Дауылды әлсіретуге жасалған талпыныстар: "Stormfury" жобасының тарихы
Project Stormfury
NOAA ағын суды әлсірету бағдарламасы: "Stormfury" жобасы. 1962-1983 ж. аралығында дауылдарды күміс йодидпен ұрықтандыру арқылы әлсіретуге тырысты, нәтижесі сәтсіз болды.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
NOAA ауа райын өзгерту бағдарламасы. "Стормфури" жобасы тропикалық дауылдарды әлсірету мақсатымен ұшақтарды дауылдың ішіне жіберіп, күміс йод себу арқылы жүзеге асырылған тәжірибе болды. Жоба 1962 жылдан 1983 жылға дейін АҚШ үкіметімен жүргізілді. Гипотеза бойынша, күміс йод дауылдағы судың қатты суынуына себеп болып, дауылдың ішкі құрылымын бұзуға тиіс еді, нәтижесінде Атлантика мұхитындағы бірнеше дауылға тұқым себілді. Бірақ кейін бұл гипотезаның дұрыс еместігі анықталды. Көрсетілгендей, көптеген дауылдарда бұлт себудің тиімді болуы үшін жеткілікті мөлшерде суытылған су болмайды. Сонымен қатар, зерттеушілер тұқым себілмеген дауылдардың да тұқым себілген дауылдардан күтілгендей құрылымдық өзгерістерге ұшырайтынын анықтады. Бұл жағдай "Стормфури" жобасының табыстарын күмәнді етті, себебі бұрын хабарланған өзгерістердің табиғи түсіндірмесі табылды. Соңғы тәжірибелік ұшу 1971 жылы жүзеге асырылды, себебі қолайлы дауылдар жетіспеді және NOAA флоты жаңартылды. "Стормфури" жобасы соңғы өзгерту экспериментінен он жылдан астам уақыт өткен соң ресми түрде тоқтатылды. Бұл жоба дауылдардың зиянды әсерін азайту мақсатына жетпесе де, оның бақылау деректері мен дауылдың өмірлік циклын зерттеу метеорологтардың дауылдардың қозғалысын және қарқындылығын болжау қабілетін арттыруға көмектесті.
NOAA weather modification program. Project Stormfury was an attempt to weaken tropical cyclones by flying aircraft into them and seeding with silver iodide. The project was run by the United States Government from 1962 to 1983. The hypothesis was that the silver iodide would cause supercooled water in the storm to freeze, disrupting the inner structure of the hurricane, and this led to seeding several Atlantic hurricanes. However, it was later shown that this hypothesis was incorrect. It was determined that most hurricanes do not contain enough supercooled water for cloud seeding to be effective. Additionally, researchers found that unseeded hurricanes often undergo the same structural changes that were expected from seeded hurricanes. This finding called Stormfury's successes into question, as the changes reported now had a natural explanation. The last experimental flight was flown in 1971, due to a lack of candidate storms and a changeover in NOAA's fleet. Project Stormfury was officially canceled more than a decade after the last modification experiment. Although the project failed to achieve its goal of reducing the destructiveness of hurricanes, its observational data and storm lifecycle research helped improve meteorologists' ability to forecast the movement and intensity of hurricanes.
Гипотеза
Бұлтты тұқым себуді алғаш рет Винсент Шефер және Ирвинг Лангмюр қолданды. Мұз кристалдарының жасанды түрде жасалғанын көргеннен кейін Лангмюр ауа райын өзгертуді ынталы түрде қолдады. Шефер құрғақ мұзды ұнтақтап бұлтқа төккенде, қар түрінде жауын-шашын пайда болды. Құйрық дауылдарға қатысты, оның айналасын күміс йодидпен тұқым себу арқылы жасырын жылу шығарылатыны болжалды. Бұл жаңа дауыл көзінің қалыптасуына көмектесер еді. Жаңа дауыл көзі ескі көзден үлкен болғандықтан, тропикалық циклонның желдері қысым градиентінің төмендеуіне байланысты әлсірейтін еді. Тіпті дауылдың жел жылдамдығының аздап төмендеуі де пайдалы болар еді: дауылдың зиян әлеуеті жел жылдамдығының квадратына пропорционалды түрде артады, сондықтан жел жылдамдығының шамалы төмендеуі де оның құрылыс бұзушылығын айтарлықтай азайтар еді.
