Материал: Комплексные проблемы техносферной безопасности. материалы Международной научно-практической конференции. Колодяжный С.А., Небольсин В.А

по показателям объемного расхода, резидентного времени вспышки, эффективности системы возбуждения биолюминисцентных организмов. Существуют различия в конструктивных особенностях, типах светочувствительного датчика, методике измерений и калибровки. Любое прямое сравнение БПБ различных батифотометров не возможно, если не была произведена взаимная калибровка этих батифотометров в лабораторных условиях. Кроме того, множество существующих батифотометров представлены в единичных экземплярах.

Рис. 2. Конструктивные особенности батифотометров. Обозначения: (A) Модифицированный батифотометр Гительзона И.И. [15]. (B) HIDEX батифотометр [28].

(C) MOORDEX батифотометр [13]. (D) MBBP [18]

Появление на рынке таких коммерчески доступных батифотометров как Underwater

Bioluminescence Assessment Tool (U-BAT) от компании WET Labs (http://www.wetlabs.com),

GLOWtracka от компании Chelsea Technologies Group (www.chelsea.co.uk) или Сальпа-М2 от НПП Аквастандарт (http://ecodevice.com.ua) возможно приведет к увеличению количества взаимно сравнимых результатов исследований по измерению морского биолюминесцентного потенциала.

Литература

1.Битюков Э.П., Евстигнеев П.В., Токарев Ю.Н. Светящиеся Dinoflagellata Черного моря и влияние на них антропогенных факторов / Э.П. Битюков, П.В. Евстигнеев, Ю.Н. Токарев // Гидробиологический журнал. - Киев: Изд-во «Наукова думка», 1993. - Т. 29. - №4.- С. 27-34.

2.Брянцев В.А., Брянцева Ю.В. Многолетние изменения в фитопланктоне глубоководной части Черного моря в связи с естественными и антропогенными факторами / В.А., Брянцев, Ю.В. Брянцева // Экология моря. - Севастополь: Изд-во «Институт морских биологических исследований им. А.О. Ковалевского РАН», 1999. - Вып. 49. - С. 24-28.

3.Георгиева Л.В. Видовой состав и динамика фитоцена / Л.В. Георгиева // Планктон Черного моря. В кн.: под ред. А.В. Ковалѐв [и др.]; отв. ред.: А.В. Ковалев, З.З. Финенко; АН Украины, Ин-т биологии южных морей им. А.О. Ковалевского. - Киев: Изд-во «Наукова думка», 1993. - 280 с. - С. 205-207.

111

4.Гительзон И.И., Гладышев М.И., Дегерменджи Ф.Г. Экологическая биофизика и еѐ роль в изучении водных экосистем / И.И. Гительзон, М.И. Гладышев, Ф.Г. Дегерменджи [и др.] // Биофизика. - М.: Изд-во «ФГУП «Академический научно-издательский, производствен- но-полиграфический и книгораспространительный центр «Наука», 1993. - Т.38, № 6. - С. 10691078.

5.Гладышев М.И. Основы экологической биофизики водных систем / М.И. Гладышев; отв. ред. А.Г. Дегерменджи; СО РАН, Институт биофизики, Красноярский государственный технический университет. - Новосибирск: Изд-во «СО РАН Наука», 1999. - 113 с.

6.Нарусевич Т.Ф. [и др.] Взаимосвязь структуры планктона и биолюминесценции как метод биомониторинга Черного моря / Т.Ф. Нарусевич, В.Г. Шайда, П.В. Евстигнеев, В.В. Давыдов / Экология и рациональное использование природных ресурсов южного региона Украины. В кн.: под ред. В.И. Беляева. - Севастополь: Изд-во «Морской гидрофизический институт национальной академии наук Украины (МГИ НАНУ)», 1985. - С. 273276.

7.Лямин А.Г.,Лямина Н.В. Аннотированный список биолюминесцентных Dinophyceae Чѐрного моря / А.Г. Лямин, Н.В. Лямина // Экологическая, промышленная и энергетическая безопасность - 2017: сборник статей по материалам научно-практической конференции с международным участием «Экологическая, промышленная и энергетическая безопасность - 2017» (11-15 сентября 2017 г.) / под ред. Ю. А. Омельчук, Н. В. Ляминой, Г. В. Кучерик. - Севастополь: СевГУ, 2017. - 1617 с. - С. 801-810.

8.Лямина Н.В. Динамика параметров поля биолюминесценции в Чѐрном море и их сопряжѐнность с факторами среды: диссертация / Н.В. Лямина //Диссерация на соискание учѐной степени канд. биолог. наук: спец. 03.02.10 «Гидробиология». - Севастополь, 2014. - 133 с.

