Абшаев Магомет : Мы увлеклись изучением возможности создания искусственных облаков и осадков

Профессор, доктор физико-математических наук, академик РАЕН, Лауреат Государственных премий СССР, КБР, Правительства РФ и Международной премии «За выдающиеся достижения в области модификации погоды», Заслуженный деятель науки РФ и КЧР Абшаев Магомет Тахирович рассказал «Чистовику» о том, как человечеству сегодня справиться со стихией. А также объяснил, почему сель будет повторяться снова и снова

— Почему Вы решили заниматься изучением градовых процессов?
— Когда мы были на 3 курсе, нам читал спецкурсы профессор Сулаквелидзе Г.К. и увлек большую группу студентов проблемами геофизики, физики облаков и модификации погоды. Он был тогда директором, вновь созданного на базе Эльбрусской экспедиции РАН СССР Высокогорного геофизического института. После окончания университета мы были направлены на работу в ВГИ. Я начал работать уже с 4 курса, когда в горах Кабардино-Балкарии испытывался первый вариант артиллерийского предотвращения града, которую к настоящему времени нам удалось довести до автоматизированной и широко применяемой технологии предотвращения града.

— Как образуется град и как его предотвращают?
— Град образуется в мощных кучево-дождевых облаках, которые развиваются за счет конвективной неустойчивости атмосферы в дни с повышенным влагосодержанием приземного слоя.

Температура самого облака при образовании града у земли варьируется от 15° до 40°. Температура падает с высотой, и град зарождается выше уровня изотермы, так называемой линии таяния. На вершине облака температура может быть и -55 °С. Град зарождается в области отрицательных температур (от -5 до — 30°) на высотах 5 — 8 км и растет за счет захвата переохлажденных облачных капель в зоне усиливающихся во времени восходящих потоков, поддерживающих зародыши града и растущие градины в зоне роста. Для того, чтобы градина выросла до больших размеров, она должна находится в области отрицательных температур и повышенной водности порядка 15-20 минут.

Технология предотвращения града предусматривает радиолокационное обнаружение и распознавание градовых и градоопасных облаков, получение их пространственной структуры и выделение областей зарождения, роста и выпадения града. После этого осуществляется засев области формирования условий для зарождения града кристаллизующими или гигроскопическими реагентами, которые ускоряют процесс осадкообразования и преждевременные выпадение осадков в виде снежной крупы, которая вымывает объемы облака, где в будущем мог образоваться град, лишая облачной влаги, необходимой для его роста.

— То есть для предотвращения града стимулируется его более раннее образование?
— Да, мы стимулируем преждевременное образование осадков в виде снежной крупы в объемах будущего градообразования. Эта снежная крупа, преодолевая слабые в этих объемах восходящие потоки, выпадает, забирая всю воду, за счет которой должен был вырасти град. Крупа тает в теплой части атмосферы и выпадает дождем, подавляя слабые восходящие потоки и разрушая области будущего градообразования.

— Говорят, что сейчас эта технология позволяют предотвращать не только град, но и сокращать ущерб от сопутствующих градобитиям опасных гроз, шквалов, ливневых паводков, которые в последние годы все чаще повторяются, например, в Кабардино-Балкарии и других регионах. С чем это связано?
— Действительно, по нашим данным, изменения климата ведут к повышению частоты и экстремальности стихийных природных процессов, в том числе, паводков и селей ливневого генезиса. Появляются новые, ранее неизвестные особенности градовых, селевых и снеголавинных процессов, изменяется их территориальное распределение. С учетом этого приходится постоянно совершенствовать технологию и технику противоградовой защиты, превращать ее в комплексную технологию защиты от града и сопутствующих опасных явлений.

Технологию противоградовой защиты мы сейчас наращиваем для того, чтобы предотвратить град и снизить интенсивность ливневых осадков, сопровождающих град, шквалы смерчей, интенсивную грозовую деятельность облаков. Все эти опасные явления связаны с одним и тем же мощным кучево-дождевым облаком, и когда мы сокращаем продолжительность жизни этого градового облака в 2-3 раза, то сокращаются продолжительность, интенсивность этих явлений и ущерб. Наша технологии сейчас обеспечивает сокращение потерь от града на Северном Кавказе на площади 2,55 млн. га на 87-90%. Это наиболее высокий результат в мире, но дальнейшее повышение ее эффективности наталкивается на необходимость технического переоснащения противоградовых служб, которое не обновлялись с 1990 года.