Cloud seeding was first attempted by Vincent Schaefer and Irving Langmuir. After witnessing the artificial creation of ice crystals, Langmuir became an enthusiastic proponent of weather modification. Schaefer found that when he dumped crushed dry ice into a cloud, precipitation in the form of snow resulted. With regard to hurricanes, it was hypothesized that by seeding the area around the eyewall with silver iodide, latent heat would be released. This would promote the formation of a new eyewall. As this new eyewall was larger than the old eyewall, the winds of the tropical cyclone would be weaker due to a reduced pressure gradient. Even a small reduction in the speed of a hurricane's winds would be beneficial: since the damage potential of a hurricane increased as the square of the wind speed, a slight lowering of wind speed would have a large reduction in destructiveness.
"Cirrus" жобасы
"Циррус" жобасы – дауылды өзгертуге жасалған алғашқы тытыру. Бұл General Electric Corporation, АҚШ Армиясының Сигнал корпусы, Әскери-теңіз зерттеулер кеңсесі және АҚШ Әуе күштерінің бірлескен жобасы болды. Дауылды өзгертуге жасалған алғашқы тытыру 1947 жылдың 13 қазанында батыстан шығысқа қарай, теңізге қарай бағытталған дауылға қатысты. B-17 ұшағы дауылдың жаңбырлы аймақтарымен ұшып өтіп, бұлттарға шамамен 180 фунт (82 килограмм) ұсатылған құрғақ мұзды шашыратып жіберді.
Project Cirrus was the first attempt to modify a hurricane. It was a collaboration of the General Electric Corporation, the US Army Signal Corps, the Office of Naval Research, and the US Air Force. the first attempt to modify a hurricane began on October 13, 1947 on a hurricane that was heading west to east and out to sea. The seeding B 17 flew along the rainbands of the hurricane, and dropped nearly 180 pounds (82 kilograms) of crushed dry ice into the clouds.
Жобалар арасында
1955 жылы құрылған АҚШ Ұлттық дауылдар зерттеу жобасы дауылдарды өзгету әдістерінің ғылыми негізділігін зерттеуді мақсат етті. Осы мақсатта 1958 жылдың тамызында «Дейзи» даулында күміс йодидті тарату құралдары сынақтан өтті. Бұл құралдар дауылдың көзінен тыс жерге орналастырылды, сондықтан бұл модификациялау тәжірибесі емес, жабдықты сынау болды. Рейстердің біреуін қоспағанда, барлық рейстерде жабдықтар істен шықты және нақты деректер алынбады. Келесі күні тағы да тұқым себу рейстері жасалды. Бірақ бұл жолы күміс йодид дауылдың көзіне түспеді және желдің жылдамдығында ешқандай төмендеу байқалмады. Бұл екі нәтиже тәжірибені «сәтті» деп бағалауға негіз болды. «Эстер» даулына тұқым себу 1962 жылы «Stormfury» жобасының құрылуына әкелді. «Stormfury» жобасы – АҚШ Сауда министрлігі мен АҚШ Әскери-теңіз күштерінің бірлескен жобасы болды. 