Лес часто называют зеленым богатством. И это действительно так на долю нашей страны приходится пятая часть лесной площади Земли, треть всех древесных запасов, и три пятых мировых запасов наиболее ценной, хвойной древесины. И наш долг - разумно беречь это богатство, рационально использовать его.
Юрий СОТНИК.
Я лечу в самолете-зондировщике, где работает коллектив, именуемый «Опытно-производственное звено по борьбе с лесными пожарами с помощью искусственно вызванных осадков»
Название громоздкое, а коллектив маленький помимо принятого на «ЛИ-2» экипажа из пятерых человек. в состав звена входят еще лишь двое командир звена - старший летчик-наблюдатель Виталий Иванович Ковалев, и бортаэролог Нина Ильинична Волкова.
От обычного грузопассажирского самолета зондировщик отличается тем, что на плоскостях его установлены самопишущие метеорологические приборы, да еще немалым количеством приборов оснащено рабочее место Нины Ильиничны, которое помещается в салоне. Надо упомянуть, и о медных трубках для кислорода, что тянутся вдоль бортов.
Командир корабля - Михаил Евгеньевич Сахаров. Это один из старейших пилотов страны (если говорить о тех, кто еще не ушел на пенсию). Это он в свое время разыскал совершивший вынужденную посадку самолет Гризодубовой, Осипенко, и Расковой Сейчас, в свои шестьдесят с лишним лет, он уже третий сезон с мальчишеской увлеченностью занимается опытами по тушению пожаров с помощью «искусственного» дождя.
Сегодня пожаров в Красноярском крае нет, но синоптики пообещали развитие «хорошей кучевки», и зондировщик летит, чтобы еще, и еще раз отшлифовать в общем-то уже неплохо разработанную методику, и, чтобы в профилактических целях смочить подсыхающую тайгу.
Мы высматриваем подходящий «нумулюс». Мне трудно удержаться от желания шикнуть знанием профессионального жаргона. Все виды облаков имеют свое латинское наименование, слово «нумулюс» означает «кучевое» «Кумулюсов» вокруг нас довольно много, они плавают клочками ваты над сизой тайгой, но нас интересует не просто «куму-люс», а «нумулюс конгестус» - мощно-кучевое облако.
Скоро мы находим его. Среди множества небольших плоских облаков оно возвышается на горизонте, как огромный белый утес основание его находится примерно в тысяче восьмистах метрах от земли, а вершина где-то за пределами пяти тысяч метров. Вот к этой вершине мы, и должны подобраться.
Надеваем кислородные маски. В салоне появляется новое действующее лицо бортрадист Николай Харченко. В данном случае его вполне можно назвать стрелком-радистом. Он приносит две ракетницы, и коробку с пиропатронами. Только это не обычные сигнальные ракеты к пиросоставу в каждой из них примешано девять - двенадцать граммов мельчайшего порошка йодистого свинца. Разложив свое хозяйство, Харченко отвинчивает металлическую заслонку на «форточке», проделанной в одном из иллюминаторов, заряжает ракетницу, садится рядом с «форточкой», и ждет.
Высота свыше пяти тысяч метров. Температура за бортом - минус восемь. Мы летим вокруг вершины облака, очень близко от нее. Справа - голубое небо, слева - белая бугристая стона.
Всем известно, что облако - это скопление мельчайших капелек воды. Здесь, где температура минус восемь, эта вода находится в переохлажденном состоянии. Достаточно небольшого толчка, чтобы она закристаллизовалась в лед.
В салоне дважды вякает автомобильная сирена. Это сигнал «приготовиться». Радист выставляет дуло ракетницы в «форточку». Еще раз вякает сирена. выстрел. Никто не видит, как уходит в облако ракета, но все знают, что в нем сейчас происходит. Пиросостав сгорает, и в облаке в виде аэрозоля распыляются мириады частиц йодистого свинца. Их кристаллическая структура схожа с кристаллической структурой льда. Когда они соприкасаются с капельками переохлажденной воды, те сразу оседают на них, закристаллизовавшись в лед, падают, захватывая по дороге все новые капли. В облаке начинается невидимый нам снегопад. Но спустившись ниже, туда, где воздух теплый, снег растает, и выпадет на землю дождем.
