Чья своевольная рука сгустила в тучу облака
СРЕДА ОБИТАНИЯ
Он, именуемый «волшебником», прилетел покорять Москву в начале мая, в восемь часов утра, успел очаровать официантку, а на лодочной станции вдруг решительно вызвал грозу, громко скомандовав стихии:
– Давай!
Так начинается роман Даниила Гранина «Иду на грозу», в котором учёные эпохи
60-х героически исследуют грозовые явления, причём, подобно первому российскому естествоиспытателю электричества Георгу Рихману, один из них погибает. Не надо было самолёту, оснащённому датчиками, соваться куда не следует, притягивая к себе всю мощь разбушевавшейся оболочки Земли.
В XXI веке сибирские учёные пришли к выводу, что для изучения грозовых явлений вовсе не обязательно забираться в поднебесье, достаточно иметь в своём распоряжении сеть метеостанций, комплекс регистрации молниевых разрядов и технически оснащённый полигон.
ГРОЗЫ «СУХИЕ» И «МОКРЫЕ»
С той трагической ночи, когда в раскрытое окно действительного члена Императорской академии наук Георга Рихмана влетело неизвестно что: то ли шаровая молния, то ли обычный линейный разряд, – прошла уже четверть тысячелетия. Между тем изученность гроз и сейчас, по мнению специалистов, не даёт никакого повода для «познавательного триумфа».
– Физика грозовой активности, – констатирует ведущий научный сотрудник Института геологии и геофизики Сибирского отделения РАН, доктор геолого-минералогических и кандидат физико-математических наук, профессор Алексей Дмитриев, – становится хронически нерешённой проблемой с последствиями в чисто практическом отношении.
Почему, например, в последнее время грозы стали другими? Они изменились настолько, что идут «всухую», а если дождь где-то и обнаружится, то это, скорее, жалкие капли: грозовые разряды и выпадение осадков происходит теперь уже не одномоментно, а со значительной оттяжкой по времени. Причём традиционные «мокрые» грозы, которые несли отрицательный потенциал, не представляли повышенной опасности. Когда что-то в тайге загоралось, ливень тут же тушил возникшие очаги. Полная противоположность – «сухие» грозы: вот они-то и являются главными поджигателями, поскольку их разряды по мощности сильнее в разы, а загасить пламя без хорошего дождя просто невозможно. Впервые такие грозы были зафиксированы в Мексике, потом на юге США, а сегодня линейные разряды с положительным потенциалом стали массовым явлением и в Сибири, увеличив статистику лесных пожаров на 70 процентов.
Кроме того, наблюдается весьма типичная картина, когда последовательно протекают поистине странные события: на совершенно ясном небосводе гремит гром, через час возникает большая облачность, идёт дождь, дует ветер и сверкают молнии, но уже абсолютно без шумового сопровождения. Объяснить расслоение пространства современные учёные не в состоянии.
В ещё большее недоумение вводит физиков шаровая молния. По мнению Алексея Дмитриева, «за 150 лет исследований не найдено удовлетворительного объяснения этому феномену». Тревожит и тот факт, что свыше половины шаровых молний регистрируется в крупных городах.
– Огненные шарики могут рождаться из трубки, из розетки, из телевизора, – комментирует учёный. – Город стал их активным супертранслятором. Достаточно посмотреть мировые файлы о пожарах, повреждениях линий электропередачи, грозозабое скота, особенно в горных условиях, «молниях-убийцах», чтобы понять: природа не шутит. И серьёзность «намерений» увеличивается не только в количественном отношении, но и в прогрессивно растущей энергоёмкости и разнообразии грозовых процессов.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ФОКУСЫ
Недавняя совместная работа Института оптического мониторинга атмосферы Сибирского отделения РАН и Томского государственного университета впервые сформулировала основные закономерности проявления гроз над территорией Западной Сибири. Горный Алтай в этом уникальном исследовании выделен в отдельный район, требующий пристального изучения. И здесь определённо стоит воспроизвести дневниковые записи Николая Рериха «Алтай – Гималаи» (1926):
«Алтай открыл свои просторы перед нами. Он расцвёл всеми живыми оттенками синего и зелёного… Таких трав мы никогда прежде не видели. Странно и волшебно: везде в этом краю рассказывают о невероятных цветах. Говорят, что весной расцветают какие-то красные лилии».
Научная группа Горно-Алтайского государственного университета, руководимая профессором Дмитриевым, выехавшая на полигон Шебалино, в те самые дивные места, наверняка могла бы ответить на этот вопрос. Но в данном случае учёные задались иной, прагматичной целью – изучить влияние гроз на лесные пожары и повреждения линий электропередачи. Задача очень непростая, если учесть, что регион, отмеченный концентрацией разломов земных пород, повышенной солнечной и сейсмической активностью, а также таинственными «коридорами времени», постоянно преподносит сюрпризы.
Существующие физические модели были буквально взорваны сериями гроз со скоростными разрядами – более трёхсот в минуту. Стало ясно, что старые лабораторные сценарии здесь уже не годятся и гроза, классически характеризуемая как атмосферное явление, нуждается в новых подходах. Ведь грозовые разряды – удел не только Земли, но и других планет: во многих случаях проявляется именно космическая природа возникновения гроз, о чём свидетельствуют данные, полученные в последнее время с орбитальных спутников. Но как же в таком случае принятая за аксиому зависимость молнии от облаков, если в межзвёздном пространстве их попросту нет?