Устаревшая техника не позволяет реализовать новейшие технологические достижения и полностью предотвратить град, особенно в случаях сверхмощных градовых процессов. Затягивается внедрение в практику наших вновь разработанных и превосходящих мировые аналоги радиолокаторов, автоматизированных систем управления, автоматизированных ракетных комплексов из-за отсутствия средств у противоградовых служб, которые мы курируем. Недостаточное финансирование не позволяет даже закупить требуемое количество противоградовых ракет. В результате этого круглосуточное дежурство командных пунктов и ракетных пунктов, которые готовы в любое время дня и ночи провести противоградовые операции, теряет значимость из-за нехватки ракет.

— Вы поставляете технологию в другие страны?
— Да наша автоматизированная технология и технические средства противоградовой защиты экспортируется в страны СНГ и дальнего зарубежья. В мире применяются разные технологии. В США, Канаде, Германии, Греции и ряде других стран используются авиационные технологии, которые сокращают потери от града на 33 — 44%. Дело в том, что самолет в опасной для полетов сложной грозовой обстановке не всегда может залететь куда нужно, чтобы внести кристаллизующие и льдообразующие реагенты для предотвращения града. Ограничены возможности авиационной технологии в ночных условиях, особенно в горных районах. Кроме того, авиационный засев чаще всего осуществляется с подоблачного слоя. При этом реагент на высоту, где град образуется, поднимается в течение 6-12 минут. За это время там успевает образоваться град, так как для этого достаточно 5-8 минут. Процесс градообразования может занимать значительные объемы с площадью основания до 50 – 100 км². Для засева этой площади с помощью бортового генератора кристаллизующих частиц самолет должен выполнить несколько пролетов, каждый из которых отнимает 3 – 5 минут, тогда как ракетный метод обеспечивает засев всей площади и на требуемой высоте за 1-2 минуты. Вследствие всех этих факторов эффективность авиационной технологии значительно ниже, чем нашей ракетной технологии.

Во Франции уже около 60 лет применятся метод засева приземного слоя атмосферы с помощью наземных генераторов, предполагая, что льдообразующий аэрозоль будет подниматься в облака восходящими потоками. Но их большая часть уносится ветром, не попадая в облака.

В Китае и Монголии применяется артиллерийский метод, от которого мы отказались еще в 1990 году. Но в последние годы внедряется ракетный метод, который несколько делегаций китайских специалистов изучили у нас на курсах.

— Насколько мне известно, вы занимаетесь созданием противоградовой техник (радиолокаторов, ракет и установок). В чем их особенность?
— Для предотвращения града необходимо своевременно обнаружить градовые облака, определить тип градового процесса, направление скорости его перемещения, место и время образования града. Для этих целей по нашей идеологии и под нашим научным руководством ранее во ВНИИРА был создан специализированный двухволновый радиолокатор градозащиты и штормооповещения МРЛ-5, который был экспортирован в 45 стран. В последние годы нам удалось инициировать создание и серийное производство новых радиолокаторов «ДМРЛ-С», «ДМРЛ-10», встроить в ТРЛК «Сопка-2» метеорологический канал. Сейчас создается радиолокатор «ДМРЛ-3». Нами разработаны специальные программные средства «АСУ-МРЛ», «АСУ-ДМРЛ-10», которые обеспечивают автоматизацию радиолокационных наблюдений, обработки радиолокационной информации, управления противоградовыми операциями и выдачу пакетов информации в государственную сеть штормового оповещения и метеообеспечения авиации. Получившиеся при этом по существу наукоемкие программно-технические комплексы в реальном времени передают информацию об опасных погодных условиях в аэропорты, даже с отображением на пульте авиадиспетчера, зон опасных для полетов авиации (гроза, град, повышенная турбулентность и т.д.).

В течение десятилетий мы занимаемся разработкой и совершенствованием ракет и установок для противоградовой защиты, в результате чего были созданы ракетные комплексы трех поколений: первого поколения («Облако» и «Алазань») с ручным управлением, второго поколения («Небо» и «Кристалл») с телемеханическим управлением и третьего поколения («Алан» и «Ас») с автоматизированным беспроводным управлением. Эти комплексы используются не только в России, но и экспортируются в ряд стран СНГ и дальнего зарубежья, например в Аргентину, Бразилию, Болгарию, Венгрию. Эти комплексы создавались кооперациями промышленных предприятий по нашим техническим заданиям и под нашим научным руководством и по надежности функционирования и эффективности превосходят зарубежные аналоги.