1962 жылдың шілде-тамыз айларында Флагстафф (Аризона штаты) маңындағы дауыл кезінде ғалымдар «сынақ қоян» дауылдарын таңдап, оларға химиялық заттар септі. Әсерлер уақыт өте келе кинокамералар, стереокамералар, дауылдар радары, молния детекторлары және ұшақтардағы жылу сенсорлары арқылы мұқият талданды. Таңдалған бұлттарға су тамшыларының санын уақытша арттыратын «конденсациялық ядролар» және бұлттың бір бөлігін ұсақ қар кристалдарына айналдыратын, ауада ұзақ сақталып қалатын құрғақ мұз ұнтағы себілді. Бұл заттарды қолдану дауылдың сипаттамаларын зерттеуге мүмкіндік берді. Дауылдарды тұқымдау үшін таңдауда бірнеше талаптар сақталды. Дауыл адамдар тұратын жерге тәулігіне 10 пайыздан кем мүмкіндікпен жақындауы керек еді; ол тұқым себу ұшақтарының жете алатын қашықтығында болуы керек еді; және ол жақсы қалыптасқан көзі бар, күшті дауыл болуы керек еді. 1962 жылғы маусымда қолайлы дауылдар болған жоқ. Келесі жылы «Stormfury» аспандағы бұлттармен тәжірибе жүргізе бастады. Сол жылдың 17-20 тамызы аралығында 11 бұлт бойынша тәжірибе жасалды, оның 6-сы тұқым себілді, ал 5-і бақылау тобы болды. Тұқым себілген алты бұлттың бесеуінде жұмыс гипотезасына сәйкес келетін өзгерістер байқалды. 1963 жылдың 23 тамызында «Беула» даулында келесі тұқым себу әрекеті жасалды. Оның көзінің қабырғасы анық емес еді. Сонымен қатар, күміс йодидті дұрыс емес жерге себу қателіктеріне әкелді. Нәтижесінде ештеңе болған жоқ. «Беуладан» кейін алты жыл бойы түрлі себептермен тұқым себу жүргізілмеді. 1964 жылы өлшеу және бақылау құралдары пайдалануға дайын болған жоқ. 1965 жылғы Атлантика дауылдары маусымында теңізде болғанда «Stormfury» метеорологтары «Бетси» даулының тұқым себуге жақсы кандидат екенін анықтады. Алайда, дауыл дереу құрлыққа қарай бұрылды және 1 қыркүйекте жоспарланған рейстер тоқтатылды. Бірнеше газеттерде тұқым себу басталғаны туралы хабарланды, бірақ шындығында ол жүргізілмеді. 1969 жылға дейін жақын жерде тұқым себу әрекеттері болған жоқ. Осы аралықта жабдықтар жақсартылды. Бұрынғы қолмен құрғақ мұзды төгу әдісі күміс йодидпен толтырылған ракета контейнерлерімен және содан кейін ұшақтардың қанаттарына орнатылған, күміс йодидті бұлттарға атқылайтын құрылғылармен ауыстырылды. Бақылау құралдары да жетілдірілді. 18 тамыз және 20 тамызда 13 ұшақ дауылды бақылауға және тұқым себуге ұшты. Бірінші күні желдің жылдамдығы 31% төмендеді. Сонымен қатар, бір сағат сайын жиі тұқым себу қажеттігі де анықталды. 1970 және 1971 жылдардағы маусымда қолайлы тұқым себуге болатын дауылдар табылмады. «Stormfury» тропикалық циклонды өзгертудің орнына оны түсінуге күш сала бастады. Сонымен қатар, жобаның B 17 ұшақтарының пайдалану мерзімі аяқталып қалды. Бұл жобаға 30 миллион доллар жұмсалды (жыл белгісіз).