9.Лямина Н.В., Лямин А.Г. Влияние природных и антропогенных факторов на формирование биолюминесцентного потенциала Чѐрного моря /Н.В. Лямина, А.Г. Лямин // Научная и производственная деятельность - средство формирования среды обитания человечества: материалы Всероссийской молодежной научно-практической конференции (с международным участием). Ответственный редактор Д.С. Дроздов, М.Р. Садуртдинов. В сборнике трудов, 2016. - 291 с. - С. 180-186.

10.Нарусевич Т.Ф., Токарев Ю.Н. Фитопланктон и биолюминесценция в Средиземном море в летний период / Т.Ф. Нарусевич, Ю.Н. Токарев // Гидробиологический журнал. - Киев: Изд-во «Наукова думка», 1989. - Т. 25. - № 6. - С. 10-16.

11.Рубцова С.И. [и др.] Разработка научных основ интегрированного управления прибрежной зоной Крыма /С.И. Рубцова, А.Г. Лямин, Н.В. Лямина, М.В. Пузаков, Л.В. Пузакова // Системы контроля окружающей среды. - Севастополь: Изд-во «ФГБНУ «Институт природно-технических систем», 2016. - Вып. 4(24). - С. 135 -141.

12.Токарев Ю.Н. Основы биофизической экологии гидробионтов: монография / Ю.Н. Токарев. - Севастополь: Изд-во «ЭКОСИ–Гидрофизика», 2006. - 342 с.

13.Case, J.F., Widder, E.A., Bernstein, S., Ferrer, K., Young, D., Latz, M.I., Geiger, M., & Lapota, D. Assessment of marine bioluminescence. Naval Research Reviews, 1993. - XLV(2). - P. 31-41.

14.Dunlap, P.V., Urbanczyk, H. Luminous bacteria. In: Rosenberg E (ed) The prokaryotes: prokaryotic physiology and biochemistry. - Springer: Berlin, 2013. - P. 495-528.

15.Gitelson, I.I., and Levin, L.A. Bioluminescence in Oceanology. J. Bioluminescence and Chemiluminescence, 1989. - Vol. 4. - P. 555-562.

16.Haddock, S.H.D., Moline, M.A., Case, J.F. Bioluminescence in the sea. Annual Review of Marine Science, 2010. - Vol. 2. - P. 443-493.

17.Harvey, E.N. Bioluminescence. New York: Academic Press, 1952. - 649 pp.

18.Herren, C. M., Haddock, S. H. D., Johnson, C., Orrico, C. M., Moline, M. A., Case, J. F. A multi-platform bathyphotometer for fine-scale, coastal bioluminescence research. - Limnol Oceanogr Methods, 2005. - Vol. 3. - P. 247-262.

112

19.Herring, P.J. Systematic distribution of bioluminescence in living organisms. - J. Biolumin Chemilumin, 1987. - Vol. 1(3). - P. 147-163.

20.Konovalov S.M. Anthropogenic impact and ecosystems of the Black Sea. - CIESM Science series, 1995. - Vol. 1. - P. 53-83.

21.Nowell, A., Holman, R., Mitchell, B.G., Oltman-Shay, J., Briscoe, M.G., Whitman, E.C., Walker, D., Nelson, S.A., Swerda, J. Oceanography and Naval Special Warfare: Opportunities and Challenges. National Research Council. - Washington, D.C.: National Academy Press, 1997. - doi: 10.17226/5916.

22.Seliger, H.H., Fastie, W.G., McElroy, W.D. Towable photometer for rapid area mapping of concentrations of bioluminescent marine dinoflagellates. - Limnol Oceanogr, 1969. - Vol. 14. - P 806-813.

23.Shimomura, O. Bioluminescence: Chemical Principles and Methods. - Singapore; Hackensack: World Scientific Publishing, 2006. - 470 p.

24.Tokarev Yu.N. Bioluminescence of plankton organisms as an index of the neritic aquatoria pollution / Yu.N. Tokarev, P.V. Evstigneev, V.I. Vasilenko, O.V. Mashukova, N.V. (Burmistrova) Lyamina // Proceedings of the Eighth Intern. Conf. on the Mediterranean Coastal Environment, MEDCOAST 07, 13-17 November 2007, Alexandria, Egypt, Middle East Technical University, Ankara, Turkey, 2007. - Vol. 2. - Р. 925-936.

25.Tokarev Yu.N. Influence of various dozes of gamma irradiation on Black Sea Noctiluca bioluminescence / Yu.N. Tokarev. - Interaction between water and alive substance: Proc. Inter. Symposium., Odessa, 6-10, Oct. 1979. - М., 1979. - Vol. 2. - Р. 38-41.

26.Tokarev Yu.N., Bityukov E.P., Williams R., Vasilenko V.I., Piontkovski S.A. and Sokolov B.G. The bioluminescence field as an indicator of the spatial structure and physiological state of the planktonic community at the Mediterranean sea basin / Yu.N. Tokarev, E.P. Bityukov, R. Williams [et al.] // Kluwer Academic Publishers, The Netherlands, 1999. - P. 407-416.