Но в последние годы мы сами спроектировали автоматизированные ракетные установки «Элия», «Элия-2», так как лучше понимаем проблемы реализации наукоемкой автоматизированной технологии ПГЗ. На базе этих автоматизированных радиолокаторов, ракетных комплексов и современных радиомодемов нам удалось создать действующий образец роботизированной системы «АСУ-Град», который позволяет оператору дистанционного управлять удаленными радиолокаторами и сетью ракетных установок, реализовать малолюдную технологию ПГЗ, обеспечивающую высокую оперативность обнаружения и распознавания градовых и градоопасных облаков, выработку команд на их ракетный засев, беспроводное наведение ракетных установок, пуск ракет и документирование параметров облаков, координат и времени пуска ракет и их типов, вплоть до выдачи отчетных документов. Надеемся, что внедрение «АСУ-Град» обеспечит техническую модернизацию противоградовых служб, повышение эффективности и снижение себестоимости противоградовых работ.

— Во время засухи вы можете вызвать дождь?
— В мире широко используются методы искусственного увеличения осадков, в основном, с использованием авиации. Но при этом не все облачные ресурсы могут быть использованы из-за проблем своевременного вылета и дороговизны летного часа. Сейчас мы занялись разработкой ракетного метода искусственного увеличения осадков с использованием для этих целей в засушливые периоды существующей инфраструктуры противоградовых служб. Ракетная система позволяет засеять все облака, пригодные для искусственного увеличения осадков в любое время суток. Это может быть экономически более выгодно, чем применение авиации.

Эти методы предусматривают вызывание осадков из имеющихся облаков, но во многих регионах с засушливым климатом их зачастую не бывает. Поэтому мы увлеклись изучением возможности создания искусственных облаков и осадков. Оказываются, есть определенные условия, при которых можно создать облака и вызвать осадки из безоблачного неба. Известно, что над лесными и другими крупными антропогенными пожарами образуются pyrocumulonimbus, из которые выпадают обильные ливневые осадки. Так, во время Второй войны американская авиация разбомбила город Гамбург и сбросила туда более 2000 бомб. Весь Гамбург горел, и конвекция горячего воздуха над пожаром привела к развитию мощного ливневого облака, затушившего пожар. Во Франции и СССР были апробированы методы создания искусственных облаков с помощью метеотронов путем сжигания большого количества органического топлива, что дорого и приводит к экологическим проблемам. Мы прорабатываем другие подходы.

— То есть с лесными пожарами скоро можно будет покончить?
— Во всяком случае, в перспективе добиться сокращения их числа и ущерба. Но не менее важной проблемой является, то что с ростом народонаселения и развития экономики в мире нарастает нехватка пресной воды. Глобальное потепление климата приводит к тому, что в засушливых районах стало выпадать еще меньше осадков. И поэтому искусственное увеличение осадков – это крайне актуальная проблема, которая требует серьезного внимания и финансирования.

— Есть какие-то сейчас проблемы, которые мешают развитию науки, исследованиям?
— Последние годы у нас, как и везде, существенно ухудшилось финансирование. Это лишает нас возможности проведения испытаний и внедрения разрабатываемых методов и технических. Например, мы разработали метод предотвращения радиационных заморозков, но для его испытаний и внедрения в практику нет средств.
На побережье Черного моря частенько наблюдаются смерчи. Некоторые из них выходят на берег и выливают огромное количество воды, которая подтапливает населенные пункты, дома отдыха, сносит мосты, разрушают дороги и другие коммуникации. Мы предложили создать систему их видео мониторинга, а также метод предотвращения выхода их на сушу, но провести их испытания не удалось. Таких примеров можно привести много.

В области модификации погоды у нас ведется вялотекущее сотрудничество со странами СНГ, предусматривающее совместное выполнение программ, кооперацию в финансировании новых разработок, но, к сожалению, это тоже не работает. Последнее время отмечается тенденция перевода науки на самофинансирование. В области стихийных природных процессов, охватывающих смежные страны и регионы и требующих серьезного финансирования фундаментальных исследований в области их прогноза, мониторинга, создания систем оповещения и предотвращения такой подход, на мой взгляд, не приемлем.

Еще одна проблема – очень низкий уровень платы труда специалистов в нашей области не стимулирует, и не привлекают способную молодежь. Ученых и специалистов старшего поколения, работающих на энтузиазме становится все меньше. В области модификации погоды мы пока находимся на передовых позициях. У нас прошли обучение и стажировку многочисленные делегации из разных провинций Китая, делегации Аргентины, Болгарии, Венгрии, Вьетнама, Кубы, Монголии, Югославии и др. Если финансирование не улучшиться, то нас могут обойти наши зарубежные ученики, которые могут быстрее реализовать то, что мы публикуем или патентуем.

