авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 ||

«Тулайкова Т.В., Мищенко А.В., Амирова С.Р. Акустические дожди. Физматкнига Москва, 2010 1 УДК ...»

-- [ Страница 4 ] --

Первые опыты по акустической коагуляции аэрозолей были проведены более ста лет назад, но бурный расцвет этой тематики начался в 1934-36 годах. В это время Фарадеевское общество в Лондоне поставило на обсуждение проблему звукового осаждения смогов, в Германии [173] были опубликованы работы о возможности быстрого ультразвукового осаждения аэрозолей, и наши соотечественники Горбачев С.В. и Северный А.Б. [123] опубликовали исследования механизмов явления. В США в это время создаются промышленные ультразвуковые установки очистки с производительностью более 2000 м3/мин. Отмечается, что большую актуальность акустические методы имеют для горячих или агрессивных газовых потов, когда обычные фильтры неприменимы. Вопросы акустических методик и соответствующего оборудования активно обсуждаются в научной литературе, наиболее актуальны и удачны акустические методы осаждения цементной пыли, туманов серной кислоты, сажи, дыма, улавливание продуктов крекинга углеводородов и др. Однако, расход электроэнергии довольно велик: на очистку 1000 м3 газа требуется в различных промышленных установках 0.22 14.5 кВт-час, средняя плотность акустической энергии в промышленных установках была 0.1 Вт/см2 [176]. Однако, сравнение [177] акустических методов очистки с другими (циклоны;

калюзийные, матерчатые, электро- фильтры) по электрозатратам и эффективности – явно в пользу акустики.

Процесс акустической коагуляции аэрозолей протекает в несколько стадий, которые наблюдали визуально и под микроскопом, фотографировали, велась киносъемка, измеряли различные характеристики среды. Визуальные наблюдения показывают, что при включении звука аэрозоль приходит в напряженное состояние, в связи с тем что частицы совершают колебательное движение и дрейф. Сначала аэрозоль начинает светлеть, а затем появляются видимые капли, совершающие хаотические движения, дрейф, также они циркулируют вместе с воздушной средой.

Опыты показывают, что в звуковом поле коагуляция аэрозольных частиц происходит гораздо быстрее, чем в турбулентном потоке, причем полидисперсные аэрозоли коагулируют лучше монодисперсных. В стоячей звуковой волне в момент просветления начинают возникать чередующиеся поперечные полосы, которые потом расширяются с одновременным образованием капель. В бегущей волне, где локальные полосы отсутствуют, образующиеся агрегаты частиц осаждаются гравитационным путем на дно экспериментальной камеры. Эталонным номодисперсным аэрозолем в качестве объекта коагулирующего действия звука является высокодисперсный туман диоктилфталата с радиусом его капель 0.16 – 0. мкм, так что средний радиус составляет 0.28 мкм. В экспериментах с этим аэрозолем и с частотой 13 кГц степень увлечения частиц была очень высокой и различие в скоростях частиц - не большое. Вместе с тем, эксперименты с широким классом аэрозолей и в частности с промышленными аэрозолями показали, что наиболее благоприятны для акустической коагуляции среды с преобладающим размером частиц 2 – 4 мкм.

Поводились работы с естественными водными туманами, как в лабораторных камерах, так и на открытой местности. Даже были сообщения об успешном эксперименте с акустическими установками на Эльбрусе, где удалось получить таким способом дождь из естественных облаков [9]. Было проведено большое число экспериментов в камерах, например с переохлажденными туманами с температурой от -2С до -22С по выявлению закономерностей коагуляции и осаждения капель воды в акустических полях [181, 182]. На рисунке 7.1 приведена частотная зависимость, установленная в лабораторных опытах [181] Ультразвуковой корпорации США в 1960 году.

Q, ДБ 1 2 3 4 f КГц Рис. 7.1 Уровень силы звука, необходимый для 50% просветления искусственного водяного тумана при различном времени озвучивания: 1, 2, 5, 10, 20 секунд и частоте колебаний.

Здесь измерили уровень звука при различных частотах, который был необходим для 50% просветления искусственного водного тумана. Выявлено что для каждого аэрозоля и условий экспериментов существует оптимальная частота, здесь 3 – 3.5 кГц, сдвиг частоты на 2 кГц приводит к необходимости повысить уровень мощности на 4 ДБ (более чем вдвое) или увеличить время вдвое для достижения того-же эффекта. Рисунок 7.1 также показывает, что оптимальная частота не зависит от времени или интенсивности звука, а определяется лишь свойствами аэрозоля и видимо природными условиями экспериментов в конкретный момент и в конкретном месте. Это лишний раз подчеркивает сложность и многообразие процессов в природе. Приводим из обзора Медникова Е.П. [8] все имеющиеся упоминания об опытах с водными туманами. Искусственный и естественный водный туман исследовался в экспериментах по акустическому воздействию, характеристики и известные описания опытов приводим в таблице 7.1. В пунктах 1-4 приведены лабораторные испытания, в пунктах 5-10 - камерные испытания в больших объемах, в пунктах 11-15 - натурные испытания.

Таблица 7.1. Лабораторные эксперименты с водным туманом Место эксперимента Сред r Водно Источник f,кГц Мощн. Время сть W, Капл. Звука, Q Расс, г/м мкм мощность Вт/м Сек 1. Вертикальная труба 4 14 Громкого- 0.5 - 15 с 150х1000 мм, США, -воритель Колумбийский (150 ДБ) университет 1934 г.

2. Горизонтальная труба 4 14 Тот же 0.5 - 15 с 75х3600 мм, США, Колумб. унив.1943 год 3.Прямоугольная камера 2 4.5 Динамич. 3.5 Неск 1- см2, 7400 США, Сирена кВт\м сек Ультразвук корп 152-137ДБ 4. Горизонтальная труба - 5 - 10 Динамич. 4- - Сек, 400х4500 мм (с Сирена 17 99% циклонами), (11 кВт) просв Чехословакия 1956-57 г.

Природные туманы на аэродромах ухудшают видимость и снижают прозрачность атмосферы, это обстоятельство стимулировало разработку ряда методов рассеяния туманов. Было исследовано несколько способов рассеяния туманов, наиболее простой из которых – нагрев приземного слоя воздуха на аэродроме, осуществленный в США посредством форсунок типа J-33, J-47, и других. Этот «термический» способ просветления туманов основан на нагревании капелек тумана до температуры, при которой они испаряются.

Таблица 7.2. Камерные испытания с водным туманом.

Место эксперимента r мкм W,, Источник f,кГц Q Время г/м3 Звука Вт\м Сек 5. Туннель 1.2х2.1х30 м, 4.5 3- Динамич. 0.6 1.2 1мин США, Колумбийский 6 Сирена - 50% университет 1943 год 120 Вт 0.7 пров 6. Помещение плава- 1 - Динамич. 0.7 - Безрез тельного бассейна 5600м3 ультат Сирена США, Колумбийский ны университет 2.4 КВт 7. Экспериментальная 2-10, 1- Статич. 9.5 0.15 камера 12.8х14х18 м, преим.

2 Сирена мин Франция 1956-1959 г 60-100 Вт 8. Экспериментальная То 1-2 Статич. 32- 4 камера 100 м3, Шатильон, Же Сирена 33 мин Франция 60-100 Вт 9. Экспериментальная То 1-2 Статич. 9.5 0.02 камера 2600 м3, Шатильон, Же Сирена мин Франция 60 Вт 10 Экспериментальная То 1-2 Статич. 32-33 0.15 камера 2600 м3, Шатильон, Же Сирена мин Франция 400 В Таблица 7.3. Натурные испытания на открытой местности Место эксперимента R, W Источник f,кГц Q Время мкм г/м3 Вт/м Звука, Сек 11. Аэропорт Ланкен, 4-16, 1-2 4 динамич 0.44 2.35 Цинциннати, 5100 м преоб сирены по мин 6 35 КВт Огайо, США 1943 г.

5 5 1 8 динамич 0.44 - Мин-ы 12. Открытое море10 м сирены по Просв.