В одном грамме йодистого свинца - 10 ядер кристаллизации. Одного патрона достаточно, чтобы вызвать дождь из облака объемом в 8 - 10 кубических километров. Но наше облако побольше. Радист стреляет в него еще два раза, примерно через каждые пятьдесят секунд, затем пилоты отводят самолет от облака, и мы кружим вокруг него, наблюдая за вершиной. В белой горе, с почти отвесными склонами, образовалась лощина, скорее провал, который все время растет. Еще несколько минут и вся вершина осела вместо пышных белых клубов перед нами мутная, волокнистая, растянувшаяся в горизонтальной плоскости масса. «Наковальня» - так называют метеорологи закристаллизовавшуюся вершину.
Самолет начинает быстро спускаться, так, что в ушах ломит. Внизу, над тайгой, радуга. Но вот мы уже под облаком, на которое полчаса тому назад «воздействовали». Слышен стук дождя по фюзеляжу.
В Ленинградском институте лесного хозяйства (ЛенНИИЛХ) есть отдел охраны леса от пожара. Его возглавляет кандидат сельскохозяйственных наук Евгений Степанович Арцыбашев. Наступление на лесные пожары отдел ведет с самых различных, порой неожиданных фронтов. Вот несколько примеров.
Парашютисты-пожарные, и пожарные-десантники пользуются ранцевыми лесными опрыскивателями, в которых они доставляют воду от, какого-нибудь источника к очагу пожара. Таскать через таежный колодник даже двадцать килограммов нелегко. Сотрудники отдела нашли косвенный способ увеличить емкость ранца вдвое, не повышая нагрузки на человека. С 1965 года люди отправляются на пожар, имея при себе маленькие пакетики с сульфанолом. Ничтожная добавка этого вещества к воде вдвое снижает ее поверхностное натяжение, и тем самым увеличивает ее смачивающую способность.
Когда горят торфяники, окапывать пожар приходится глубокими траншеями, иной раз в человеческий рост. В отделе создали «ствол-пику» - своеобразный огромный шприц, «игла» которого загоняется в землю на глубину до 120 сантиметров. Вода (тоже с сульфанолом) подается мотопомпой под большим давлением. Ряд таких инъекций, сделанных с интервалом в 30 - 40 сантиметров, заменяет траншею. Этот метод (а он, кстати, получил на ВДНХ золотую медаль) в 10 - 15 раз экономит труд по сравнению с окапыванием.
Прошлым летом шли мы с Арцыбашевым по дощатым тротуарчикам районного центра Богучаны в Красноярском крае. Над нами довольно низко пролетел самолет «АН-2» И вдруг я слышу, как с неба, легко перекрывая гул мотора, несется мощный человеческий голос. Голос этот предупреждает жителей поселка, что в связи с отсутствием дождей, и жаркой погодой наступил «пожароопасный период». Голос призывает богучанцев соблюдать все противопожарные правила в лесу.
- Это «ПЗС» - противопожарная звуковая станция, разработанная по нашему заказу, - говорит Арцыбашев. - Ее устанавливают на патрульных самолетах, и вертолетах лесной авиации.
Я представил себе сидят где-нибудь в сотнях километров от жилья обросшие бородами геологи или топографы, сидят в такой глуши, где за три месяца человека не встретишь. Гул самолета их не удивляет. Но вдруг с неба несется:
- Товарищи! Почему у вас не окопан костер? Немедленно окопайте костер!
Готовность использовать для своего дела самые неожиданные области знаний стала в отделе традиционной. Заинтересовались здесь, и тем, что у специалистов называется довольно неуклюже - «активное воздействие на облака». А идея сводилась к тому нельзя ли тушить пожары искусственно вызванным дождем?
Есть в Ленинграде одно из старейших l - научных учреждений России Государственная геофизическая обсерватория (ГГО) имени А. И. Воейкова. Ученые-лесопожарники обратились за консультацией туда. Оказалось, что обсерватория давно уже занимается «активным воздействием на облака», что здесь есть хорошо оборудованный самолет-лаборатория. Сотрудникам Арцыбашева была предоставлена возможность полетать на этом самолете в районе Волхова, и они убедились искусственно вызванные дожди бывают настолько обильны, что вполне могут потушить лесной пожар или, во всяком случае, намного облегчить борьбу с ним.
Но в общем-то первые консультации с метеорологами оказались весьма обескураживающими. Вот их доводы против.
