Конденсировать водяной пар в атмосфере можно с помощью лазера.

Дата публикации: 31/08/2010
Категория: Новости лазерных технологий

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.

Источник: www.elementy.ru / www.cislaser.com

Статьи по теме: