сообщалось, теперь имели естественное объяснение.

Последний экспериментальный полет был совершен в 1971 году из-за отсутствия потенциальных штормов и смены флота NOAA . Проект Stormfury был официально закрыт более чем через десять лет после последнего эксперимента по модификации. Хотя проекту не удалось достичь своей цели по снижению разрушительного действия ураганов, его данные наблюдений и исследования жизненного цикла ураганов помогли улучшить способность метеорологов прогнозировать движение и интенсивность ураганов.

Гипотеза

Рабочая гипотеза проекта Stormfury

Засев облаков был впервые предпринят Винсентом Шефером и Ирвингом Ленгмюром . Увидев искусственное создание ледяных кристаллов, Ленгмюр стал ярым сторонником изменения погоды . Шефер обнаружил, что когда он бросал измельченный сухой лед в облако, в результате выпадали осадки в виде снега .

Что касается ураганов, было высказано предположение, что при засеве области вокруг стенки глаза йодидом серебра будет высвобождаться скрытое тепло . Это будет способствовать формированию новой стенки глаза. Поскольку эта новая стена для глаз была больше старой, ветры тропического циклона были бы слабее из-за уменьшенного градиента давления . Даже небольшое снижение скорости ураганных ветров было бы полезным: поскольку потенциал повреждения урагана увеличивался пропорционально квадрату скорости ветра, небольшое снижение скорости ветра привело бы к значительному снижению разрушительной силы.

Благодаря усилиям Ленгмюра и исследованиям Шефера в General Electric концепция использования засева облаков для ослабления ураганов набрала обороты. Действительно, 20 декабря 1946 года Шефер вызвал сильную метель, посеяв облако. Это привело к тому, что GE отказалась от участия по юридическим причинам. Шефер и Ленгмюр помогали американским военным в качестве советников в проекте Cirrus, первом крупном исследовании физики облаков и изменения погоды . Его самой важной целью было попытаться ослабить ураганы .

Проект Циррус

Project Cirrus был первой попыткой модифицировать ураган. Это было сотрудничество General Electric Corporation, Корпуса связи армии США , Управления военно-морских исследований и ВВС США . После нескольких приготовлений и первоначального скептицизма со стороны правительственных ученых 13 октября 1947 года была предпринята первая попытка модифицировать ураган , который двигался с запада на восток и уходил в море.

Два B-17 и B-29 из 53-й группы метеорологической разведки были отправлены из Макдилл-Филд, Флорида, для перехвата урагана. Посевной B-17 пролетел вдоль полосы дождя урагана и сбросил в облака почти 180 фунтов (82 кг) дробленого сухого льда . Экипаж сообщил: «Выраженная модификация облачной палубы засеяна». Неизвестно, было ли это связано с посевом. Затем ураган изменил направление и обрушился на сушу недалеко от Саванны, штат Джорджия . Общественность обвинила посев, и Ирвинг Ленгмюр заявил, что изменение было вызвано вмешательством человека. Cirrus отменили, пригрозили судебными исками . Только тот факт, что система в 1906 году пошла по тому же пути, а также доказательства того, что буря уже начала разворачиваться, когда начался посев, положили конец тяжбе . Эта катастрофа отбросила причину возникновения ураганов на одиннадцать лет.

Сначала в посеве было официально отказано, и потребовались годы, прежде чем правительство признало это. Согласно выпуску Fort Lauderdale News and Sun-Sentinel от 12 сентября 1965 года, в 1947 году ураган «сошел с ума», и «двенадцатью годами позже было признано, что ураган действительно был посеян » .

Между проектами

Глаз урагана Эстер

Национальный проект по исследованию ураганов Бюро погоды США , основанный в 1955 году, имел одной из своих целей исследование научной обоснованности методов модификации ураганов. С этой целью дозаторы йодида серебра были испытаны во время урагана Дейзи в августе 1958 года. Сигнальные ракеты были развернуты за пределами глаз урагана, так что это было скорее испытание оборудования, чем эксперимент по модификации. Оборудование работало со сбоями во всех полетах, кроме одного, и никаких окончательных данных получено не было.