Когда больше всего горит тайга? В наиболее сухой период, когда выпадает минимум дождей. И как можно надеяться на то, что именно в том месте, где загорелся лес, окажется облако, из которого можно «выжать» дождь?
Это последнее возражение разделялось не только метеорологами, но, и людьми, непосредственно связанными с лесом, с охраной его. Даже на них, людях, связанных с лесными пожарами, сказывался своеобразный гипноз одного только слова «пожар» коли пожар, значит, надо немедленно тушить.
А что же на самом деле происходит в лесу, когда он горит?
Летит над тайгой патрульный самолет, в нем группа парашютистов-пожарников. Увидели, что загорелся участок леса, - сбрасывают парашютистов. Человек пять-шесть ликвидируют пожар. Но ликвидировать пожар у лесных пожарников вовсе не значит погасить его. Тактика пожарных команд в городах состоит из двух элементов отрезать огню пути для дальнейшего наступления, и погасить то, что уже горит. В тайге, где людей мало, где доставка к месту пожара очень трудна, тактика иная. То, что уже загорелось, пусть себе догорает. Главное - это не пустить огонь дальше.
Почти каждый год в том или ином таежном краю (а тайга наша велика) выдается такой период, когда жара стоит неделями, и пожаров возникает столько, что, какой-нибудь из них «выходит из-под контроля», как говорят лесники, и захватывает территорию в сотни, и тысячи гектаров. Лес на этих тысячах гектаров горит до тех пор, пока его не потушит дождь. Сотрудники Арцыбашева давно знали, что свыше восьмидесяти процентов леса «съедают» именно крупные пожары (крупным принято считать пожар, площадь которого превышает 200 гектаров).
Авторы нового метода рассуждали примерно так представим себе, что с момента перехода пожара в категорию крупных, и до выпадения дождя, победившего его, проходит три недели. Предположим, что у нас нет облачности ни на третий день с начала пожара, ни на пятый, ни на десятый. Но учтем, что пожар растет не линейно, а с каждым днем растет его площадь, значит, количество сгоревшего леса увеличивается в геометрической прогрессии. Таким образом, получается, что, вызвав искусственные осадки всего лишь за пять дней до того, как выпадут естественные, мы спасем столько леса, сколько его сгорело за предыдущие пятнадцать дней, то есть отнимем у пожара половину обреченного на гибель леса.
Знали в отделе, и другое. В жаркое летнее время над тайгой особенно часто можно наблюдать развитие так называемой конвективной облачности; тайга - это ведь гигантский испаритель, перекачивающий из земли в небо миллионы, и миллионы тонн воды. Образующиеся у земли восходящие токи теплого, влажного воздуха поднимаются на значительную высоту. Охладившись, этот воздух направляется вниз, но по дороге вновь вовлекается в восходящий поток, и устремляется вверх. Водяной пар конденсируется в мельчайшие капли, облако растет.
Развитие конвективной облачности легко наблюдать летом, и в центральных районах страны, но над тайгой это явление особенно частое. Часов в одиннадцать утра зарождаются мелкие кучевые облака. Они растут буквально на глазах, и примерно к двум часам достигают максимальных размеров. Часов в 5 - 6, когда дневной жар спадает, они тают, как правило, не разразившись дождем.
Примем, что один кубический метр мощного кучевого облака содержит 10 граммов воды (бывает значительно больше). Значит, из облака объемом всего лишь в 10 кубических километров можно получить 100 тысяч тонн воды. Ряд советских ученых (Е. К. Федоров, В. М. Мучник, Г. Ф. Прихотько) считает, что кучевое облако, разражаясь дождем, вовлекает в себя, и конденсирует все новые, и новые массы парообразной влаги, и в результате проливает на землю воды в четыре с лишним раза больше, чем в нем первоначально содержалось.
Что же получается? Тайга горит, а в это время над пожарами висят сотни тысяч, а иногда, и миллионы тонн воды, которые никак не используются.
Разумеется, личных наблюдений, пусть, и 1 основанных на многолетнем знакомстве с тайгой, было мало. Чтобы обосновать постановку весьма дорогого эксперимента, нужны были точные цифровые данные. Этим занималась старший инженер Людмила Васильевна Столярчук. Она пустилась в длительные путешествия по местным авиабазам, и метеоцентрам, собирая архивные данные о крупных лесных пожарах, и о сопутствующей им погоде. Приведу несколько цифр, полученных ею. В 1965, и 1966 годах «рекордсменами по горимости» оказались Иркутская область - 78 крупных лесных пожаров и Читинская - 62.
