„Знанието е светлина, показваща пътя във всяка работа.“

В публикацията на основа на обработката на протоколи от мрежово самолетно сондиране на атмосферата се представят резултатите от изследване на характеристиките на вълнообразни и слоестообразни облаци (разслоеност, фазова структура, вертикална протяжност на облачните слоеве и др.) приложно към проблема с разсейването.

Публикацията е продължение на поредица от изследвания в тази тематична област, извършени от авторите по отношение на северните, северозападните и централните райони на европейската територия на Русия.
Сред облаците от различни форми, които имат значително отрицателно въздействие върху икономическата и военната дейност на човека, вълнообразните и слоестообразни облаци заемат специално място. Това е така, защото:
– облаците от тези форми имат значителна хоризонтална дължина (стотици – хиляди километри), в резултат на което времето на тяхното съществуване над пункта може да бъде часове – десетки часове;
– облаците от тези форми са свързани с наличието на голям брой такива опасни метеорологични явления (ОМЯ), като: ниски стойности на височината на долната граница на облаците, валежи под формата на дъжд и сняг, заледяване, статично електричество, лоша видимост в облаци и др.;
– облаците от тези форми могат да доведат (в някои случаи) до възникване на природни бедствия, причинявайки значителни материални щети и често водещи до човешки жертви.

За да се елиминира (да се намали до голяма степен) отрицателното въздействие на вълнообразните и слоестите облаци и свързаните с тях опасни метеорологични явления, е необходимо спешно да се проучат начините за бързо решаване на проблемите, възникнали във връзка с това.
Такива основни начини на настоящия етап могат да бъдат следните:
– подобряване на качеството на хидрометеорологичното осигуряване на икономическата и военната дейност на страната;
– подобряване на методите за прогнозиране на ОМЯ, свързани с облаци от различни форми, включително вълнообразни и слоести облаци;
– усъвършенстване на техническите средства за получаване, събиране, обработка и довеждане до потребителите на хидрометеорологична информация. В същото време през последните десетилетия за решаване на този проблем се предлага да се прилагат методи и средства за модифициране на облаци и мъгли, главно преохладени.
Въз основа на това беше поставена целта – да се получат количествени оценки за годността на вълнообразните и слоестите облаци над южната част на Балтийско море за модификация с цел тяхното разпръскване.
За постигането на тази цел е необходимо да се включат материалите на мрежовото въздушно сондиране на атмосферата (ВСА). Това се дължи на факта, че най-надеждните и точни данни за геометричните, температурните и микрофизичните характеристики на вълнообразните и слоестите облаци могат да бъдат получени само в резултат на тяхната обработка.
Липсата на ВСА в акваторията на морето налага привличането на такива пунктове, разположени на брега. Данните от ВСА, получени в пункта на сондиране, се считат за представителни за зона с радиус до 300–500 km в съответствие с резултатите от изследванията на пространствената променливост на характеристиките на вълнообразните и слоестите облаци. Както е показано в литературата, данните за характеристиките на облачността могат да бъдат разширени върху големи площи (десетки до стотици хиляди квадратни километри) без значителни промени във времето.
Проучване на времевата стабилност на състоянията на вълнообразни и слоести облаци показа, че вероятността за непрекъсната облачност, например, над централните, северните и северозападните райони на Русия през зимата за 24 часа е 0,75.
Основният изходен материал за тази работа бяха протоколите ВСА TAE-7.7m над Рига за 1953–1964 г. Обработени са 2177 издигания на самолети – сонди. Следователно характеристиките на облачността, получени в зоната на сондиране на град Рига, могат да бъдат приписани на южната част на Балтийско море.
В този смисъл данните за един пункт, над която е разположена централната част на облачния масив, могат да се считат за представителни и показателни за целия разглеждан регион.
Характеристики на вълнообразни и слоести облаци над южната част на Балтийско море, приложени към проблема с разсейването.
При анализа и обработката на материалите от ВСА във връзка с изследването на характеристиките на вълнообразните и слоестите облаци над избрания регион е използван подходът на авторите, който е приложен при изследването на облаци от тези форми над северните, северозападните и централните райони на ЕТР.
Обобщаването и анализът на характеристиките на облачността на неконвективни форми с цел разпръскване в интерес на хидрометеорологичното осигуряване (ХМО) за решаване на определени приложни проблеми, по аналогия с трудовете на авторите, включва получаване на данни за честота на облаци с различни форми в южната част на Балтийско море (Таблица 1) .

Таблица 1. Честота (%) на плътни облаци с различни форми над южната част на Балтийско море

Забележка: 1. Числителят показва данни, отнасящи се за студеното полугодие, а знаменателят – за топлото. 2. St-Sc – слоесто – слоестокупести облаци.