Первый эксперимент по засеванию после катастрофы Cirrus был предпринят 16 сентября 1961 года в урагане Эстер самолетами NHRP и ВМС США . Восемь цилиндров с йодидом серебра были закапаны Эстер в глазную стенку, и было зафиксировано ослабление ветра на 10 процентов. На следующий день было совершено еще несколько посадочных полетов. На этот раз иодид серебра не попал в глазную стенку, и не наблюдалось снижения скорости ветра. Эти два результата были интерпретированы как «успех» эксперимента.

Посевы урагана Эстер привели к созданию проекта «Ярость бури» в 1962 году. Проект «Ярость бури» был совместным предприятием Министерства торговли США и ВМС США .

Проект ЭТАЖ

Целью проекта BATON был анализ истории жизни гроз. Исследовательская деятельность Министерства обороны, поддерживаемая Агентством перспективных исследовательских проектов, Проект BATON стремился расширить понимание физики штормов как помощи в прогнозировании погоды, предотвращении пожаров и, возможно, для искусственного управления погодой. Д-р Гельмут Вейкманн, сотрудник Лаборатории исследований и разработок сигналов армии США, и д-р Пол Маккриди из Meteorology Research, Inc. были совместными руководителями группы проекта BATON.

Во время сезона штормов с июля по август 1962 года во Флагстаффе, штат Аризона, ученые выбрали штормы-«морские свинки» и засеяли их химическими веществами. Эффекты были тщательно проанализированы с земли и с воздуха с помощью кинокамер с интервальной съемкой, стереофотокамер, штормового радара, детекторов молний и бортовых датчиков тепла. Среди агентов, введенных в выбранные облака, были «ядра конденсации», которые временно увеличивали количество капель воды в облаке, и измельченный сухой лед, который превращал часть облака в мелкие кристаллы снега, которые остаются в воздухе. Использование этих агентов облегчило изучение характеристик бури.

Начало проекта STORMFURY

Роберт Симпсон стал ее первым директором и проработал в этом качестве до 1965 года. При выборе бурь для посева использовалось несколько рекомендаций. Вероятность того, что ураган приблизится к обитаемой земле в течение дня, должна была составлять менее 10 процентов; он должен был находиться в пределах досягаемости засевающего самолета; и это должен был быть довольно сильный шторм с хорошо сформированным глазом . Основным эффектом этих критериев было то, что возможные цели для посева стали крайне редкими.

В сезоне 1962 г. подходящих штормов не образовалось . В следующем году Stormfury начала с проведения экспериментов над кучевыми облаками . С 17 по 20 августа того же года были проведены опыты в 11 облаках, из которых шесть посевных и пять контрольных . В пяти из шести засеянных облаков наблюдались изменения, соответствующие рабочей гипотезе.

23 августа 1963 года ураган Беула стал местом следующей попытки посева. У него была нечеткая стена для глаз. Кроме того, были допущены ошибки, так как засев йодистого серебра был сброшен не в те места. В результате ничего не произошло. На следующий день была предпринята еще одна попытка, и сеялки попали в цель. Было замечено, что глазная стенка распадается и заменяется другой глазной стенкой большего радиуса. Устойчивые ветры также уменьшились на двадцать процентов. В целом результаты экспериментов на Беуле были «обнадеживающими, но неубедительными».

В течение шести лет после Beulah посев не проводился по нескольким причинам. В 1964 г. измерительная и наблюдательная аппаратура не была готова к использованию. Через год все полеты использовались для дополнительных экспериментов в неураганных облаках.

Джоанн Симпсон стала его директором с 1965 года. Находясь в море в августе во время сезона ураганов в Атлантике 1965 года , метеорологи Stormfury решили, что ураган Бетси является хорошим кандидатом на засев. Однако шторм тут же качнулся в сторону суши, и 1 сентября запланированные полеты были отменены. Прессу почему-то не уведомили об отсутствии посева, а несколько газет сообщили, что он начался. Когда Бетси прошла недалеко от Багамских островов и врезалась в южную Флориду , общественность и Конгресс подумали, что идет посев, и обвинили Ярость Бури. Официальным лицам Stormfury потребовалось два месяца, чтобы убедить Конгресс в том, что Бетси не была засеяна, и проекту разрешили продолжить. Второй кандидат, ураган Елена , остался слишком далеко в море.