Сандберг, Калифорния США, 1943 год 35 КВт До50% 13 Открытая местность 15 1 динамич 3.5 - Нет Арката и Брейси-Гроув, сирена -4.0 Резуль США 1943-1944, тата 14. Эльбрусская высоко- - - Динамич. - Не горная экспедиция, точно Сирены 0. Баксанское ущелье, Кавказ, Россия 1960 г. По 25 кВт Другой способ заключался в том, что распыляли гигроскопические вещества (хлористый кальций, сульфат аммония, а также йодистые соединения), которые выступают центрами коагуляции и укрупнения капель, что приводит к их осаждению, в то время как оставшиеся капли, не охваченные гигроскопическими центрами, просто испаряются ввиду уменьшения пересыщения среды. Распыляли также переохлажденные кристаллы (твердая углекислота, пропан), которые обводняются и выпадают на землю в виде капель. Вместе с получением положительного эффекта в большинстве проведенных экспериментов, перечисленные методы выявили существенные недостатки. Термический метод потребовал большого количества энергии, тем более что локальный нагрев приземного воздуха сопровождается возникновением конвективных потоков, вовлекающих холодный туманный воздух из соседних областей. При распылении гигроскопических веществ выяснилось, что требуется их большое количество, причем процесс очень сложный и передозировка ведет к обратному явлению и уменьшению прозрачности тумана. Поэтому, использование акустических методов весьма целесообразно. Метод акустического рассеяния тумана впервые был предложен в 1931 году в США, И.В. Эми [183]. Автор предложил озвучивать туманы с помощью мощного передвигающегося по летному полю источника звука, состоящего из нескольких ультразвуковых свистков Гартмана, смонтированных на поворачивающейся панели. Этот проект так и не был осуществлен в США, однако в Германии в 1940 году были поставлены пробные опыты с помощью системы ультразвуковых свистков Гартмана с общим стержнем. В 1943- в США Ламмером и Синклером [181] были проведены более обстоятельные эксперименты по рассеянию тумана. Вначале, была проведена серия лабораторных экспериментов в Колумбийском университете с туманами, создаваемыми с помощью форсунок. Средний радиус капелек составлял мкм, весовая концентрация воды в исследуемой среде составляла 14 г/м3 что в принципе намного выше водности природных туманов (0.2 – 1 г/м3).

Опыты проводились в трубе диаметром 150 мм и длиной 1 м, в качестве источника звука применялся громкоговоритель с интенсивностью звука 150 ДБ при частоте 500 Гц, в результате опытов – объем очищался от тумана за 15 сек. Опыты с тем-же источником звука проводились в трубе длиной 3. метров и диаметром 75 мм, среда имела скорость потока 0.5 м/сек. В результате после 70 секунд достигалось улучшение видимости в тумане на 30%. Опыты Ультразвуковой корпорации США проводились в прямоугольном стеклянном сосуде объемом 7400 см3 с источником типа U- с частотой 1 – 6 кГц. Радиус капелек тумана составлял в среднем 2 мкм и водность 4.5 г/м3. Во всех перечисленных экспериментах контроль результата осуществлялся посредством измерения фотоприемником интенсивности прошедшего луча света. В Чехословакии проводились эксперименты по рассеянию тумана в трубе диаметром 400 мм и длиной 4. метра, динамическая сирена имела максимальную мощность 11 кВт, частота 4 – 17 кГц. После трубы для улавливания коагулированных капелек были установлены два параллельно- соединенных циклона. Размер капель тумана не контролировался, водность W 5 – 10 г/м3, скорость потока достигала 0. м/сек. В результате звукового воздействия за несколько секунд улавливались 99% капелек тумана.

Опыты с искусственными туманами также проводились в больших замкнутых помещениях, в туннеле и помещении плавательного бассейна в Колумбийском университете [8]. Сечение туннеля 1.2х2.1 м, длина 30метров.

Туман производился двенадцатью форсунками, средний радиус капель 4. мкм, W = 3 – 6 г/м3. Источником служила сирена HOR мощностью 120 Вт акустической энергии на частоте 0.6 – 0.7 кГц. Наблюдали 50 – 75% просветление вблизи источника, где интенсивность звука составляла около 137 ДБ. Наблюдения проводили через стеклянные двери в торце туннеля.

Опыты в плавательном бассейне объемом 5600 м3 были безрезультатны. В этих опытах использовалась сирена с мощностью 2.4 кВт и частотой 0.7 кГц.

Авторы объясняли неудачную попытку рассеяния тумана его свойствами:

этот искусственный туман был высокодисперсным и содержал слишком мелкие (радиусом 1 мкм) почти одинаковые капли, которые хорошо увлекались в колебательное движение и поэтому не соударялись друг с другом ввиду малого размера и концентрации. Подобные эксперименты проводились во Франции [181], здесь камера имела размеры 12.8х14х метров. В качестве акустического источника использовалась сирена, которая работала в двух частотных режимах: 9.5 кГц или 32-33 кГц. Исследовалось два типа тумана: грубодисперсный с каплями r = 2 – 10 мкм и W = 1 – 2 г/м3;

а также мелкодисперсный туман с каплями r = 0.5 мкм и W = 1 – 2 г/м3.

Грубодисперсный туман хорошо рассеивался (за 2 минуты) на нижней из частот и не изменялся при озвучивании 32 кГц. Тонкодисперсный туман хорошо рассеивался высокой частотой. Этот опыт очень ценен, т.к.

объясняет тот факт, что для промышленных (обычно мелких) аэрозолей эффективнее высокая частота, в то время как для водных капель типичных облачных размеров – лучше частоту понижать.

В экспериментах на открытом воздухе в марте 1943 года на аэродроме Ленкер ВВС США, использовались 4 динамические сирены фирмы «Крайслер Белл Корпорэйшн», марки «Виктори» мощностью по 35кВт каждая, частота излучения составляла 440 Гц. Природный туман состоял из капелек радиусом 4 – 16 мкм, преобладали 6 мкм, водность 1 г/м3, безветрие. Сирены озвучивали пространство длиной 120 метров и шириной коло 23 метра, высотой 15 метров, они были расположены в линию с зазорами общей длиной 120 метров, причем главное направление излучателя составляло 60 к линии их расположения. Просветление тумана наступило уже после 1 минуты воздействия - видимость увеличилась с 65 до метров. Другой эксперимент был проведен в декабре 1943 года, были проведены испытания акустического метода рассеяния тумана в открытом море близ Санд-берга в Калифорнии. Применялись восемь аналогичных предыдущим сирен той-же марки, которые были расположены аналогично предыдущему эксперименту в линию через 30 метров каждая, под углом 10 – 15 к направлению преобладающего ветра. Скорость ветра в день эксперимента была очень большой и составляла 5 – 6 м/сек. Несмотря на столь неблагоприятные условия, было достигнуто 50% просветление, однако чувствовалось что при сильном ветре нужно еще более увеличить мощность.

В 1946 г эксперименты проводились в США с сиренами марки U2, от ультразвуковой корпорации но закончились неуспешно. Авторы объясняют это слишком большим средним радиусом капель 15 мкм для примененной частоты 3.5 – 4 кГц.

Общие выводы по экспериментам прежних лет были сделаны следующие:

1. Коагуляция и просветление природных туманов проходят не мгновенно, а требуют большего времени, чем промышленные аэрозоли. Даже в малых объемах с высоким уровнем звуковой мощности требовалось несколько секунд, а на открытом воздухе – несколько минут.

2. Очень большое значение имеет правильный выбор частоты. Для грубодисперсных туманов, имеющих большой размер капель, требовалась низкая частота. Для тонкодисперсных сред – более высокая частота, которая однако в случае природных туманов не должна превышать 0.5 – 0.7 кГц.

3. Вследствие значительного затухания звука в природных туманах на открытом пространстве дальность эффективного рассеяния туманов ограничивалась 25 – 30 метрами по направлению звукового луча. Поэтому для успешного эффекта просветления туманов на большой площади требовалось одновременно несколько сирен.

4. Ввиду последнего обстоятельства, расход энергии на акустическое рассеяние природных туманов довольно высок, хотя и не превышает расходов при других методах, например при термическом. Неприятное действие сирен на человеческое ухо не являлось препятствием в работе, поскольку за пределами рассеиваемой зоны уровень шума быстро снижался до обычных для аэродрома значений.

К последнему выводу, хочется добавить, что оптимизации метода по вложенной энергии и достигнутому результату исследователи природных туманов не проводили, видимо ввиду недостаточного количества таких экспериментов. В литературе изложены результаты исследования близких процессов с использованием звука, а именно: ускорение процессов горения аэрозолей (в основном за счет добавочной звуковой турбулентности, приводящей к лучшему перемешиванию);

дегазация капель жидкого топлива;

акустическая сушка порошкообразных материалов. Эти процессы также имеют место на практике, поэтому следует понимать и избегать таких режимов звукового воздействия, которые ускоряют испарение, если целью является укрупнение облачных капель для получения дождя. Испарение проходят при повышении мощности звука и при повышении частоты в область частот от 10 КГц до МГц. Поскольку собственные частоты вибраций и пульсаций имеют высокие значения около МГц, по мере приближения к ним существенно возрастает амплитуда пульсаций испаряющей поверхности капли, возрастает энергопотребление и нагрев капли, что неизбежно увеличивает ее испарение. В экспериментах эффект сушки материалов получили и при частотах от 3 КГЦ, но при высокой интенсивности поля, при повышенной температуре и времени 0.5 – 4 часа.

Предлагаемый в монографии метод получения осадков из естественной атмосферы путем их интенсификации является максимально дешевым способом, широко использующим природные возможности.