Выбирая в качестве рабочего полигона посёлок Шебалино, имеющий прямой выход на сеть гидрометеостанций республики и комплекс регистрации молниевых разрядов, авторы проекта учитывали особенности грозоактивности в прилегающем районе. По многолетним показаниям местной метеостанции, среднее число гроз в году здесь свыше сорока, и почти все они аномальны с точки зрения высокой плотности ударов молнии в землю. Последующие результаты подтвердили наличие грозового меридиана, который проходит с севера на юг Алтая по территории Шебалинского, Онгудайского и Усть-Коксинского районов. Здесь находятся основные зерновые хозяйства, и высокую урожайность пахотного клина исследователи объясняют просто: капли дождя содержат микроэлементы, благоприятно сказывающиеся на плодородии тучных чернозёмов.
– Самая активная зона находится в треугольнике между райцентром Майма, посёлком Платово и горой Бабырган, – рассказывает Дмитриев. – Наблюдения показали, что именно здесь в течение минуты случается до ста и более грозовых разрядов, тогда как в других точках возможно не более пятнадцати вспышек.
За время наблюдений в горах учёные зафиксировали и обработали многолетние данные о 14 тысячах грозовых разрядов, соотнесли их с цикличностью солнечных процессов, запусками ракет с космодрома Байконур, ядерными взрывами на Семипалатинском испытательном полигоне, а также с возмущениями земной коры в местах разломов и гранитных массивов. В итоге составлена электронная база данных «Гроза», которая позволит уменьшить степень экологических рисков в данном регионе. Грозовая активность может быть предсказана заранее – это самый важный итог работы сибирских исследователей.
Кроме того, получена возможность выявлять интенсивность и геометрию перемещения грозовых очагов. Впервые в мировой практике установлен факт миграции гроз во времени и в пространстве. Некоторые грозовые очаги способны путешествовать на огромные расстояния, руководствуясь только спецификой геолого-геофизической среды и солнечными циклами. Причём геологические обстоятельства играют далеко не последнюю роль: вблизи активных глубинных разломов после прохождения гроз, как правило, и возникают крупные лесные пожары первого-второго класса опасности.
На грани фантастики ведёт себя грозовой фронт, если он проходит вблизи линий электропередачи, совпадающих с зонами вертикального энергетического перетока. Здесь происходят настоящие чудеса: отключения рубильника, несанкционированные утечки электроэнергии и, напротив, наброс дополнительной мощности, который случается довольно часто на линии Майма–Сигнал. Где находится этот повелитель грома и молний, всемогущий Зевс, который единолично решает, кого оставить без света, а кому добавить его безмерно в энергодефицитном регионе?
Разумеется, работы по созданию информационной программы «Гроза» вызвали особый интерес у специалистов ОАО «Горно-Алтайэнерго». Им очень важно иметь точные прогнозы грозобойных аварий на высоковольтных линиях. Но исследования по грантовой программе Горно-Алтайского государственного университета поставили их в какой-то степени в тупик. Как быть с созданием системы громоотводов, если существуют, оказывается, так называемые подземные грозы? Что противопоставить этим электрическим фокусам?
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ АПОКАЛИПСИС
Страшно то, что глубинные разряды могут войти в «вооружённую» коалицию с атмосферными грозами. Ведь гроза – это комплексное явление, которое представляет собой естественный процесс перетока напряжений в атмосфере, ионосфере и земной коре. Возможно, именно поэтому растёт число энергоёмких гроз, сопровождаемых смерчами с повалом деревьев, сметанием крыш, повреждением зданий и сооружений. В этот же ряд встраиваются разрушительные феномены торнадо – стремительное движение воздуха в сочетании с короткими и широкими «листовыми» молниями, желтоватым сиянием, а в ряде случаев – медленным перемещением огненных столбов. Многие библейские сюжеты с невообразимыми картинами Апокалипсиса становятся самой настоящей реальностью.
Мощные вихревые системы в приземной атмосфере, куда входят смерчи, торнадо, тропические циклоны, неизбежно сопровождаются не только эффектным видеорядом из блистающих молний, но и достаточно мощными электромагнитными излучениями.
– Кроме того, нами обнаружен факт нарастания изменчивости грозовой активности и её максимальной энергоёмкости в условиях урбанистических зон, – продолжает профессор Дмитриев. – Дополнительный промышленный приток энергии в верхнее пространство Земли неизбежно наращивает энергоёмкость не только атмосферных, но и ионосферных процессов. А всё более широкое развитие высотных гроз типа спрайтов, голубых струй, достигающих планки в 120–130 километров, создаёт условия для усиления грозовых фронтов и выхода наружу мощного «джинна».
Разумеется, проблемы грозовой защиты линий электропередачи будут обостряться в связи со скоростным изменением климата, увеличением разнообразия гроз и нарастанием их энергетического потенциала, способного натворить несчётное число бед. Так что необходимость дальнейшего изучения грозовых явлений очевидна. Пока гроза, тысячу раз воспетая поэтами и запечатлённая на полотнах художников, упорно не раскрывает свои тайны, делая весьма проблематичным пушкинский восторг: «О, сколько нам открытий чудных готовят просвещенья дух…»
Николай ЮРЛОВ,
РЕСПУБЛИКА АЛТАЙ – КРАСНОЯРСКИЙ КРАЙ