В 1965 году средняя продолжительность крупного лесного пожара в Читинской области составила 24 дня, а в 1966 году - 14. Кроме того, 10 крупных лесных пожаров действовали в 1965 году свыше двух месяцев. Но ни в Читинской, ни в Иркутской областях эти два года не были засушливыми.
На странице 50 приведена любопытная диаграмма. Она сделана на основе данных, собранных по Иркутской области за 1965 год. Ломаной кривой обозначено число пожаров, бушевавших в период с 5 мая по 20 июня, а столбиками - метеостанции, отметившие осадки, выпавшие в те же дни. Метеостанции эти подобраны так, чтобы они находились не дальше чем за пятьдесят километров от пожаров (среднее расстояние - 27 км). Цифры над столбиками указывают количество выпавших за сутки осадков в миллиметрах (табл. 1).
Как видите, дожди в это время шли почти каждый день, значит, весь этот период над тайгой возникали конвективные облака. Но осадки, выпавшие из них, носили пятнистый характер, и не попали на пожары или же были недостаточно интенсивными. Лишь 10 июня прошел холодный фронт с обильными дождями, захватившими большую площадь, после чего пожары резко пошли на убыль.
Была проведена, и другая, еще более кропотливая, работа собрали данные по десяти метеостанциям за пять лет (1961 - 1965 годы), чтобы узнать, сколько дней за лето над тайгой бывает такая облачность, которую можно было бы использовать для тушения пожаров. При этом считали, что перспективной в этом смысле можно назвать облачность, когда она не меньше чем в 5 баллов (50% неба закрыто облаками), и, когда в ней есть облака вертикальной мощностью от двух километров, и выше. Данные свели в таблицу, из которой стоит привести некоторые цифры. За четыре месяца, с мая по август включительно, меньше всего было зарегистрировано перспективных дней в Комсомольске-на-Амуре - 34. Но это значит, что в среднем из каждых четырех дней один был перспективным. А среднее количество перспективных дней за тот же период по всем десяти станциям составило 46,1.
Мало того самые жаркие месяцы - июнь, и июль - в большинстве областей оказались, и наиболее богатыми облачностью. Тот интенсивный прогрев, который высушивает лесную подстилку, и увеличивает пожарную опасность, одновременно способствует развитию конвективных облаков.
С этими, и многими другими данными уже можно было говорить о постановке конкретных опытов.
Ответственным исполнителем работ по этой теме был назначен инженер-физик Петр Артемьевич Губин. Часть лета 1967 года Арцыбашев, и Губин провели в Хабаровском крае. Здесь им Главное управление гидрометеослужбы иногда предоставляло самолеты-зондировщики, на которых они уже самостоятельно отрабатывали методику воздействия на облака. Пожаров они тогда не потушили (самолеты предоставлялись от случая к случаю), но пролили такие обильные дожди, что скептики, следившие за их опытами, начали понемногу сдаваться.
В 1968 году у Губина в Хабаровске был уже «свой» самолет. Командовал им Виктор Терентьевич Мариненко, бортаэрологом работала Тамара Сергеевна Застёба, летчиком-наблюдателем - Олег Александрович Каргопольцев. Я не случайно называю эти имена. Назову еще одно Игорь Михайлович Благовидов - корреспондент «Тихоокеанской звезды». Эти люди стали свидетелями того, как впервые лесной пожар был потушен искусственно вызванным дождем!
28 мая Губин, и его помощники узнали, что в Верхне-Буреенском районе действует несколько пожаров, и развиваются кучевые облака. Направились туда, и обнаружили три горящих недалеко друг от друга пожара - средних по таежным масштабам от 50 до 120 гектаров.
Новый метод тушения пожаров породил, и совершенно новую область штурманского искусства. Еще на основании опытов ГГО имени Воейкова была выявлена определенная закономерность развития искусственно вызванных осадков во времени. Она выражена графиком (табл. 2).