Учитывая вышеизложенное, полагаем что данная технология является востребованной на сегодня и относительно не дорогой. Ее повсеместное применение для интенсификации осадков из естественных облаков приведет к очистке атмосферы над большими мегаполисами в нижних слоях атмосферы Земли.

VIII. Acoustic rains.

Ph.D.Tamara Tulaikova, *Ph.D. Alexandre Michtchenko, Ph.D. Svetlana Amirova Moscow Institute of Physics and Technology, 9 Institute per., Dolgoprudny, 141700 Moscow, Russia. http://phystech.edu/ *Instituto Politecnico Nacional, ESIME-SEPI, Zacatenco, Mexico, D.F., C.P 07738, Mexico. Phone (55) 57296000 Ext. Series of artificial rains near world cities and industry centers can bring the cooling and purification by partial removing of the atmosphere greenhouse gases and other pollution. Greenhouse gases, flowing into the atmosphere and oceans, are leading to larger extreme climatic events, as global warming, rising sea levels and other marked ecological changes. World industry is the source of pollutants and various constituents in the atmosphere that can affect the quality of the air we breathe. Surface and boundary layer processes determine how much heat, water, gases, and particles are exchanged between the surface and the lower atmosphere, there clouds start to form. The development of methods for the stimulation of precipitation inside natural clouds are based on the fact that a typical cloud can contain thousands of tons of water.

Motivation for rains control and historical background are presented at Chapter 1 (Introduction). In view of the changes to the climate apart from global warming, in particular with respect to the more hot and arid summers, a broader usage of different methods of creating artificial rains seems very useful.

Today's atmospheric carbon dioxide levels (390 ppm) are the highest in comparison with last times as possibly for analysis (Mokhov [25] and others). In particular, CO2 seemed to be confined no higher then 280 ppmv. Arctic climate and concentrations of the greenhouse gases carbon dioxide and methane were tightly coupled to variation of average planet temperature. The greenhouse gas record today is absolutely for stimulation the climate change. The feedback mechanisms in atmosphere studied by Georgy Golitsyn [15] are very complicated with different mutual levels, external graphs and features. However, all natural feedback mechanisms have limited capacities for the amount of incoming heat and they operate with specific time constants. When the input exceeds these capacities, instabilities exist. The increase in amplitude of oscillation of temperature of Pacific and other oceans is a result of such saturation of feedback capacity and its resultant instability. The 2005 was the year for the record-setting hurricane season.

Optimal conditions for hurricane formation were here: warmer ocean waters, absence of high-atmosphere winds and favorable winds from Africa. This year show the record of 26 storms of the season, forms in the Atlantic Ocean.

The idea of weather modification by precipitation seeding was generated by Arnett S. Dennis in 1980, but it is a time for wide development of the same ideas now.

The most popular methods used today for precipitation enhancement are the sprinkling of hygroscopic particles or a special salt solution for ‘warm’ clouds and the introduction of glaciogenic substances into ‘cold’ clouds from an aircraft.

The aforementioned methods have been developed and thoroughly studied in experiments also in Russia (Beriulev [89]), they have shown good results during stimulation enhancement in clouds, as well as a decrease of seeding if necessary sunny day for Holiday. From the analysis of the relationship between the state of equilibrium for the cloud condensation nuclei and the relative air humidity, the resulting preference of special poorly soluble particles of substances was proven for the modification of warm or cold clouds (Drofa [104-106]). Further coalescence processes should be effectively continued with vibrations of the drop ensemble through the application of special acoustical power inside the clouds.

The acoustically influencing for mists and fogs was widely used early in Russia (Mednikov [8] and etc.). Unfortunately the industrial aerosols was the central purpose for the acoustical seeding in these years. The method of acoustic coalescence of aerosols in industry and for mists precipitation was developed earlier in the 1930-1960s. There were many plant’s units in these times in Russia, USA, Germany, etc. for acoustical seeding of industry pollution with efficiency up to 99%. There were series of publications with theoretical models for the aerosol coagulation by acoustical influence, the most references in our book belong to these topics. In particular, the series of experiments were performed with effective influences directly to the fogs and mists. Some experiments were done with rains by high-power acoustical irradiation to the clouds directly in Russian mountains [9]. However, this method was not applied later in practice for clouds due to weak aircraft, but another method using hygroscopic particles was simple during utilization in clouds. At the same time, the air overheating became strong now with each next year due to effects of global warming at the planet. These additional possibilities for stimulation rains serve for fast improvement the weather in local area with 100-kilometers scale, but stimulated instability processes could have further distance/time development. The careful study of the available literature of acoustical coagulation of aerosols shows that sound waves for utilization in clouds was not developed enough. Firstly, there are not enough connection of a complete theory with the experiments. This means that most experiments were completed without enough theoretical initiation or explanations;

they were performed by different groups of scientists. The main objects for acoustic-based purification were industry aerosols, but no drops in clouds. By the way, the most industry aerosols were successfully purified in practice. The acoustical experiments were only carried out near the ground, but it could be most effective to directly place the sound generator inside a cloud in the region with oversaturated water steam by using a modern aircraft. It was never attempted to use the joint effects of hygroscopic particles and sound waves inside clouds at the same time in experiments and in theory.

The most interesting perspective for today is a joint utilization of both methods at the same time, which means that hygroscopic particles and acoustic influence would be directly applied inside one cloud area. Dynamics of different hygroscopic particles show that first 15 20 seconds demonstrate very fast changes in the main cloud characteristics as the supersaturation and spectrum dispersion. This is accompanied by an increase of the radii inside small drops from 0.01 0.1 m up to 1 3 m. However, after the first major variations of these parameters they slowly increase with the same tendencies up to half an hour (Drofa, 2006). As a result, this method proves to be a very effective reorganization only within small drops and water vapors in the first few seconds, but it shows later a poor efficiency for further cloud reorganization by hygroscopic mechanisms due to necessity the collisions. The idea is that further motion of resulted drops could be triggered by sound waves in the form of vibrations to provide the coalescence to a drop size of more than 100 µm and after this point gravity will predominate. The background is the facts that acoustics provides high mobility drops, the best coalescence efficiency have large and intermediate-sized cloud drops. The speed of acoustic-based vibrations and other stimulated processes for drops should be predominant in clouds due to high speed of acoustic waves (C 340 m/sec) in comparison with typical atmosphere winds 1 – 10 m/sec.

At present time, the hygroscopic particles should be imported by the airplane into special lowest part of natural convective clouds usually, where rising air flows exist with high velocity in power cloud. And besides, great number of such experiments with hygroscopic particles didn’t brig any results, especially in wide seaside areas.

The additional acoustical action can provide necessary air flow by variable acoustic energy at any place immediately. So, the acoustic stimulation will increase the areas in atmosphere for the possibility of application of this method, also the number of cases depending weather conditions for mentioned active action will be also increased with results as a stable rains.

Chapter 2. Mechanism of partial elimination of CO2 gases by artificially created rains in atmosphere In this Chapter we describe the mechanism of elimination of CO2 gases by artificially created rains in the atmosphere. The detailed investigation, optimization and control over related processes are necessary. As it was stated by Yunge, Rassol and Izrael in [37-40] in the reaction of water and carbon dioxide the final product is mild carbon acid according to main reactions described in equations (2.1 -2.4) from this book. The steady state of this reactions is depends on both kinetic constants and concentration of CO2. However it is possible to facilitate the reaction process of dissolving CO2 in water by addition some activating gas substances. Such gases exist in rain water in a form of charged ions hence their activation capacity is depend on current pH level. For instance even small amounts of NH3 ions which are commonly met in atmosphere could increases solubility of СО2.(2.7-2.9).

The data from [37] illustrates the efficiency of purification process of city air by rain;

see in particular Fig 2.1. The next Fig 2.2. show data for rain falls during last autumn in Moscow. These data came from automatically measurements by one of 43 meteostations in Moscow (graphs b,c) and from England station (graph a);

such measurements are freely available on internet at (http://www.mosecom.ru/air/air-today/, http://www.weatheronline.co.uk/). It can be seen from the Fig 2.1-a that for example during 17th and 18th September were rains with level 6mm at each day. Data from Fig 2.2-b indicates that for the same rain amount the level of SO2 is reduced 3-4, times but the level of other gases with low solubility such as CO and NO remains almost the same. Also as it can be seen from Fig 2.2-c the amount of small dust particles (with the size less than 10mkm) is significantly reduced after each rain.

We note here that there exists a convenient method to analyze the precipitation data coming from annual measurement during multiple years periods described in papers [42-43]. The precipitation amount I (measured in mm per hour) in the climate zones from north to equator can be calculated using formula (2.11), where notation are: T- average monthly air temperature and e- average air humidity obtained during many years. The accuracy of the method is from 9% for mild climate zones to 15% at equator areas. This calculation method was based on annual observations during many year periods up to 1970. We note here that atmosphere during these last times were cleaner. Hence this method can be used to compare modern level of precipitation and previously exited ones and use this discrepancy as an additional factor in favour of climate change and means to evaluate the pollution-based changes in precipitations. In the books by Academician Izrael [1, 38] one can find detailed studies of atmospheric pollution processes and origin of pollution sources all across territory of Russian Federation.