— Почему такая ситуация происходит?
— Я в прошлом году много времени потратил на разработку федеральной целевой программы «Развитие технологий защиты объектов экономики и населения Российской Федерации от опасных природных явлений на 2016-2025 годы». Эта программа была объединена с программой МЧС, предусматривающей сокращение ущерба от опасных природных и техногенных процессов. Но эти программы не приняты. Тогда я подготовил новую программу технической модернизации противоградовых служб и доложил о ней на коллегии Росгидромета. В итоге, одобрение было получено, а финансирования пока нет.

— Почему деньги на устранение последствий находятся, а на предупреждение, если взять тот же сель в Кабардино-Балкарии, который можно было предотвратить — нет…
— На самом деле, на устранение последствий стихийных природных процессов затрачивается в десятки раз больше средств, чем на развитие методов их прогноза, оповещения и предотвращения.

В отношение того, что произошло в Баксанском ущелье, могу сказать, что еще в 2000 году, после схода селевого потока 18 июля мы дали целый ряд предложений по предотвращению повторной ситуации. Частично меры были предприняты, но многое сделано не было. В итоге, в этом году мы опять попали в такую же ситуацию. 14.08.2017 г., как и в 2000 г. сель сошел с ледника, внутри которого скопились большие массы воды. Мы предложили просвечивать такие ледники и морены с помощью георадаров для обнаружения в них скрытых скоплений воды и приять меры по регулируемому выпуску воды путем подрыва стенок скоплений воды, чтобы предотвратить их неожиданный прорыв. Но это не было сделано.

Глобальное потепление климата ведет к таянию ледников Арктики, Гренландии и Кавказского хребта. Это приводит к формированию приледниковых прорывоопасных озер. Чем больше воды в них, тем больше опасность. Выпадение ливневых осадков в селеопасных очагах работает спусковой крючок для прорыва таких озер. Наши радиолокационные системы могут измерять количество осадков на каждым селевым очагом и в случае превышения определенного уровня заблаговременно выдать сигнал тревоги в МЧС и на сигнализаторы, размещенные в селевых руслах. Кроме того, предлагалось создать несколько ракетных пунктов, могущих провести воздействие и сократить время выпадения и количество осадков над бассейном водосбора селевых очагов. Но эти проекты не были приняты и реализованы.

Сель, который прошел в ущелье Адыл-Су, связан с тем, что прорвало озера Башкара в период выпадения обильных осадков с 30 августа по 1 сентября 2017 г. Там есть 3 озера, и несколько лет назад крайне прорывоопасным было переполненное верхнее озеро. По моему предложению работник МЧС КБР мой аспирант Анаев М.А. сделал прокоп, и опустил уровень воды в озере на 3 метров. Тем не менее, обильные дожди привели к тому, что сток ливневых осадков этот прокоп еще больше углубил, вода хлынула вниз, тогда как нижние озера спущены не были, и сразу переполнились, в итоге сформировался мощный сель. Но если бы уровень воды в тарелкообразном верхнем озере не была опущен на 3 м, то это сель, сошедший ночью 01.09.2017 г. в ущелье Адыл-Су был бы гораздо мощнее.

В связи для обеспечения селевой безопасности КРР с этим я считаю, что во всех селеопасных очагах необходимо:
а) провести мониторинг приледниковых озер и георадарное просвечивание ледников и морен;
б) сделать прокопы и спустить воду из приледниковых озер до безопасного уровня;
в) выпустить водные включения ледников и морен путем подрыва их стенок, перемычек и карнизов.
г) создать радиолокационную систему оповещения КБР о селях и паводках ливневого и гляциально-ливневого генезиса (научно-техническая база для этого имеется);
д) в Баксанском ущелье создать 3 — 4 ракетных пункта, чтобы методом активного воздействия сократить продолжительность и количество осадков над селеопасными очагами.

— Вы уделяете время какой-либо деятельности, помимо науки?
— У меня в последние годы довольно большая общественная нагрузка. Я член Общественной палаты КБР, член Общественных советов при Министерстве по делам Северного Кавказа, при Минприроды КБР и Департаменте Росгидромета по ЮФО и СКФО, кроме того первый заместитель председателя общественной организации балкарского народа «Алан», деятельность которой направлена на сохранение и развитие языка, культуры и истории балкарского народа. В рамках работы в общественной организации «Алан» я подготовил книгу «Памятники истории и культуры Балкарии», и она была издана тиражом в 400 экземпляров. Она была представлена на конкурс проектов «Хрустальный компас». Проект поддержало более 36 тыс. голосов (выражаю глубокую благодарность всем подержавшим). Это вывело проект на 1 место по номинации, но жюри не учитывало в этой номинации результаты голосования и присудило победу другому проекту.

Кристина Татарникова