Estudio de la Posibilidad de Estimular la Convección de Nubes mediante la Energía de Radiación Solar Absorbida en una Capa de Aerosoles Artificiales
Autores: Abshaev, Magomet T.; Abshaev, Ali M.; Aksenov, Andrey A.; Fisher, Julia V.; Shchelyaev, Alexander E.; Al Mandous, Abdulla; Wehbe, Youssef; El-Khazali, Reyad
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Estudio de la Posibilidad de Estimular la Convección de Nubes mediante la Energía de Radiación Solar Absorbida en una Capa de Aerosoles Artificiales
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Creación de nubes artificiales
Capa de aerosol
Convección térmica
Dinámica de fluidos computacional
Verificadores de aerosol
Composición de aerosol pirotécnico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Consideramos la posibilidad de crear nubes artificiales similares a las nubes de Pyro formadas en la naturaleza sobre grandes incendios forestales y otros fuegos. Se supone que la creación de una capa de aerosol superficial artificial que absorba la radiación solar puede llevar al calentamiento de volúmenes de aire locales e iniciar la convección térmica. La posibilidad de tal convección fue examinada teóricamente utilizando el paquete de software de dinámica de fluidos computacional FlowVision, en el cual se resuelven las ecuaciones de movimiento, energía y transferencia de masa en variables relativas. Los experimentos numéricos mostraron la posibilidad principal de iniciar la convección de nubes solo bajo algunas condiciones atmosféricas favorables (bajas velocidades del viento, tasa de descenso de temperatura mayor a 8-9 grados C/km), con un área de capa de aerosol de al menos 5-10 km y una duración de su existencia (calentamiento) de al menos 30 minutos. Para evaluar la posibilidad de la implementación práctica de este método, se desarrollaron y probaron ocho variantes de composiciones de humo altamente eficientes, y se produjeron dos lotes de fichas de aerosol que pesaban 25 kg, creando un aerosol de tamaño óptimo para absorber la radiación solar. Los cálculos de la dosis requerida basados en los resultados de pruebas de laboratorio y de campo de las fichas mostraron que para un experimento para iniciar la convección de nubes se necesitan quemar varios miles de fichas. El consumo de composición de aerosol pirotécnico (decenas de toneladas) es aproximadamente 1.5 veces menor que la quema de productos petroleros en meteotrón previamente probados. Sin embargo, por razones de seguridad ambiental, es aconsejable realizar pruebas a gran escala y la aplicación del método de capa de aerosol lejos de áreas pobladas.
Descripción
Consideramos la posibilidad de crear nubes artificiales similares a las nubes de Pyro formadas en la naturaleza sobre grandes incendios forestales y otros fuegos. Se supone que la creación de una capa de aerosol superficial artificial que absorba la radiación solar puede llevar al calentamiento de volúmenes de aire locales e iniciar la convección térmica. La posibilidad de tal convección fue examinada teóricamente utilizando el paquete de software de dinámica de fluidos computacional FlowVision, en el cual se resuelven las ecuaciones de movimiento, energía y transferencia de masa en variables relativas. Los experimentos numéricos mostraron la posibilidad principal de iniciar la convección de nubes solo bajo algunas condiciones atmosféricas favorables (bajas velocidades del viento, tasa de descenso de temperatura mayor a 8-9 grados C/km), con un área de capa de aerosol de al menos 5-10 km y una duración de su existencia (calentamiento) de al menos 30 minutos. Para evaluar la posibilidad de la implementación práctica de este método, se desarrollaron y probaron ocho variantes de composiciones de humo altamente eficientes, y se produjeron dos lotes de fichas de aerosol que pesaban 25 kg, creando un aerosol de tamaño óptimo para absorber la radiación solar. Los cálculos de la dosis requerida basados en los resultados de pruebas de laboratorio y de campo de las fichas mostraron que para un experimento para iniciar la convección de nubes se necesitan quemar varios miles de fichas. El consumo de composición de aerosol pirotécnico (decenas de toneladas) es aproximadamente 1.5 veces menor que la quema de productos petroleros en meteotrón previamente probados. Sin embargo, por razones de seguridad ambiental, es aconsejable realizar pruebas a gran escala y la aplicación del método de capa de aerosol lejos de áreas pobladas.