Как видите, дождь начинается примерно через 11 минут после введения в облако реагента, и достигает максимальной своей силы через 30 - 40 минут. Значит, надо определить не только, в, каком направлении движется облако - на пожар или в иную сторону, надо еще установить скорость его переноса. Нельзя стрелять по облаку, когда оно находится над пожаром, надо выбрать для этого такой момент, чтобы облако оказалось над пожаром именно тогда, когда дождь будет наиболее обильным.
Это можно было сделать только одним путем следя за движением тени облака, да еще следя не с неподвижного наблюдательного пункта, а с самолета, летящего со скоростью 200 километров в час. Тут Губину очень помогли штурман самолета и летнаб с их натренированным зрением, с их умением распознавать с высоты расстояние от одного наземного объекта до другого. Они установили три мощно-кучевых облака движутся прямехонько в сторону пожаров, и скорость их такова, что самолет только-только успеет набрать высоту, чтобы обстрелять вершины.
Добрались до высоты в пять тысяч метров, обработали облака, которые находились друг от друга на расстоянии 8 - 10 километров, стали снижаться. Через 10 - 12 минут увидели, что из всех трех облаков идет дождь. Сначала это были три отдельных зоны довольно слабых осадков. Минут через 15 дождь усилился, потом три зоны слились в одну, и пошла сплошная стена дождя, которая накрыла сначала один пожар, потом другой, третий.
Самолет вошел под тучи, в зону осадков. Дождь хлестал вовсю, сильно болтало. В наушниках у пилотов раздался треск от разряда молнии. Поняли, что опасно, и ушли из зоны.
За этот день Губин, и его товарищи пролили дожди еще над несколькими пожарами и, когда стало кончаться горючее, направились на аэродром районного центра - Средний Ургал.
На следующий день полетели взглянуть на те пожары, над которыми работали. И. не нашли их. Дыма не было. Только спустившись ниже, разглядели бурые пятна выгоревшего леса.
LJ е хватает места, чтобы рассказать о всех * * перипетиях, и даже приключениях, которые пришлось пережить исследователям на пути к признанию. Далеко не все дни оказались для них такими удачными, как первый день Губина. Примерно одна треть воздействий приходится на промахи, когда осадки выпадают, но не на пожар. Иногда осадки гасят пожар лишь частично.
В 1969 году зондировщики вместе с сотрудниками ЛенНИИЛХа летали уже над Якутией, над Красноярским краем, и Иркутской областью. Только в одной Якутии, которая тогда особенно горела, было потушено пожаров на площади около 60 тысяч гектаров.
В 1970 году были созданы четыре опытно-производственных звена в Красноярском, и Хабаровском краях, в Иркутской области, и в Якутии. Они потушили 36 пожаров на площади в 15 963 гектара. Это только те пожары, на которых были люди, подтвердившие их ликвидацию. Кроме того, с воздуха обнаружили, и залили около сорока пожаров, на которых не было людей.
Результаты, как видите, менее эффективные, чем в предшествующем году, но объясняется это просто в 1970 году пожаров было меньше.
Арцыбашева, и Губина я встретил уже в Москве, после их отчетного доклада в секции Охраны, и защиты леса научно-технического совета Гослесхоза СССР. Оба сияли. На будущий сезон им должны предоставить в аренду не только «ИЛ-14» (вместо стареньких «ЛИ-2»), но, и два «АН-24» Эти машины словно созданы для пожарной службы над тайгой быстроходные, легко набирающие высоту, герметические, следовательно, не требующие работы в кислородных масках.
Половина лесных пожаров происходит от гроз. В Якутии эта цифра доходит до 70%. Что, если использовать ракеты для разрушения грозовых туч? Так делают на юге во время цветения винограда, когда ему опасен не только град, но, и дождь. Но те же самые ракеты, только с меньшим количеством реагента, могут не разрушать облака, а вызывать дожди для тушения пожаров. Возможно, ракетная служба обойдется дешевле самолетов, если десантники, высаженные в район пожара, дождавшись подходящего облака, будут стрелять по нему.
Серьезно думают, и об оборудовании патрульных самолетов инфракрасной техникой. Она поможет обнаружить невидимый еще, только зарождающийся очаг.
Но ни один из разрабатывающихся методов в отделе не считается наилучшим. Проблема борьбы с лесными пожарами должна решаться только комплексно. Чем богаче, и разнообразнее будет арсенал средств для предупреждения, и тушения лесных пожаров, тем меньше последние будут приносить вреда.
