Впервые ученые получили прямые, поддающиеся количественной оценке наблюдения за засеванием облаков увеличением количества снегопадов - от роста кристаллов льда через процессы, происходящие в облаках, до возможного выпадения снега.
Поддерживаемый Национальным научным фондом (NSF) проект, получивший название SNOWIE (Seeded and Natural Orographic Wintertime Clouds - the Idaho Experiment), проходил с 7 января по 17 марта 2017 года в бассейне Пайетт штата Айдахо и рядом с ним. расположен примерно в 50 милях к северу от Бойсе.
Исследование проводилось совместно с базирующейся в Бойсе компанией Idaho Power Company, которая обеспечивает большую часть своей электроэнергии за счет плотин гидроэлектростанций.
На западе США и в других полузасушливых горных регионах по всему миру запасы воды поддерживаются в основном за счет таяния снега. Растущее население предъявляет более высокие требования к воде, в то время как более теплые зимы и более ранние весны сокращают снежный покров и запасы воды. Менеджеры по водным ресурсам рассматривают засев облаков как потенциальный способ увеличения зимнего снегопада.
«Но ни у кого не было исчерпывающего набора наблюдений того, что на самом деле происходит после того, как вы засеете облако», - говорит Джефф Френч, атмосферный ученый из Университета Вайоминга (UW) и главный исследователь SNOWIE. «Существовали только гипотезы. Никогда не было наблюдений, показывающих все этапы засеивания облаков».
Френч является ведущим автором статьи, сообщающей о результатах, опубликованных в сегодняшнем выпуске журнала Proceedings of the National Academy of Sciences. Соавторы статьи связаны с Университетом Колорадо в Боулдере, Университетом Иллинойса в Урбана-Шампейн, Национальным центром атмосферных исследований и Энергетической компанией Айдахо.
Француз считает, что современные технологии сделали возможным детальное наблюдение за засевом облаков, ссылаясь на использование наземного радара, а также радара на исследовательском самолете UW King Air и на многочисленные полеты над горами возле Бойсе.
«Это исследование показывает, что современные инструменты могут быть применены к давним научным вопросам», - говорит Ник Андерсон, программный директор отдела атмосферных и геокосмических наук NSF, который финансировал исследование. «Теперь у нас есть прямые наблюдения, что засев некоторых облаков происходит по пути, впервые теоретизированному в середине 20-го века».
Засев облаков стимулирует снегопад, выделяя йод серебра в облака из воздуха или наземных генераторов. В проекте SNOWIE самолет, поддерживаемый Idaho Power Company, выпустил йодид серебра, в то время как UW King Air провел измерения для контроля воздействия йодида серебра.
Засев облаков произошел во время 21 полета. По словам Френча, во время трех полетов Idaho Power была вынуждена приостановить засев облаков, потому что в горах Айдахо и так было много снега. UW King Air совершил 24 рейса продолжительностью от четырех до шести часов каждый, последние три из которых отслеживали естественную активность снегопадов.
Численное моделирование измерений осадков проводилось с использованием суперкомпьютера Cheyenne в Суперкомпьютерном центре NCAR-Wyoming.
Числовые модели имитировали облака и снегопад над бассейном Пайетт, созданные как при естественных штормах, так и при засеве облаков. Модели позволяют исследователям изучать штормы, когда измерения в полевых условиях не проводились.
«В долгосрочной перспективе мы сможем ответить на вопросы о том, насколько эффективен засев облаков и какие условия могут быть необходимы», - говорит Френч. «Управляющие водными ресурсами, а также государственные и федеральные агентства могут принимать решения о том, является ли засев облаков жизнеспособным вариантом для добавления дополнительной воды к запасам из снежного покрова в горах."