The United States Weather Bureau's National Hurricane Research Project, founded in 1955, had as one of its objectives to investigate the scientific validity of hurricane modification methods. To this end, silver iodide dispensers were tested in Hurricane Daisy in August 1958. The flares were deployed outside of the hurricane eyewall, so this was an equipment test rather than a modification experiment. The equipment malfunctioned in all but one of the flights, and no conclusive data was acquired. The next day, more seeding flights were made. This time, the silver iodide did not fall into the eyewall, and no reduction in windspeed was observed. These two results were interpreted as making the experiment a "success". The seedings into Hurricane Esther led to the establishment of Project Stormfury in 1962. Project Stormfury was a joint venture of the United States Department of Commerce and the United States Navy. During the 1962 July–August storm season in Flagstaff, Arizona, the scientists, selected "guinea pig" storms, and seeded them with chemicals. Effects were thoroughly analyzed from the ground and from the air with time lapse motion picture cameras, stereo still cameras, storm radar, lightning detectors, and airborne heat sensors. Among the agents inserted in selected clouds were "condensation nuclei" which temporarily increased the number of water droplets in the cloud, and pulverized dry ice, which turns a portion of the cloud to fine snow crystals that remain aloft. The utilization of these agents facilitated study of a storm's characteristics. There were several guidelines used in selecting which storms to seed. The hurricane had to have a less than 10 percent chance of approaching inhabited land within a day; it had to be within range of the seeding aircraft; and it had to be a fairly intense storm with a well formed eye. No suitable storms formed in the 1962 season. Next year, Stormfury began by conducting experiments on cumulus clouds. From August 17 to 20 of that year, experiments were conducted in 11 clouds, of which six were seeded and five were controls. In five of the six seeded clouds, changes consistent with the working hypothesis were observed. On August 23, 1963, Hurricane Beulah was the site of the next seeding attempt. It had an indistinct eyewall. In addition, mistakes were made, as the seedings of silver iodide were dropped in the wrong places. As a consequence, nothing happened. In the six years after Beulah, no seedings were conducted for several different reasons. In 1964, measurement and observation equipment was not ready to be used. While out to sea in August of the 1965 Atlantic hurricane season, Stormfury meteorologists decided that Hurricane Betsy was a good candidate for seeding. However, the storm immediately swung towards land, and on September 1, the planned flights were canceled. For some reason, the press was not notified that there were no seedings, and several newspapers reported that it had begun. There were no more near seedings until 1969. In the interim, equipment was improved. What once was the primitive method of hand dumping dry ice was replaced with rocket canisters loaded with silver iodide, and then gun like devices mounted on the wings of the airplanes that fired silver iodide into the clouds. Observation equipment was improved. On August 18 and again on August 20, thirteen planes flew out to the storm to monitor and seed it. On the first day, windspeeds fell by 31%. Among other conclusions was the need for frequent seeding at close to hourly intervals. The 1970 and 1971 seasons provided no suitable seeding candidates. Stormfury began to refocus its efforts on understanding, rather than modifying, tropical cyclones. At the same time, the Project's B 17s were nearing the end of their operational lifetimes. At the cost of $30 million (year unknown)
Жұмыс гипотезасының қателігі
