Т.В. Тулайкова1, Вэй Цзяхуа2, Ли Тицзянь3, Ян Диран4, Чен Гуоксин5, С.Р. Амирова‑6, Ван Цзиньчжао7

1–7 Университет Цинхуа, Государственная лаборатория гидротехники и инженерии (Пекин, Китай)
3 tulaik@yandex.ru

Постановка проблемы. В последнее время становится актуальным воздействие различными методами для усиления атмосферных осадков внутри естественных облаков. В статье предлагается новый такой метод с использованием низкочастотных акустических сигналов частотой 40-300 Гц, издаваемых воздушными сиренами вблизи земли.

Цель. Определить необходимые акустические параметры сигналов, их частоту и мощность для эффективного столкновения капель воды в естественных облаках.

Результаты. Получены удобные аналитические выражения для их использования в полевых экспериментах, а также приведены примеры расчетов для различных условий, отмечено, что происходит увеличение интенсивности звука непосредственно в атмосфере за счет дифракции.

Практическая значимость. С помощью представленного метода достигается необходимый эффект, определяются оптимальные варианты и режимы акустики в естественных облаках.

Тулайкова Т.В., Цзяхуа Вэй, Тицзянь Ли, Диран Ян, Гуоксин Чен, Амирова С.Р., Цзиньчжао Ван. Оптимизация акустического воздействия для усиления осадков внутри естественных облаков с помощью наземного метода // Нанотехнологии: разработка, применение – XXI век. 2024. Т. 16. № 3. С. 59–67. DOI: https://doi.org/ 10.18127/ j22250980-202403-07

1. Bruintjes R.T. A review of cloud seeding experiments to enhance precipitation and some new prospects. Bul. Am. Met. Sci. 1999. V. 80. P. 805–820.
2. Drofa A.S. et al. Formation of cloud microstructure: the role of hygroscopic particles. Izvestiya. Atmospheric and oceanic physics. 2006. V. 42. P. 355–366.
3. Dinevich L., Ingel L., Khain A. Evaluation of ice-forming particles from ground generator. Modern High Technol. 2013. V. 2. P. 15–25.
4. Vulfson N.I., Levinv L.M. Meteotron as a means of influencing the atmosphere. Hydrometeoizdat. Moscow. Russia. 1987.
5. Abshaev M.T. et al. CFD simulation of updrafts initiated by a vertically directed jet fed by the heat of water vapor condensation. Nature Scientific Reports. 2022. V.12. P. 9356.
6. Mednikov A.P. Acoustic coagulation and precipitation of aerosols. Springer. New York. 2013.
7. Shi Y., Wei J. Discrete element simulation of acoustic agglomeration of aerosol particles, in: 2nd International Workshop on Global Water Cycle and Sky River Research. Tsinghua University. Beijing. China. 2019.
8. Tulaykova T. et al. Acoustic rains. Phys-math-book. Moscow. Russia. 2010.
9. J. Wei J. et al. Cloud and precipitation interference by strong low-frequency sound wave. Sci. Chin. Tech. Sci. 2021. V. 64. P. 261–272.
10. Wei J. et al. The combination of low-power thermal jets with acoustic waves for precipitation enhancement in clouds. J. Science Intensive Technology. 2022. V. 23. P. 10–20.
11. Acoustics. Attenuation of sound during propagation outdoors. Part 1: Calculation of the absorption of sound by the atmosphere (MOD). ISO 9613-1:1993.
12. Polyanin A.D., Zaitsev V.F. Exact solutions for ordinary differential equations, CRC Press. Boca Raton. New-York. USA. 2003.
13. Nalbandyan O. The clouds microstructure and the rain stimulation by acoustic waves. Atmospheric and Climate Sciences. 2011. V. 1. P. 86–90.
14. Miles N.L. et al. Cloud droplet size distributions in low-level stratiform clouds. J. Atmosp. Science AMS. 2000. V. 57. P. 295–311.
15. Smarychev M.D. Directivity of hydro acoustic antennas. Ship-pub. Leningrad. Russia. 1973.