После Бетси два других урагана были близки к тому, чтобы быть посеянными. Ураган Вера считался вероятным кандидатом, но он оставался вне досягаемости засевающих самолетов. В том же году были проведены разведывательные полеты на ураган Инес , но посева не было. Сезоны 1967 и 1968 годов были бездействующими. Из-за этого ни в одном из этих двух сезонов не было подходящих целей для посева.

Глаз урагана Дебби 20 августа.

Д-р Р. Сесил Джентри стал директором Stormfury в 1968 году. До 1969 года не было больше ближнего посева. Тем временем оборудование было улучшено. То, что когда-то было примитивным методом ручного сброса сухого льда, было заменено ракетными канистрами, загруженными йодидом серебра, а затем пушечными устройствами, установленными на крыльях самолетов, которые стреляли йодидом серебра в облака. Наблюдательное оборудование было усовершенствовано. Для модификации рабочей гипотезы использовались дополнительные разведывательные данные. Новая теория учитывала кучевые башни за пределами глаз . Согласно пересмотренной теории, при засеивании башен будет высвобождаться скрытое тепло . Это вызовет начало новой конвекции, которая затем вызовет новую стенку глаза. Поскольку новая стена для глаз находилась за пределами исходной, первая стена для глаз будет забита энергией и развалится. Кроме того, поскольку новая стена для глаз была шире старой, ветры были бы слабее из-за менее резкого перепада давления.

Ураган Дебби в 1969 году предоставил наилучшую возможность проверить основы проекта Stormfury. Во многих отношениях это был идеальный шторм для посева: он не угрожал ни одной земле; он прошел в пределах досягаемости засевающего самолета; и был интенсивным с отчетливым глазом. 18 августа и еще раз 20 августа тринадцать самолетов вылетели в шторм, чтобы следить за ним и засеивать его. В первый день скорость ветра упала на 31%. Во второй день скорость ветра упала на 18%. Оба изменения соответствовали рабочей гипотезе Stormfury. Действительно, результаты были настолько обнадеживающими, что «была запланирована значительно расширенная исследовательская программа». Среди других выводов была необходимость частого высева с интервалами, близкими к часовым.

Сезоны 1970 и 1971 годов не предоставили подходящих кандидатов для посева. Несмотря на это, полеты в ураган Джинджер проводились . Имбирь не был подходящим штормом для посева из-за его рассеянного, нечеткого характера. Посев не дал никакого эффекта. Джинджер был последним посевом, сделанным Project Stormfury.

После посева

Ярость Бури внутри Тропического шторма Дороти

Атлантические ураганы, отвечающие всем критериям, были крайне редки, что чрезвычайно затрудняло повторение «успеха», достигнутого с ураганом Дебби. Между тем, события, не связанные с метеорологией, помешали делу модификации урагана.

В начале 1970-х ВМФ вышел из проекта. Stormfury начала переориентировать свои усилия на изучение тропических циклонов, а не на их изменение. В то же время срок эксплуатации B-17 приближался к концу. За 30 миллионов долларов (год неизвестен) были приобретены два Lockheed P-3 . Из-за редкости атлантических ураганов, отвечающих требованиям безопасности, планировалось переместить «Ярость бури» в Тихий океан и провести там эксперименты с большим количеством тайфунов. Это действие требовало многих из тех же требований безопасности, что и в Атлантике, но имело преимущество в гораздо большем количестве потенциальных субъектов.

План состоял в том, чтобы начать все заново в 1976 году и сеять тайфуны, вылетая из Гуама . Однако политические проблемы заблокировали этот план. Китайская Народная Республика объявила, что не будет рада, если тайфун с семенами изменит курс и обрушится на ее берега, в то время как Япония заявила о своей готовности мириться с трудностями, вызванными тайфунами, поскольку эта страна получает более половины своих осадков от тропических циклоны.