Method of artificial rains can have applications in new purification atmosphere technologies. Regimes of acoustic vibrations for a cloud drops will be very simple, reliable, no expansive method for wide utilisation. Another important stage in implementation of artificial reins is to develop optimal chemical mixtures to distribute in atmosphere similar to aerosols in order to eliminate particular polluting gases. Also we take into account that there seemingly exist optimal periodicity for rains both for artificial with additional chemical substances and natural ones.

Chapter 3. Clouds and their main characteristics for acoustic influence In the first part of this Chapter we introduce several key facts on clouds structure and microphysical processes in it;

in particular we focus on main characteristics for types of clouds for acoustic irradiation.

The theoretical basis for formation of water drops in clouds are given by formulas (3.3- 3.10) and distribution of water drops according to its size are provided by (3.12 – 3.18). The analysis mainly described process of water drop formation, fall and other related processes. Confirming formation of supercooled water drops analysed in the next part of chapter 3. Shown in Table 2.3 are some data describing properties of overcooled water-1. The smart mechanisms of supercooled water frozen are considered.

At the same time, the alternative method considered here is simply spraying of a series of water aerosol directly in the atmosphere over a city from an airplane. In comparison with natural rain and the above-mentioned approach for natural clouds, this method of artificial rain allows different modifications, such as changing the size of water drops, the height and the time they spend in the air falling to the ground and other characteristics. The precise calculation of the regimes of such artificial rain was done to bring the controlled air cooling within a height of 10 - 103 meters above the ground, which is most important for the people living in that area. Analyses of different regimes of the fall of water drops and processes inside the drop have been initiated (3.19-3.23), there the melting and evaporation of spherical drops were closely connected to the regime of their fall (3.24-3.29). The chronology of the ideal flight for the drop includes its freezing, then defrosting while falling into the area of positive temperature and then heating, thus providing the cooling effect for the surrounding air. The most effective cooling of the ground during fire is achieved in the case of fast falling big drops when they did not have time to warm and defrost. It is the first one of two optimal regimes from the point of view of saving energy for the effective cooling of the soil by aerosol’s sprinkling with the help of aircraft. The other optimal regime is connected to the fall will detailed evaporation (3.30-3.32) of small drops (d0. mm) to cool the near ground overheated air in summer. Small drops should be flow out from one airplane at the altitude 1-2 km and it can decrease the ground temperature up to 8-9C (Fig. 3.2) at surface 1 km2, assuming high near-ground air temperature;

low humidity;

no wind-regimes. And besides, the most interesting possibilities arise here for the purification of the lower layers of the atmosphere from undesirable substances. Another possible technique to improve such artificial rains is to enrich water with oxygen and spray this modified liquid in the lower layers of the atmosphere. The main advantage of the above-mentioned methods is that it makes it possible to introduce chemical or biological components into the water and it thus provides a very effective purification of the atmosphere from greenhouse gases ( CO2, NOx, CH4, etc). The raindrops could collide and collect aerosols when they fall from clouds. Scavenging process will remove aerosol number and mass from the atmosphere. The methods for precipitation enhancement are developed as well as methods the reverse decrease to reduce amount of clouds and create a sunny weather for several hours during public holidays in Moscow (Beriulev, [4,88-89]). Series of experiments are performed in St Petersburg [91] and other regions, the main task is to reduce clouds formation and amount of precipitation. This goal can be achieved by use of special chemical substance for selected input to parts of cloud body. By adding special reagents the upper boundary of cloud mass was reduced from 5-6 up to 3 km and also the amount of precipitation was decreased as necessary. As a rule in experiments 2 airplanes were used equipped with all necessary devises. In comparison up to planes were used to insure maximum efficiency.

These effects, including the precipitation augmentation and consequent cleansing of air pollutant, could also be simulated using a mesoscale meteorological model with detailed cloud microphysical scheme and relevant cloud seeding and aerosol scavenging mechanisms.

Chapter 4. Mathematical models of clouds formation Modern models for cloud formation and migration of polluting substances were developed in Russia by Marchuk G.N;

Penenko V.V;

Aloyan A.E;

Drofa A.S. and others, see references [94-109]. The modern models comprise of equations to describe diffusion of main additional gas substances in atmosphere, dynamical movement for gas substances with gravitation gradient towards Earth surface, processes of nucleation, condensation and evaporation, photochemical transformation. Using this type of models one can calculate profiles for concentrations of gas and aerosol additional substances in atmospheric clouds in regional marco scale. Overall there are 32 gas components and 170 reactions between them. Model include calculation of atmospheric circulations with input data on wind and turbulence distribution. Numeric simulations show the dynamic of gases SO2, NOx, CO, for example in Baikal region. The world software could be used also for climate modelling: UKMO-HadGEM1,3;

IPSL-CM4;

MOROC3.2(hires, medres);

CGCM3.1(T47) or (T63);

ECHAM5/MPI-OM;

GFDL-CM2.1;

CSIRO-Mk3.0;

GFDL-CN2.0;

CCSM3;

GISS-EH, ER;

INM CM3.0. The result climate changes were described for example in reports of the Intergovernmental Panel on climate change, see [16-17]. A numerical model based on (4.11-4.17) is presented that allows an adequate description of the evaluation of a liquid-droplet convective cloud developing above extreme conditions (forest fire). The features of the evolution and formation of precipitation in the cloud former under such thermal source are studied depending initial air humidity, wind, etc [106-109]. The analysis of modern aerosol in atmosphere shows that the contribution of organic fraction makes from 10 % to 70 %;

some features of further evolution where were studied in [103].

Chapter 5. Model to describe interactions between acoustic waves and clouds water droplets.

The purposes of analyses in this chapter is to achieve vibrated amplitude L(r,) for typical cloud drops during the time of half period through sound waves, the optimal regimes were analyzed and calculated below. Minimization of the sound power is desirable from a technical point of view to decrease the weight and size of the acoustical generator with pump systems;

the optimal frequency (f) is low with appropriate power (Q) decrease. The distributions for typical cloud drops according to their radii have a radius ranging from r 1 to 50 m, for precipitation forms of clouds (Mason, 1956;

Borovikov, 1961). The analytical and numerical solution of model (5.3-5.14) was found and presented below, see result Fig. 5.2 5.3. The irradiation time should be long for low frequency according to estimation formula (5.15). Calculations demonstrate 10% increases for considered amplitude parameter L according to the acoustics applied to the cloud drops directly at a different altitudes of 2 to 6 km above the ground. Analyses were performed through the introduction of appropriate altitude changes relative to the main physical parameters in the model: air density and viscosity a,, sound velocity Ca, air temperature. The Fig. 5.3 demonstrate good drop amplitudes for three acoustical ranges: (1) f = 20 Hz with low power Q = 175 W/m2 ;

(2) f = 50 Hz with Q = 800 W/m2 and (3) f = 100 Hz with Q = 2500 W/m2. There are observed an improvement for drops vibration by location of the sound source within the atmosphere as higher as the frequency is smaller.

Other theoretical model for small particles is analyzed in (5.16-5.21). The Fig.5.4 demonstrates operation of small-particle’s model for drops with radii r mkm, but first mentioned model (5.3-5.15) should be applied to the big drops r mkm. Then acoustical power increases the no linear motions predominate, this is more easy for small drops. Resulting special effects are: (1) the drop’s drift to the sound source, (2) drop’s vibrations together with gas, (3) the circular motion together with gas, (4) the turbulent motion together with gas. The drift caused by pressure of sound irradiation, the pulses of viscosity, no symmetry of sound waves, asymmetry of drop’s oscillations in sound waves and etc. Different forces and kinds of interactions between drops will appeared inside the sound waves with high power. All mentioned phenomena increase the coagulation and condensation processes. The drops velocities under such acoustic regimes are described in (5. – 5.29).

Sound wave may also change the drop size distribution, and then the collision coalescence efficiency of rain drops will also be changed as it is the function of both number and size. Acoustic agglomeration is one measure to increase the number of particles especially in this size range due to growth according to (5.35). In a sound wave the periodical areas of low and high pressure are exist, but this pressure includes the mechanisms of non-stop drop growth due to additional over saturation (5.38).

Chapter 6. Optimal acoustical devices for vibrations of cloud droplets In this Chapter we review main developed and available to develop powerful sound generators. Some industrial low-frequency devises are presented in table 6.1. In particular here we describe characteristic of optimal sound generator shown in Fig 6.1, this dynamic siren should be connected with optimal resonator. We consider char of optimal resonator theoretical basis for which is given by formulas (6.3 – 6.14). We prove here that maximum power of acoustic radiation is located in fundamental harmonic if the side profile of reflection is satisfied according to J0(x). It should be possible to reconstruct reflector to the bell and it structure should approximately be the same as shown on Fig 6.2.