От анализа, даден в таблица 1, от данните в таблицата следва, че над избраната област преобладаващата форма на облачността са слоесто-купестите. Така честотата само на St-Sc през студеното полугодие възлиза на 43,6%. Друг обект на въздействие през този период могат да бъдат и фронталните облаци, съдържащи системи от слоесто-дождовни и високо слоести облаци. Например, стойностите на честотата на поява на фронтални облаци Ns и As през студеното полугодие за тази област (южната част на Балтийско море) са съответно 23,2 и 16,4%. Малко по-различна картина се наблюдава през топлата половина на годината. През този период от годината почти еднакво често могат да се наблюдават само облаците St-Sc и Ac (съответно 22,4% и 23,2%), както и облаците Ns и As (съответно 15,3 и 15,8%). Следователно през топлото полугодие основните обекти за въздействие могат да бъдат както вълнообразни (St, Sc и Ac) облаци, така и фронтални (Ns и As) облаци. Трябва да се има в предвид, че тъй като облаците Ac принадлежат към средния слой, тяхното влияние върху дейността на въоръжените сили на РФ ще бъде значително по-ниско от влиянието на облаците St-Sc. Поради това характеристиките на облаците Ac няма да бъдат разглеждани.
При планирането, подготовката и провеждането на работа по въздействие върху вълнообразните и слоестите облаци, данните за тяхната стратификация са от голямо значение. Това се дължи на факта, че такива данни са необходими както за обосноваване на избора на техника на въздействие и химически реагенти, така и за оценка на общия ефект от мерките за модифициране на облаците за конкретна цел (по-специално тяхното разпръскване). Въз основа на това в табл. 2 и на рис. 1 се показват данните, характеризиращи стратификацията на вълнообразните облаци над южната част на Балтийско море.

Таблица 2. Честота (%) на единични и многослойни вълнообразни облаци над южната част на Балтийско море

Анализът на данните за стратификацията на вълнообразните облаци показва, че най-високите стойности на честотата на поява на St-Sc облаци над разглежданата област се срещат през годината в еднослойни облаци (повече от 82%), като изключение за пролетта (79,1%).

Рис. 1. Честота (%) на едно- и многослойни вълнисти облаци: А – студено полугодие; Б – топла половина на годината

Честотата на двуслойните вълнообразни облаци над южната част на Балтийско море през годината е значително по-ниска от тази на еднослойните облаци и варира (в зависимост от сезона) от 11,9% (лято) до 20,9% (пролет) . Три и четири слойни вълнообразни St-Sc облаци се наблюдават главно през зимата, а след това изключително рядко (съответно не повече от 2,2 и 0,6%). Значителната повторяемост на еднослойните вълнообразни облаци се обяснява с факта, че тези облаци в повечето случаи са субинверсия, което се потвърждава и от данните, получени от авторите в по-ранни изследвания относно редица региони на Русия.
Друга картина се наблюдава при изследване на стратификацията на слоестите облаци над разглеждания район по сезони и полугодия (табл. 3, рис. 2).

Таблица 3. Повторяемост (%) на едно- и многослойни слоести облаци над южната част на Балтийско море

Забележка: Числителят показва данни, свързани с фронтални слоести облаци с валежи, знаменателят – без валежи.

Рис. 2. Честота (%) на еднослойни и многослойни фронтални слоести облаци (южната част на Балтийско море): A – облаци с валежи; Б – облаци без валежи

Анализът на получените данни ясно показва, че преобладаването на еднослойни слоести облаци с валежи е характерно за всички сезони на годината, с изключение на лятото. Преобладаването на еднослойни фронтални слоести облаци без валежи също се наблюдава през всички сезони на годината, с изключение на есента.
Трябва да се отбележи, че моделите, идентифицирани по-горе в разпределението на фронталните слоести облаци с и без валежи, напълно съвпадат със същите модели в разпределението на фронталните слоести облаци над северозападния регион на Европейска Русия. Това обстоятелство ни позволява да заключим, че влиянието на синоптичната обстановка е еднотипно в тези два географски близки района (разстоянието от Рига до Санкт Петербург по права линия е около 490 километра).
Общ модел за фронталните слоести облаци над разглеждания регион е преобладаването на облачни системи с не повече от три слоя. Честотата на поява на облаци с валежи с такъв брой слоеве през годината над разглеждания район е 92,8%, без валежи – 94,5%.
Данните, получени в работата по стратификацията на вълнообразни и слоести облаци, ни позволяват да направим следните изводи:
Първо, разсейването на слоестите облаци (особено с валежи) ще бъде трудно поради наличието на три или повече облачни слоя, а разсейването на вълнообразните облаци може да бъде по-сигурно.
Второ, въздействието върху вълнообразните облаци както с цел тяхното разпръскване, така и с цел предизвикване на валежи поради преобладаващото наличие на еднослойни облаци може да се извърши от един самолет.
Трето, засяването на слоести облаци, за да се разпръснат в почти половината от случаите, трябва да се извършва с помощта на два или повече самолета, тъй като става необходимо всеки слой да се засява с реагенти като сребърен йодид, течен азот, меден ацетилацетонат и др. твърд въглероден диоксид под формата на гранули с голям диаметър (до 1 см или повече), е възможно да се използва един самолет. В този случай обаче вероятността за постигане на положителен резултат намалява и консумацията на реагента (по-специално твърд въглероден диоксид) се увеличава.