Аналогичные планы по эксплуатации Stormfury в восточной части северной части Тихого океана или в австралийском регионе также рухнули.

Несостоятельность рабочей гипотезы

Множественные глазные стены были обнаружены во время очень сильных ураганов и раньше, включая тайфун Сара и ураган Донна . Двойные стенки глаз обычно наблюдались только в очень интенсивных системах. Их также наблюдали после посева в некоторых засеянных штормах. В то время единственные наблюдения быстрых изменений диаметра глазных стенок, кроме предположительно успешных посевов, происходили во время быстрых изменений интенсивности шторма. Оставалось неясным, вызвали ли посева вторичные глазные стенки или это было просто частью естественного цикла (поскольку корреляция не подразумевает причинно -следственную связь ). Первоначально считалось, что изменения стенок глаз, подобные наблюдаемым в засеянных, но не незасеянных системах, свидетельствовали об успехе проекта «Ярость бури». Но если позже будет замечено, что такие изменения глазных стенок были обычным явлением и в незасеянных системах, такие наблюдения поставят под сомнение гипотезу и предположения, лежащие в основе проекта «Ярость бури».

На самом деле начали накапливаться данные и наблюдения, опровергающие рабочую гипотезу Ярости Бури. Начиная с ураганов Анита и Дэвид , полеты самолетов Hurricane Hunter сталкивались с событиями, подобными тому, что происходило во время «успешно» засеянных штормов. У самой Аниты был слабый пример концентрического цикла глазных стенок, а у Дэвида — более драматичный. В августе 1980 года ураган Аллен прошел через Атлантику , Карибский бассейн и Мексиканский залив . У него также изменился диаметр глаза и развилось несколько глазных стенок. Все это согласовывалось с поведением, которого можно было бы ожидать от Аллена, если бы оно было посеяно. Таким образом, то, что Ярость Бури считала достигнутым с помощью посева, также происходило само по себе.

Другие наблюдения за ураганами Анита, Дэвид, Фредерик и Аллен также показали, что в тропических циклонах очень мало переохлажденной воды и много кристаллов льда. Причина того, что в тропических циклонах мало переохлажденной воды, заключается в том, что восходящие потоки внутри такой системы слишком слабы, чтобы предотвратить выпадение воды в виде дождя или замерзание. Поскольку для засева облаков требовалась переохлажденная вода, отсутствие переохлажденной воды означало, что засев не будет иметь никакого эффекта.

Эти наблюдения поставили под сомнение основу проекта «Ярость бури». В середине 1983 года Stormfury была окончательно закрыта после того, как гипотеза, лежавшая в основе его усилий, была признана недействительной.

Наследие

В смысле ослабления ураганов для уменьшения их разрушительной силы проект «Ярость бури» потерпел полную неудачу, поскольку не проводил различия между природными явлениями в тропических циклонах и воздействием человеческого вмешательства. Были потрачены миллионы долларов. В конце концов, «[Проект] STORMFURY имел два фатальных недостатка: он не был ни микрофизически, ни статистически осуществим».

Кроме того, «Ярость бури» была основным источником финансирования отдела исследования ураганов . Пока проект работал, бюджет HRD составлял около 4 миллионов долларов (1975 долларов США ; 16 миллионов долларов США в 2008 году) со штатом около 100 человек. В 2000 году в HRD работало 30 человек, а годовой бюджет составлял примерно 2,6 миллиона долларов.

Однако проект «Ярость бури» имел и положительные результаты. Знания, полученные во время полетов, оказались бесценными для разоблачения его гипотез. Другая наука привела к лучшему пониманию тропических циклонов. Кроме того, Lockheed P-3 идеально подходили для сбора данных о тропических циклонах, что позволяло лучше прогнозировать эти чудовищные штормы. Эти самолеты все еще использовались NOAA по состоянию на 2005 год.

Бывший президент Кубы Фидель Кастро утверждал, что проект «Ярость бури» был попыткой использовать ураганы в качестве оружия.

Смотрите также

Заметки

использованная литература

внешние ссылки