Calculations of main radius of this reflection device as a function of wave length (40 – 300 Hz) are given in Table 6.2 as the precise calculations of devise boundary surfaces are given in Table 6.3. We consider the presented devise construction should be optimal for utilization in clouds to produce long sound beam in harmonic of low-frequency. Analysis the different other approaches for sound resonators are given in review formulas (6.23-6.36). The directions of radiation are shown in Fig 6.3 and calculated by formula (6.41) in the simplest case. These results could be generalized for resonator of an arbitrary shape in formulas (6.42 6.45). For very powerful sound devices the existence of major direction decreased by power of side modes of radiation approximately twice or more. The reflectors increase the power of main modes per 10dB at f = 3kHz and per 3dB in case f = 16kHz;

also the side modes amount is decreased.

All formulas were compared for generated acoustic power here is taken from well established approaches by Karnovsky [143] for formulas (6.61);

Mednikov [8] for (6.63-6.65);

Podoshevnikov [127] for (6.67) and Gladyshev [129] for (6.68). In addition we consider the effects of dissipation and radiation of sound during its propagation in cloud and turbulence (6.47-6.60). The measurements for sound (f = 27.5 Hz – 6 kHz) in mists with attenuation dB/sec are presented in Table 6.4. Using these data we deduce that in typical clouds the sound mode of low frequency will propagate 500 meter before its dissipate energy decreases twice.

Chapter 7. Review of experimental work on acoustic effects on aerosols.

In this chapter we give the review of experimental works from previous years. In Tables 7.1-7.3 one can see the data of water aerosol experiments in laboratory conditions;

big rooms and outdoors (land, sea and mountains). Many factories until to 1960 successfully used acoustic method to remove dust from air with 99% efficiency, but no noisy electro filters oust acoustics later. We note here that proposed method of creation of artificial rain from atmospheric conditions is very cheap to implement as it widely uses natural capacities. Taking above into account we conclude that the proposed technology is up to day and also don’t need much of economical support, in addition the artificial rains have perspective features for air purification and climate corrections.

Author contacts:

Tamara Tulaikova, tulaik@mail.ru, tulaik@yandex.ru Alexandr Michenko, mitchen@mail.ru, amichtchenko@ipn.mx Svetlana Amirova, amirova-s@yandex.ru Литература 1. Израэль Ю.А., Цибань А.С., Зеленов А.С., Черногаев Г.М., Челюканов В.В.

Тенденции и динамика загрязнений природной среды Российской Федерации на рубеже XX-XXI веков. М.: Росгидромет, 2007.

2. Углекислый газ в атмосфере. Под ред. В.Бах, А.Крейн, А.Бернсе, А.

Лонгетто, Г.С.Голицин, И.Л.Король. М.: Мир, 1987.

3. Деннис А. Изменение погоды засевом облаков. М.: Мир, 1983.

4. Ninth WMO Scientific Conference on Weather Modification. 22-24 October 2007, Ankara, Turkey.

5. 15th International Conference on Cloud and Precipitation ICCP-2008, July 7- Cancun, Mexico.

6. Беляев В.П., Берюлев Г.П., Власюк М.П., Данелян Б.Г., Колосков Б.П., Корнеев В.П., Мельничук Ю.В., Черников А.А. Опыт активных воздействий на облака над Москвой 9 мая 1995г. // Метеорология и гидрология, 1996, №5, с.71-82.

7.Н.П.Романов, А.С.Дрофа, Н.С.Ким, А.В.Савченко, Г.Ф.Яскевич. Об использовании слаборастворимых гигроскопических веществ для воздействия на теплые конвективные облака и туманы //Известия РАН.

Физика атмосферы океана, 2006, 42, с.80-91.

8. Медников А.П. Акустическая коагуляция и осаждение аэрозолей. Москва:

Изд. АНСССР, 1963.

9. Данилин Б. Может ли человек управлять природой? Звук вызывает …дождь // Газета «Красная звезда», № 179, 31 июля 1960.

10. Lau K.-M., Ramanathan V., et all. The joint aerosol-monsoon experiment. A new challenge for monsoon climate research. // BAMS, 2008, 89, p.369- 11. Daly Ch., Gibson W.P., Taylor G.H., Doggett M.K., Smith J. Observation bias in daily precipitation measurements at United States cooperative network stations // BAMS, 2007, 88, p.899-912.


12. Bruintjes R.T. A review of cloud seeding experiments to enhance precipitation and some new prospects. // BAMS, 1999, 80, p.805-820.

13. Rauber R.M., Steven J. Rain in shallow cumulus over the ocean // BAMS, 2007, 88, p.1912-1928.

14. Берюлев Г.П., Бурцев И.И., Винниченко Н.К., Иванов А.А., Корнеев В.П., Моргоев А.К., Серегин Ю.А., Хворостьянов В.И., Черников А.А., Юдов А.М.

Об опыте по рассеянию слоистообразной облачности над Москвой 7 ноября 1986г. // Труды всес. Конф. по активным воздействиям. Л.:

Гидрометеоиздат, 1990г, с.394-401.

15.Голицын Г.С. Природные процессы и явления: волны, планеты, конвекция, климат, статистика. М.: Наука, 2004.

16. Шестюгов Б.Г. Тепловая инерция океана и парниковый эффект в современных изменениях климата //Метеорология и гидрология, 2006, №7, с.66-72.

17. Climate Change 2007: The physics science basis. Contribution of working group I to the fourth assessment. Report of the intergovernmental panel on climate change. Eds: S. Solomon, D.Qin.M.Manning, et.al. Cambridge - New York:

Cambridge university press, 2007.

18. Randall D., Wood A., Bony S, et.al. Climate model and their evaluation // In:

IPCC WGI 4th assessment report. Cambridge: Cambridge university press, 2007,900p.

19. Soden B.J., Held I.M. An assessment of climate feedbacks in coupled ocean atmosphere models // J. Climate 2006, 19, p.3354-3360.

20. Knutti R., Meehl G.A., Allen M.R. et.al. Constraining climate sensitivity from the seasonal cycle in surface temperature // J. Climate, 2006, 19, p.4224-4233.

21. Meehl G.A., Boer G.J., Covey C. et.al. The coupled model intercomparison project (CMIP). // Bull. Amer. Met. Soc. 2000, 81, p.313-318.

22. Rossow W.B., Schiffef R.A. ISCCP cloud data product //Bull. Amer. Met. Soc.

1991, 72, p.2-20.

23. Володин Е.М. Связь между температурной чувствительностью к удвоению содержания углекислого газа и распределением облачности в современных моделях климата //Изв. РАН. Физ. Атм. и ок.,2008, 44, с.311 323.

24. Будыко М.И., Голицын Г.С., Израэль Ю.А. Глобальные климатические катастрофы. М.: Гидрометиздат, 1986.

25. Мохов И.И. Безверхний В.А., Карпенко А.А. Диагностика взаимных изменений содержания парниковых газов и температурного режима атмосферы по палео- реконструкциям для антарктической станции восток //Изв. РАН. Физ. Атм. и ок., 2005, 41, с.579-592.

26. Нерушев А.Ф., Крамчанинова Е.К., Соловьев В.И. Определение характеристик атмосферных движений по данным многоволнового зондирования из космоса // Изв. РАН. Физ. Атм. и ок., 2007, т.43, с.482-491.

27. Канухина А.Ю., Нечаева Л.Н., Суворова Е.В., Погорельцев А.И.

Климатические тренды температуры, зонального потока и стационарных планетарных волн по данным NCEP/NCAR реанализа //Изв. РАН. Физ. Атм.и ок., 2007, 43, с.754-763.

28. Ганин В.Я., Смышляев С.П., Володин Е.М. Совместная химико климатическая модель атмосферы. // Изв. РАН. Физ. Атм. и океана, 2007, 43, с.437-452.

29. Елисеев А.А., Привалов В.И. О характеристиках радиационного переноса тепла в приземном слое атмосферы по результатам прямых измерений. // Известия РАН. Физ. Атм. и океана, 2007, 43, с.636-642.

30. Гинзбург А.С., Романов С.В., Фомин Б.А. Использование радиационно конвективной модели для оценки температурного потенциала парниковых газов. // Изв. РАН. Физ. Атм. и океана, 2008, 44, с.324- 31. Монин А.С., Шишков Ю.А. История климата. Л.: Гидрометеоиздат, 1979.

32. Пригожин И., Николис Г. Познание сложного. М.: Мир, 1998.

33. Сенько А.С., Шенькевич О.С. Парниковый эффект: проблемы и решения.

// Проблемы окружающей среды и природных ресурсов. 1998. №4.

34. Баэз А., Фурнье д-Альде Е.М., Фурнье д-Альде П. Роль углекислого газа в изучении диффузии. В сб. Атмосферная диффузия и загрязнения воздуха.

