УДК 551.515 ББК 22.161 Т82
, Амирова СР.
Возможность эффективной очистки свободной атмосферы от СO2.
Оглавление
Введение
Теоретическое обоснование предлагаемого метода
Несколько существенных эффектов
Смежные задачи
Оценка вывода углерода из атмосферы при практической реализации метода в целом
Оценки необходимого количества щелочных реагентов КОН или Na2CO3, взятых для демонстрации метода
Оптимизация капель реагента с учетом их динамики в облаке; алгоритм расчетов
Некоторые характеристики и свойства облаков
Варианты технической реализации подачи щелочного газа в облака
Модель поглощения восходящего потока газа стационарной средой облака
Дополнительные возможности формирования осадков
в облаках: акустическое воздействие
Оптимизация акустического воздействия в облаках
Особенности акустического источника - сирены
Литература
Аннотация на английском языке
Введение
Глобальное потепление грозит человечеству климатическими, геополитическими и социальными катастрофами в недалеком будущем [1-3]. Уже сейчас огромные убытки приносят длительные летние засухи, несвойственные средней полосе России. Появляются и другие новые эффекты, например, длительные антициклоны с повышенным атмосферным давлением в атмосфере: зимой они создают условия для сильного вымораживания, также несвойственного средним широтам. Развитие этих нежелательных процессов обусловили, среди многообразия природных и техногенных факторов, и загрязнения атмосферы парниковыми газами, причем 95 % из них составляет сумма СO2. и водяных паров. В мировой научной литературе глобальному потеплению и вопросам изменения климата уделяется огромное значение. В настоящее время концентрация СО2 в атмосфере составляет около 390 ррт (млн ), в доиндустриальный период лет назад она составляла 280 ррт. ')то говорит о том, что равновесие нарушено и ИДС1 постоянное накопление техногенных загрязняющих газов в атмосфере, и природные процессы уже не в состоянии снизить содержание диоксида углерода и других парниковых газов до прежнего уровня. Такие измерения очень точим, поскольку проводятся точными спектральными приборами с привлечением искусственных спутников земли для их расположения. Моделирование климата на последующие десятилетия проводят независимо на основе нескольких мощных компьютерных программам, существующих в настоящее время в США, России, Германии, Великобритании, Японии и др. [4-8]. Разные расчетные модели показывают увеличение средней температуры на градуса за счет удвоении содержания СO2. Такое увеличение средней температуры грозит быстрым развитием многих нелинейных процессов в атмосфере, катастрофами на земле и в океане из-за перегрева. С повышением температуры парциальное давление СO2; незначительно растет, однако, как показали исследования [9], этот факт не увеличит поглощательной способности поверхности океана, а наоборот, т.к. с лихвой компенсируется высвобождением СO2 из океана при его нагревании, как бутылка с шампанским, вынутая из холодильника. Океан на нашей планете удерживает в своих водах огромное количество углерода за счет повышенного щелочною резерва (рН = 83). При нагревании океана произойдет испарение больших количеств С02 этот факт запустит мощные и многочисленные нелинейные процессы нагревания планеты вследствие парниково] о мрфекта.
Поэтому, стимулировать разработку большего числа
технических методов и технологий, направленных на очистку
воздуха и, главным образом, свободной атмосферы от уже накопившихся в ней парниковых газов - задача весьма своевременная, актуальная и сложнейшая. Очисткой свободной атмосферы от газов - загрязнителей человечество еще никогда не занималось в своей истории. Однако развитая в настоящее время система метеоизмерений фиксирует быстрое накопление техногенных загрязнений в атмосфере за последние годы.
Интенсификация осадков из модифицированных естественных облаков может служить прекрасным методом удаления техногенных загрязняющих примесей из атмосферы, идея нового эффективного метода на этой основе представлена в данной монографии. К методам интенсификации осадков можно отнести активные воздействия на конвективные облака гигроскопическими пли льдообразующими веществами [10, 11], разработанные и применяемые в ряде стран на практике. Также перспективен для интенсификации осадков из естественных облаков метод акустической коагуляции аэрозолей, низкочастотный акустический источник оптимален [12], и его лучше всею расположить внутри облака или над облаками с помощью современных возможностей авиации. Этот метод активно исследовался во второй половине XX века [13], но применялся в основном для осаждения промышленных аэрозолей, как правило с высокой эффективностью - до 99%. Были предприняты очень редкие, но удачные попытки получения дождя акустическим воздействием на облака с земли. Но с появлением и развитием электрофильтров для очистки промышленных газообразных отходов, методы акустического осаждения аэрозолей были незаслуженно забыты, видимо из-за значительного шума вблизи таких наземных установок. В другой сфере, развитие химических способов воздействия на облака с целью получения дождя исторически стало преобладающим в этой области задач, видимо из-за простоты реализации. Известны гигроскопические вещества, например Agl, CaCl2, Na2SO4, K2SO4, наряду с более сложными ионно-образующими веществами и льдообразующими веществами, которые распыляют над облаками с самолета чтобы стимулировать осадки. Поскольку сейчас атмосфера над промышленными районами и мегаполисами обычно дает кислотные дожди [14], целесообразно ставить вопрос о сознательном повторном химическом вмешательстве в атмосферу, но уже с целью нейтрализации осадков и нормализации ее состава.
В монографии предлагается новый подход - возможность локальной очистки свободной атмосферы от углекислого газа с контролируемым уменьшением его концентрации до рассчитанной заранее величины. Метод включает 2 стадии: первая заключается во введении в атмосферу щелочных химических реагентов (КОН, Nа2СОз, NHз, метиламин или др.) в целях повышения уровня рН в облачной и подоблачной среде, что обеспечит увеличение растворимости СO2 в капельках дождя. Вторая стадия заключается в интенсификации осадков из этих модифицированных облаков. При регулярном применении на всей планете в необходимых масштабах - можно ликвидировать таким способом ежегодный техногенный выброс СO2 и постепенно очищать атмосферу земли.
