Лаборатория микрофизики облаков

Лаборатория микрофизики облаков является одной из старейших лабораторий института. Лаборатория занимается исследованием процесса образования града, оценкой эффективности противоградовых работ, исследованием льдообразующей активности естественных и искусственных аэрозолей и реагентов. В лаборатории проводятся работы по исследованию влияния различных факторов (загрязнение атмосферы различными загрязняющими веществами, электрическое поле и электрический заряд на частицах реагента и т.д.) на льдообразующие и конденсационные свойства нового класса реагентов на основе нанотехнологий.

Лаборатория разрабатывает экологическую часть проектной документации (инженерно-экологические изыскания, раздел "Оценка воздействия на окружающую среду", мероприятия по охране окружающей среды), проводит инвентаризацию источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для промышленных и сельскохозяйственных предприятий, составляет тома предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу (ПДВ), разрабатывает мероприятия при неблагоприятных метеорологических условиях для различных предприятий.

В рамках проекта 6.5 «Развитие технологий активных воздействий на градовые процессы на основе исследований мощной конвективной облачности с использованием математических моделей, современных информационных технологий и радиолокационных наблюдений» раздела 6.5.5 «Разработка нового класса реагентов на основе исследования льдообразующих и конденсационных свойств кластеров из наночастиц оксидов металлов для активных воздействий на грозоградовые облака» лаборатория проводит экспериментальные исследования влияния температуры воздуха и относительной влажности, электрического поля и аэрозольных частиц, температуры возгонки и размеров частиц реагента на его льдообразующие и конденсационные свойства.

Разрабатывается новый класс реагентов на основе кластеров из наночастиц оксидов металлов. Исследованы кластеры из наночастиц оксида цинка. При возгонке цинка в условиях высокой относительной влажности образуются кластеры оксида цинка различной формы, которые состоят из трубок размерами от 50 нм до 10 мкм. Преимущественно это аэрогель, пластины, «расческа», кластеры эллипсоидальной и сфероидальной формы, конгломераты. На рисунке 1 показана фотография под электронным микроскопом кластеров из наночастиц оксида цинка. 

Рисунок 1 – Кластеры из нанотрубок оксида цинка

а) аэрогель, б) пластины

Результаты исследований показали, что кластеры из наночастиц оксида цинка больших размеров образуются при температурах от 500 до 1000 ºС. С ростом температуры подложки происходит ускорение возгонки цинка и резко возрастает количество кластеров оксида цинка меньших размеров.

Льдообразующая эффективность кластеров оксида цинка резко возрастает при значениях относительной влажности воздуха более 90% и достигает максимальных значений более 10Е13 г^-1 при влажности 100% и температуре воздуха ниже –7 ºС.

При воздействии реагентом на основе кластеров из наночастиц оксида цинка на теплый туман количество капель размерами 5–10 мкм увеличивается, превышая фоновые значения на порядок. Появляются капли размерами 25 мкм в температурном диапазоне +4…+7 ºС, хотя до возгонки в фоновых показателях они отсутствовали, или их количество не превышало нескольких десятков.

Электрическое поле повышает удельный выход льдообразующих ядер из наночастиц оксида цинка. При возгонке цинка в электрическом поле плоского конденсатора происходит более активное образование ледяных кристаллов на ядрах кристаллизации, удельный выход льдообразующих ядер в температурном диапазоне –4…–14 ºС возрастает в среднем в 2 раза. При этом наличие аэрозоля из частиц почвы незначительно повышает удельный выход льдообразующих ядер.

Контактный телефон: +7 (8662) 40-73-61

е-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript., Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Список научных работ

Способ получения углеродных наноструктурных материалов

Самолетный генератор ледяных кристаллов

Способ активных воздействий на грозоградовые процессы

Способ предотвращения образования крупных градин в облаках

Способ активных воздействий на тёплые и переохлаждённые туманы

Пиротехнический состав для воздействия на переохлаждённые облака