Под ред. Прессмана А.Ф., Монина А.С. М.: М.: Изд.иностр. лит., 1962, р.460.

35. Осташев В.Е. Распространение звука в движущнйся среде. М., Наука, 1992.

36. Семенченко Б.А. Физическая метеорология. М.: Аспект Пресс, 2002.

37. Юнге Х. Химический состав и радиоактивность атмосферы. М.: Мир, 1965.

38. Химия нижней атмосферы. Под ред. С. Расул, М.: Мир, 1976.

39. Израэль Ю.А., Назаров И.М., Прессман А.Я., Ровинский Ф.Я., Рябошапко А.Т., Филиппова Л.М. Кислотные дожди. Л.: Гидрометеоиздат, 1983.

40. Израэль Ю.А., Назаров И.М., Прессман А.Я., Ровинский Ф.Я., Рябошапко А.Т., Филиппова Л.М. Кислотные дожди. Л.: Гидрометеоиздат, 1989.

41. Фукс Н.А. Успехи механики аэрозолей. М.: издательство АН, 1961.

42. Богданова Э.Г. О связи интенсивности жидких осадков с температурой и влажностью воздуха. // Труды ГГО, 1975, вып.341, Л., Гидрометеоиздат, с.

73-78.

43. Богданова Э.Г. О возможности учета ветровой погрешности в текущих наблюдениях над жидкими осадками //Труды ГГО, 1970, вып.260,Л.:Гидромет, с. 44. Атмосферные осадки. Методика измерений и расчетов. Труды ГГО им.

Воейкова, вып.341. Л., Гидрометеоиздат, 1975.

45. Швер Ц.А. Годовое количество осадков на территории СССР по исправленным данным. // Труды ГГО, вып.341, Л., Гидрометеоиздат, 1975, с.

57-65.

46. Виноградова А.А., Федорова Е.И., Беликов И.К., Гинзбург А.С., Еланский Н.Ф., Скороход А.И. Вариации двуокиси углерода и метана в городских условиях. // Изв. РАН. Физ. Атм. и океана, 2007, 43, с.599-611.

47. Lysimeters for Global Change: Biological Processes and Environmental Fate of Pollutants. Proceedings of The 2nd Workshop, 23-25 April 2008, Munchen, Germany.

48. АдиксТ.Г. О зависимости концентраций субмикронного сульфатного аэрозоля от абсолютной влажности в атмосфере Москвы//Из. РАН Ф.атм.и ок, 2005,41, c 49. Израэль Ю.А., МакЛафлин Д.А, и др. Исследование экосистем Баренцева моря. М.:Госкомгидромет, 1983.

50. Бортковский Р.С., Егоров Б.Н., Катцов В.М., Павлова Т.В. Модельные оценки среднего газообмена между океаном и атмосферой в условиях современного климата и при его изменениях, ожидаемых в веке//Изв.РАН.Физ.Атм и океана, 2007, т.43, с. 413-418.

51. Володин Е.М. Модель общей циркуляции атмосферы и океана с углеродным циклом. // Изв. РАН, Физ. Атм. и океана, 2007, 43, с.298-313.

52. Мейсон Б. Дж. Физика облаков. Л.: Гидрометеоиздат, 1961г.

53. Облака и облачная атмосфера. Справочник под ред. И.П.Мазина, А.Х.

Хргиана, Л.: Гидрометеоиздат, 1989, 647с.

54. Боровиков А.М. Физика облаков. Л.: Гидрометеоиздат, 1961.

55. Качурин Л.Г. Физические основы воздействия на атмосферные процессы. Л.: Гидрометеоиздат, 1973.

56. Невзоров А.Н. О внутреннем механизме кристаллизации метастабильной жидкой воды и об его эффектах, влияющих на внутри облачные процессы. // Изв. РАН. Физ. атмосферы и океана, 2006, 42, с.830-838.

57. Атмосфера. Справочник. Под ред. Ю.С.Седунов Л.: Гидрометеоздат, 1991.

58. Connolly P.J., Heymsfield A.J., Choularton T.W. Modeling the influence of rimer surface temperature on the glaciation of intense thunderstorms: the rime splinter mechanism of ice multiplication. // Q.J.R. Meteorol. Soc., 2006, 132, p.

3059-3077.

59. Choularton T.W., Gallagher M.W., Bower K.N., Connolly P.J., Flynn M.J., Ulanowski Z. Calibration of the cloud particles imager probes using calibration beads and ice crystal analogs the depth of field. // Journal of atmospheric and oceanic technology, 2007, 24, p. 1860-1879.

60. Connolly P.J., Sauders C.P.R., Gallagher M.W., Bower K.N., Flynn M.J., Choularton T.W., Whiteway J.A., Lawson R.P. Aircraft observation pf the influence of electric fields on the aggregation of ice crystals. // Q.J.R. Soc., 2005, 131, p. 1695-1712.

61. Connolly P.J., Choularton T.W., Gallagher M.W., Bower K.N., Flynn M.J., Whiteway J.A.. Cloud –resolving simulations of intense tropical Hector thunderstorms implications for aerosol-cloud interaction // Q.J.R. Met. Soc, 2006, 132, p. 3079-3106.

62. Райст П. Аэрозоли. М.: Мир, 1987.

63. Романов Н.П. Об аналитическом представлении фактора Вант-Гоффа для водных растворов сильных электролитов // Изв. РАН. Физ. атмосферы океана, 2005, т.41, №5, с.704-716.

64. Григорьев В.Г., Протасевич Е.Т. Конденсационно-коагуляционные механизмы образования осадков. Томск, 1994.

65. Грин Х., Лейн В. Аэрозоли – пыли, дыми и туманы. Л.: Химия, 1972.

66. Ghan S.J., Schwartz S.E. Aerosol properties and processes //BAMS, 2007, p.1059.

67. Виролайнен Я.А., Тимофеев Ю.М., Поляков А.В., Стил Х, Ньючерч М.


Анализ решения обратной задачи восстановления микроструктуры стратосферного аэрозоля по спутниковым измерениям //Изв.РАН.Физ.атм.иок., 2006, 42, с.816-829.

68. Волощук В.М., Седунов Ю.С. Процессы коагуляции в дисперсных системах. Ленинград, Гидрометеоиздат 1975г.

69. Ю.П.Казанцев. Элементы термомеханики атмосферы. Л.Гидромет, 1990.

70. Fuchs N.A. The Mechanics of Aerosols. Pergamon, New York, 1964.

71 Левин Л.М., Седунов Ю.С. Некоторые вопросы теории атмосферных ядер конденсации // ДАН СССР, т.70, № 1, 1966, с. 81-84.

72. Райзер Ю.П. Физика газового разряда. М.: Наука 1992г.

73. Фукс Н.А. Механика аэрозолей. М. Наука 1955.

74. Фукс Н.А. Успехи механики аэрозолей. М. 196.

75. Протасевич Е.Т., Хан В.А. Распространение пучков электромагнитных волн через атмосферу. Томск, Изд. Томского ун-та, 1994.

76. Тверской. Н.П. Влияние частоты и интенсивности акустических колебаний на скорость рассеяния водного тумана//Труды ГГО Гидрометиздат, вып.104, Л., 1960.

77. Boucher R.M.G. Acoustic energy in fog dispersal techniques. // Ultrasonic news 1960, 4, Pp.11-19.

78. Richardson E.G. Behavior of aerosols in acoustical and turbulence fields. // Acoustic, 1952, 2,p.141-147. пер. в сб. Применение аэрозолей в сельском хозяйстве, М.ИЛ, 1955.

79. Левич В.Г. Теория коагуляции и осаждения частиц аэрозоля в турбулентном потоке газа. // Докл. АН СССР, 1954. 99, с1041-1044.

80. Левич. В.Г. Физико-химическая гидродинамика. М. Физматгиз, 1959.

81. Inaba S., Akaishi K., Moru T., Hane K. Analysis of resonance characteristics of a cantilever vibrated photothermally in liquid. // J. Appl. Phys., 1993, 73, p.2654-2658.

82. Попов А.Л., Чернышев Г.Н. Механика пластин и оболочек. М.: Наука, 1994.

83. Карслоу Г., Егер Д., Теплопроводность твердых тел. М.: Наука. 1964.

84. Макуашев М.К. Испарение движущейся капли. Сб.научных трудов Физика облаков и активные воздействия. // Санкт-Петербург, Гидрометеоиздат, 1996, N.89, стр. 18.

85. Галкин В.А. Уравнене Смолуховского. М.: Физматлит, 2001.

86. Головин А.М. Решение уравнения коагуляции облачных капель в восходящем потоке воздуха. // Известия АН СССР, сер. геофизическая, 1963, с.783-791.

87. Головин А.М. К вопросу о решении уравнения коагуляции дождевых капель с учетом конденсации. // ДАН, 148, 1963, с. 1290 - 1293.