Көптеген дауылдардың көз қабырғасы бұрын да, мысалы, "Сара" және "Донна" дауылдары сияқты, өте күшті дауылдарда анықталған. Екі көз қабырғасы әдетте тек өте қарқынды жүйелерде ғана көрінетін. Олар кейбір тұқым себілген дауылдарда тұқым себуден кейін де байқалды. Сол кезде көз қабырғасының диаметрінің жылдам өзгеруі, болжамды сәтті тұқым себуден басқа, дауылдың қарқындылығының жылдам өзгеруі кезінде ғана тіркелді. Тұқым себудің екінші көз қабырғасын тудырғаны ма, әлде бұл табиғи циклдің бір бөлігі ме (өйткені корреляция себеп-салдарлық байланысты білдірмейді) әлі анық емес еді. Бастапқыда, тұқым себілген, бірақ тұқым себілмеген жүйелерде байқалған көз қабырғасының өзгеруіне ұқсас өзгерістер "Stormfury" жобасының сәттілігін көрсететін дәлел деп есептелді. Бірақ егер кейін мұндай көз қабырғасының өзгеруі тұқым себілмеген жүйелерде де жиі кездесетіні анықталса, онда мұндай байқаулар жобаны басқаратын гипотеза мен болжамдарға күмән тудырар еді. Деректер мен байқаулар жинала бастады, олар "Stormfury" жобасының жұмыс гипотезасын жоққа шығарды. "Анита" және "Дэвид" дауылдарынан бастап, дауылды іздеу ұшақтары "сәтті" тұқым себілген дауылдарда болған оқиғаларға ұқсас жағдайларға тап болды. "Анита", "Дэвид", "Фредерик" және "Аллен" дауылдарындағы басқа байқаулар тропикалық циклонның өте аз мөлшерде суытылған суға және көп мөлшерде мұз кристалдарына ие екенін көрсетті. Тропикалық циклонның суытылған суы аз болуының себебі – мұндай жүйедегі көтерілетін ауа ағындары судың жаңбыр немесе мұз түрінде түсуіне кедергі келтіруге тым әлсіз. Бұлтты себу үшін суытылған су қажет болғандықтан, суытылған судың жетіспеуі себудің тиімсіздігін білдірді. Осы байқаулар "Stormfury" жобасының негізін күмәнді ете түсті. 1983 жылдың ортасында "Stormfury" жобасы оны басқаратын гипотезаның жарамсыздығына байланысты тоқтатылды.
Multiple eyewalls had been detected in very strong hurricanes before, including Typhoon Sarah and Hurricane Donna. Double eyewalls were usually only seen in very intense systems. They had also been observed post seeding in some of the seeded storms. At the time, the only observations of rapid changes in eyewall diameter, other than during presumably successful seedings, occurred during rapid changes in storm intensity. It remained unclear whether the seedings caused the secondary eyewalls or whether it was just part of a natural cycle (because correlation does not imply causation). It was initially thought that eyewall changes similar to those observed in seeded but not unseeded systems provided the evidence that Project Stormfury was a success. But if it was later observed that such eyewall changes were common in unseeded systems as well, such observations would throw doubt on the hypothesis and assumptions driving Project Stormfury. Data and observations did in fact begin to accumulate that debunked Stormfury's working hypothesis. Beginning with Hurricanes Anita and David, flights by hurricane hunting aircraft encountered events similar to what happened in "successfully" seeded storms. Other observations in Hurricanes Anita, David, Frederic, and Allen also discovered that tropical cyclones have very little supercooled water and a great deal of ice crystals. The reason that tropical cyclones have little supercooled water is that the updrafts within such a system are too weak to prevent water from either falling as rain or freezing. As cloud seeding needed supercooled water to function, the lack of supercooled water meant that seeding would have no effect. Those observations called the basis for Project Stormfury into question. In the middle of 1983, Stormfury was finally canceled after the hypothesis guiding its efforts was invalidated.
Мұра
Дауылдардың күшін әлсіретіп, олардың зияндылығын азайту мақсатындағы "Stormfury" жобасы толық сәтсіздікке ұшырады, себебі ол тропикалық циклонның табиғи процестерін және адамның араласуының әсерін ажырата алмады. 2000 жылы HRD 30 адамды жұмысқа алды және оның жылдық бюджеті шамамен 2,6 миллион долларға бағаланды. Дегенмен, "Stormfury" жобасының да пайдалы нәтижелері болды. Ұшу барысында алынған білім оның болжамдарын жоққа шығаруда аса құнды болып табылды. Кубаның бұрынғы президенті Фидель Кастро "Stormfury" жобасының дауылдарды қару ретінде пайдалануға бағытталғанын айтты.
In the sense of weakening hurricanes to reduce their destructiveness, Project Stormfury was a complete failure because it did not distinguish between natural phenomena in tropical cyclones and the impact of human intervention. In 2000, the HRD employed 30 people and has a budget of roughly $2.6 million each year. However, Project Stormfury had positive results as well. Knowledge gained during flights proved invaluable in debunking its hypotheses. Former Cuban president Fidel Castro alleged that Project Stormfury was an attempt to weaponize hurricanes.