88. Черников А.А., Берюлев ГП., Корнее В.П. Способ активного воздействия Патент № 2005121252/12 Центральная на конвективные облака.

Аэрологическая Обсерватория.

89. Шметер С.М., Бирюлев Г.П. Эффективность искусственной модификации облаков и осадков с помощью гигроскопических аэрозолей. // Метеорология и гидрология, 2005г, № 2 с.43-60.

90. Reisin T.G., Tzivion Sh., Levin Z. Seeding convective clouds with ice nuclei or hygroscopic particles: a numerical study using a model with detailed microphysics. // J.Appl. Meteorol, 1996, v.35, p.1416-1434.

91. Физика облаков и активных воздействий. Сб. ст под ред. Б.М. Воробъев, А. В. Зинченко, Труды ГГО им. А.И.Воейкова, вып.517, 1988.

92. Кудашкин Г.Д, Зинченко А.В., Ильин С.Н., Клинко В.В., Окунев С.М.

Оценка результатов опытов по вызыванию осадков из конвективных облаков при введении реагента в подоблачный слой. // В сб. Физика облаков и активных воздействий, под ред. Б.М. Воробъев, А. В. Зинченко, ГГО, ып.

517, 1988г.

93. Половина И.П. Рассеяние переохлажденных слоистообразных облаков и туманов. Л.: ГИдрометеоиздат, 1980.

94. Пененко В.В. Алоян А.Е. Модели и методы для задач охраны окружающей среды. Новосибирск: Наука, 1985.

95. Марчук Г.Н., Дымников В.П., Залесный М.Б. Математические модели в геофизической гидродинамике и численные методы их реализации. Л.:Гидр., 1987.

96. Марчук Г.Н. Математические модели циркуляции в океане. Новосибирск:

Наука, 1988.

97. Литвинов И.В. Формирование и преобразование атмосферных осадков на подстилающей поверхности. Л. Гидрометеоиздат, 1987.

98. Пискунов В.Н. Теоретические модели формирования аэрозолей. Саров:

РФЯЦ-ВНИИЭФ, 2000.

99. Алоян А.Е. Моделирование динамики аэрозолей при лесных пожарах // Известия РАН. Физика атмосферы океана, 2009, 45, с.62-75.

100. Алоян А.Е., Пискунов В.Н.. Моделирование региональной динамики газовых примесей и аэрозолей. // Изв.РАН. Физ. Атм. и океана, 2005, 41, с.328-340.

101. Монин А.С., Яглом А.М. Статистическая гидромеханика. М.: Наука, 1965.

102. Businger J.A., Wyngard I.C., Izumi Y., Bradley E.F. Flux- profile relationship in the atmospheric surface layer // J. Atm.Sci. 1971, v.28, p.181-189.

103. Михайлов Е.Ф., Власенко С.С., Рышкевич Т.И. Влияние химического состава и микроструктуры на гигроскопический рост пирогенного аэрозоля // Известия РАН. Физика атмосферы и океана, 2008, 44, с.450-466.

104. Дрофа А.С. Исследование возможности стимулирования гигроскопическими частицами осадков из теплых конвективных облаков по результатам численного моделирования // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2008, 44, с.435-449.

105. А.С. Дрофа Численное моделирование воздействия гигроскопическими частицами на теплое конвективное облако // Изв.РАН.Физ.Атм.иок. 2007,43, с.623.

106. Веремей Н.Е., Довганюк Ю.А., Станкова Е.Н. Численное моделирование конвективных облаков, развивающихся в атмосфере при чрезвычайных ситуациях (взрыв, пожар) // Изв. РАН. Физ. Атм. и океана, 2007,т.43,№6,с.792-806.

107. Гостинцев Ю.А., Копылов Н.П., Рыжов А.М., Хасанов И.Р.

Конвективный перенос продуктов сгорания в атмосфере над большими пожарами // Механика жидкости и газа, 1990, №.4. с.47-52.

108. Довганюк Ю.А., Веремей Н.Е., Синькевич А.А. Применение полуторамерной модели для решения фундаментальных и прикладных задач физики облаков. Санкт-Петербург: ГГО, 2007.

109. Гришин А.М. Математическое моделирование лесных пожаров и новые способы борьбы с ними. Новосибирск: Наука, 1992.

110. Голицын Г.С. Природные явления: волны, планеты, конвекция, климат, статистика. М.: МАИК, 2004.

111. Шметер С.М., Берюлев Г.П. Эффективность искусственной модификации облаков и осадков с помощью гигроскопических аэрозолей.

http://www.cao-rhms.ru/full_history.html 112. H. Kumazaki, S. Inaba, K. Hane. Temperature characteristics of vibrating type sensor using micromachined optical fiber-tip. // Optical review, 1999, vol.3, p.135-138.

113. Попов А.Л., Чернышев Г.Н. Механика звукоизлучения пластин и оболочек. М.: Физматлит., 1994.

114. Попов А.Л., Тулайкова Т. В., Шестакова Е.Ф., Теоретический анализ микро вибрационных оптоволоконных датчиков в воде. Труды 29 Межд конф. Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации, бизнесе. Украина, Крым, 20-30 май 2002, с.207-209.

115. Prokhorov A.M., Claus R.O., Popov A.M., Tulaikova T.V. Modeling of the fiber-optical sensor based on micromechanical vibrations //J.Appl.Opt,36,1997, p.5562-5565.

116. Tulaikova T.V. Vibrated fiber optical sensors, analyze of the possibilities // Proceedings of SPIE, 3781, 1999, pp.226-234.

117. В.Ф.Зайцев, А.Д.Полянин. Справочник по линейным обыкновенным дифференциальным уравнениям. М., Факториал.1997.

118. Г. Лэмб. Гидродинамика. ч.2 М.- Ижевск, НИЦ-Регулярная и хаотическая динамика, 2003.

119. Гладун А.Д., Тулйкова Т.В. Искусственные дожди для охлаждения и очистки атмосферы // Наукоемкие технологии, 2008, 9, N.3, с.94-96.

120. Tulaikova T., Krishnan A., Amirova S. Philosophy and calculations for local cooling and cleaning of the atmosphere by intensifications of artificial rain. // The 2nd Workshop: Lysimeters for Global Change: Biological Processes and Environmental Fate of Pollutants, 23-25 April 2008, Helmholtz Zentrum Munchen.

121. Tulaikova T., Krishnan A., Amirova S. Acoustical method for precipitation stimulation inside natural clouds. // IAMO –forum 2008, June25-28 at Halle, Germany, Conference Proceedings ISBN 978-3-938584-29-3 (CD).

122. И.С. Григорьев, Е.З. Мелихов (ред.) Физические величины. Справочник.

М. Энергоиздат, 1991г.

123. Горбачев Л.П., Северный А.Б. К вопросу о воздействии звуковых волн на капли тумана. // Жур. Физ. Хим., 7, 1936, с.536-545.

124. R.M.G. Boucher Acoustical energy in fog dispersal techniques. // Ultrasonic news, 1960, 4, N1, p. 11-19.

125. З.А.Гольдберг. О распространении плоских волн конечной амплитуды. // Акустический журнал, 1957, т.3, № 4, с.322-328.

126. Смирнов В.И. Скорость коагуляционного и конденсационного роста частиц аэрозолей. Труды ЦАО, 1964, вып.55.

127. Подошевников Б.Ф., Губенчук В.А., Куркин В.П. Акустическая коагуляция аэрозолей. М., ГНТИ, 128. Медников Е.П. Две конструкции экспериментальных звуковых сирен. // Акустический журнал, 1958, т.4, № 1, с. 59-63.

129. Гладышев В.Н. Динамическая сирена. Теория. Эксперимент.

Приложения. Новосибирск.: Изд-во СОРАН филиал «Гео», 2000г.

130. Hartman J. The acoustic air-jet generator // Ingenirovidenskabelige skrifter, 4, 1, 1939.

131. Борисов Ю.Я. Газоструйные излучатели звука гартмановского типа. В сб. Источники мощного ультразвука. Под ред. Л.Д. Розенберга, М.: Наука, 1967.

132. Борисов Ю.С, Гынкина Н.М. Исследование частотных характеристик стержневых излучателей. Физика аэродинамических шумов. М.: Наука, 1967, c. 68-76.

133. Борисов Ю.С., Гинин В.Н., Гынкина Н.М. Разработка и исследование стержневого газоструйного излучателя типа ГСИ-4 // Акустический журнал.

М. Наука, 1965, XI. c. 140-148.

134. Римский-Корсаков А.В. Электроакустика. М.: Связь, 1973.

135. Константинов Б.П. Гидродинамическое звукообразование распространение звука в ограниченной среде. Л.: Наука-Ленинградское отделение, 1974.

136. Gavreau V. Infrasound // Sci. J., 1968, 4, N1. p.33-37.

137. Римский-Корсаков А.В., Ямщиков В.С., Жулин В.И., Рехтман В.И.

Акустические подводные низкочастотные излучатели. Л.: Судостроение, 1984.

138. Акуличев В.А., Пенкин С.И., Шеховцов Д.Н. Глубоководные низкочастотные акустические излучатели. В кн. Акустические антенны и преобразователи. Владивосток, НТО им.А.Н. Крылова, 1982, с.127-131.

139. Абрамовиц М, Стиган И. Справочник по специальным функциям.

М.:Наука 1979.

140. Тулайкова Т.В., Амирова С.Р. Вводный курс по специальным функциям для аспирантов - физиков. М.: Книга и бизнес, 2009.

141. Кузнецов Д.С. Специальные функции. М.: Высшая школа, 1965.

142. Карслоу Г., Егер Д. Теплопроводность твердых тел. М.: Наука, 143. Карновский М.И. Теория и расчет сирен // Журнал технической физики,м1945г., т.XV, вып.6, с.348- 144. Филиппов А.П. Колебания деформируемых систем. М.: Машиностроение, 1970.

144. Скучик Е. Основы акустики, т.2. М.Мир, 1976.

145.Шкундин С.З., Бондарев А.М., Лихачев А.А. Аналитическое описание распространения акустических волн в анемометрическом канале // Горный журнал. Изв. ВУЗов, № 8, 1987.

146. Шкундин С.З., Буянов С.И., Румянцева В.А. Исследование распространения акустического импульса в цилиндрическом волноводе с движущимся воздушным потоком. http://www.sirsensor.ru/art_5.html 147. Шкундин С.З., Кремлева О.А., Румянцева В.А. Теория акустической анемометрии. М.: изд. Академии горных наук. 2001, 239с.

148. Hayer S., Maggio F.L, Complex natural frequencies of vibrating submerged spheroidal shells. Pergamon Press, Oxford, 1970.

149. Лапин А.Д. Об излучении и распространении звука в цилиндрической трубе при наличии потока. В сборнике Акустико-аэродинамические исследования. Под ред. Римского-Корсакова. М.:1975, с.57-60.

150. Коненков Ю.К., Рахматуллина И.Ш., Станкевич А.И. Звукоизоляция оболочек в случайных полях. В Сб. Акустико-аэродинамические исследования, под ред. Ромского-Корсакого А.В., М.: Наука, 1975, с.10-18.

151. Лапин А.Д. Звукоизоляция в цилиндрической трубе. В сб. Акустико аэродинамические исследования. Под ред. Римского-Корсакова. М.:1975, с.63-70.

152. Леонтьев Е.А. Распространение звука в цилиндрическом канале с медленно изменяющимся вдоль оси импедансом стенок. В Сб.

Аэроакустика. Под ред. Римского-Корсакого А.В., М.: Наука, 1980, с.18-33.

153. Иванов В.П. Задачи дифракции волн в низкочастотной акустике. М.:

Наука, 2004.

154. Мирчина Н.Р., Пелиновский Е.Н., Петрухин Н.С. Распространение акусткико-гравитационных волн от точечного источника в политропной атмосфере. Препринт ИПФ, АНСССР, Г.Горький, 1983.

155. Григорьев Г.И. Акустико-гравитационные волы в атмосфере Земли. // Изв. ВУЗов, Радиофизика, 1999, № 1, с3-25.

156. Свердлин Г.М. Прикладная гидромеханика. Л. Судостроение, 1976.

157. Коняев С.И., Федорюк М.В. Излучение звука телом вращения. // Акустический журнал, 1982, т.28, № 5, с. 653-659.

158. Пигулевский Е.Д., Прохоров В.Г., Сенчук В.И. Зонные фокусирующие устройства. В кн. Акустические антенны и преобразователи. Владивосток, НТО им.А.Н. Крылова, 1982, с.65-17.

159. Розенберг Л.Д. Звуковые фокусирующие системы. М., Л.: изд. АНСССР, 1949.

160. Наугольных К.А. О поглощении звуковых волн конечной амплитуды.

//Акустический журнал, 1958, 4, вып.2, с.115-124.

161. Гольдберг З.А. О распространении плоских волн конечной амплитуды // Акустический журнал, 1957, 3, вып.4, с.322-327.

162. Каспарьянц А.А. К вопросу о распространении звуковых волн в «газах и жидкостях Ван-дер-ваальса». // Акустический журнал, 1958, 4, вып.2, с.325 332.

163. Осташев В.Е. Распространение звука в движущихся средах. М.: Наука, 1992.

164. Маршов В.П. Рефракция звука в сдвигом турбулентном потоке. В Сб.

Акустика турбулентных потоков. Под ред. Римского-Корсакого А.В., М.:

Наука, 1983, с.31- 165. Сучков Б.А. Флюктуации амплитуды звука в турбулентной среде // Акустический журнал, 1958, 4, с 85-91.

166.Грико Н.В., Смольяков А.В., Ткаченко В.М. Интенсивность и спектр шума турбулентного пограничного слоя на плоской пластине. В Сб.

Акустика турбулентных потоков. Под ред. Римского-Корсакого А.В., М.:

Наука, 1983, с.25-30.

167. Генералов А.В., Загусов И.С. Исследование особенностей звукового поля движущегося источника применительно к анализу шума самолета. В Сб. Акустика турбулентных потоков, Под ред. Римского-Корсакого А.В., М.: Наука, 1983, с.77-85.

168. Леонтьев У.Ф., Яворский В.Н. Оптимизация затухания звуковых волн в акустически облицованном цилиндрическом канале с потоком // Тр. ЦАГИ, 1979, вып.2000, с.48-62.

169. Jones R. Clark. A fifty horsepower siren // JASA, 1946, v. 18, p. 371-387.

170. Тютекин В.В. Круговые и спирально - винтовые нормальные волны цилиндрического волновода. Спиральные волны в свободном пространстве.

// Акустически журнал, 2006, 52, с.549-555.

171. Лямшев Л.М., Челноков Б.И. Основные механизмы генерации звука проникающим излучением в конденсированные среды. В Сб. Радиационная акустика, - М. : Наука, 1987.

172. Шендеров Е.Л. Излучение звука при осесимметричных колебаниях конечной открытой трубы // Акустический журнал, 1989, т.35, с. 138-147.

173. Зарембо А.К., Тимошенко В.И. Нелинейная акустика. Московский Университет, 1984.

174. Тимошенко В.И. Расчет и проектирование параметрических акустических преобразователей. Часть 1,2. Таганрогский радиотехнический институт им. В.Д.Калмыкова, Таганрог, 1978.

175. Акуличев В.А., Пенкин С.И., Шеховцов Д.Н. Глубоководные низкочастотные акустические излучатели. В кн. Акустические антенны и преобразователи. Владивосток, НТО им.А.Н. Крылова, 1982, с.127-131.

176. Бергман Л. Ультразвук. М. Наука, 1957.

177. Римский-Корсаков А.В., Баженова Д.В., Баженов Л.А. Физические основы образования звука в воздуходувных машинах. М., Наука, 1988.

178. Галечан Г.А. Влияние акустических волн на стимулирование дождей.

Альтернативная энергетика и экология, 2005, 28, с.56-60.

179. Долгополов Н.И. Звукохимические методы в технологии строительных материалов. М.: Стройиздат, 1962.

180. Пирумов А.И. Современные тенденции развития методов очистки воздушных выбросов промышленных предприятий. // Сб. трудов НИИ санит.техн. АСиА СССР, 1958, №1, с.144 – 163.

181. Boucher R/M/G/ Fcoustic energy in fog dispersal technique. // Ultrasonic news. 1960, 4, N.1, p.11-19.

182. Чайка А.М., Тимофеев Ю.М., Поляков А.В., Косцов В.С. Анализ спутникового метода определения микроструктуры стратосферного аэрозоля // Исследования Земли из космоса. 2006, № 3, с.55-61.

183. Amy E.V. Dispersing particles suspended in air. USA Patent, № 1980171, 1934.

184. Lewis E.P., Farris L.P. A new method of determining the amplitude of sound waves in air // Phys.Rev, 1955, 6, p. 491-493.

Научное издание Тулайкова Тамара Викторовна, Мищенко Александр Владимирович, Амирова Светлана Равильевна Московский Физико-Технический Институт (Государственный Университет), г.Москва.

Акустические дожди Подписано в печать 28.04.2010. Формат 60х88 1/ Печать офсетная. Бумага офсетная №1.

Печ. Л. 9.75, Тираж 500 экз. Заказ № Издательство «Физматкнига»

141700 г. Долгопрудный Московской области, Институтский пер.6б лет. 8(495)4087681, (495) 4099328, (498) Отпечатано в ФГУП «Производственно-издательский комбинат ВИНИТИ»

140001 Московская обл. г. Люберцы, Октябрьский просп. Тел. 8(495)

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 ||
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.