27.Tokarev Yu.N., Shulman G.E. Biodeversity in the Black Sea: effects of climate and anthropogenic factors // Hydrobiologia, 2007. - P. 23-33.

28.Widder, E.A. [et al.] A new large volume bioluminescence bathyphotometer with defined turbulence excitation / E.A. Widder, J.F. Case, S.A. Bernstein, S. MacIntyre, M.R. Lowenstine, M.R. Bowlby, D.P. Cook // Deep-Sea Res, 1993. - Part I. - Vol. 40(3). - P. 607-627.

ФГАОУ ВО «Севастопольский государственный университет»

A.R. Asanova, V.S. Moiseeva, A.G. Lyamin, N.V. Lyamina

BIOPHYSICAL METHODS OF MONITORING: STUDY OF BIOLUMINESCENCE FIELD

OF THE WORLD OCEAN

Where a variety of bioluminescent organisms of the World Ocean is shown. The analysis of submersibles of the instrumentation pool for a research of bioluminescent potential was carried out in situ. The paper illustrates application of bioluminescence field parameters for operational evaluation of water ecosystems’ functioning

Key words: monitoring, bioluminescence, World Ocean

Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education «Sevastopol State University»

113

УДК 551.58

Ю.В. Никитенко, С.М. Комиссаров

ВОЗДЕЙСТВИЯ ЧЕЛОВЕКА НА ОБЛАЧНОСТЬ И ИХ ВОЗМОЖНЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ

Встатье рассмотрены методы и способы воздействия на облачность, и туманы, история и зарубежный опыт работ

вэтой области. Даны возможные варианты вредного воздействия используемых веществ на здоровье человека

Ключевые слова: туманы, облака, авиация, йодистое серебро, цементная пыль, генераторы

На самые главные праздники нашей страны в столице, как правило, устанавливается хорошая погода. Ни для кого не секрет, что для проведения массовых мероприятий и различных шоу, в том числе авиационных, осуществляется искусственный «разгон» облаков.

В нашей стране монополия на эти мероприятия принадлежит отделу активных воздействий Росгидромета. Методика создания благоприятных условий погоды была разработана специалистами Росгидромета в 1990 году, и начала масштабно применяться с 1995 года. Впервые по-настоящему она была опробована на праздновании 50-летия Победы. Впоследствии облака разгоняли на период открытия и закрытия Всемирных юношеских игр в 1998 году, во время празднования 850-летия Москвы. На сегодняшний день российская служба по разгону облаков считается лучшей в мире. Другие страны пока лишь берут на вооружение наш опыт, но пока активно его не применяют.

Однако мало кто знает, что опыт искусственного улучшения погодных условий, а именно предотвращение выпадения осадков в конкретный период времени, метеорологи переняли от военных, где погода напрямую влияет на безопасность полетов воздушных судов. Раскрытие аэродромов от туманов и облачности является частью обширной комплексной проблемы воздействия человека на погоду. Для метеорологического обеспечения авиации необходимы надежные методы искусственного рассеяния облаков и туманов, позволяющие создать на определенное время зону улучшенной видимости (рассеять нижнюю часть облаков) и осуществить взлет и посадку воздушных судов. Туман и низкие облака можно рассеять, воздействуя на их внутреннюю структуру. Капли тумана или облака можно испарить или каким-либо образом удалить, или же укрупнить и заставить выпасть. Можно воздействовать на фазовое состояние частиц и облака, используя эффект различия упругости насыщения над водой и льдом.

Возможный путь воздействия - понижение силы поверхностного натяжения капель с помощью поверхностно-активных веществ (ПАВ). Однако опыт проведения работ по разработке средств и методов воздействия на атмосферные процессы в нашей стране и за рубежом показывает, что не все из указанных путей воздействия на внутреннюю структуру низких облаков и туманов можно реализовать достаточно эффективно.

Наиболее простым и эффективным является воздействие на переохлажденные туманы и облака. В настоящее время установлена возможность рассеяния туманов (низких облаков) реагентами различного типа, разработана количественная теория процесса образования зародышей льда в переохлажденных облаках и туманах, определена необходимая дозировка реагентов и оценена их эффективность [1].

Существуют и другие методы воздействия на туманы, и низкие облака, в частности акустический, электрический, метод, использующий лазеры. Однако они так и остались на стадии экспериментов. Методы рассеивания переохлажденных туманов на аэродромах путем засева их льдообразующими реагентами с легкомоторных самолетов широко применяются за рубежом в целях повышения регулярности полетов авиации. В качестве льдообразующего реагента при этом, как правило, используется йодистое серебро. На лекгомоторный самолет устанавливаются одноразовые пиротехнические генераторы дыма, каждый из которых со-

114

держит по 40 г йодистого серебра и обеспечивает дымообразование в течение 5 минут. Кроме того, может использоваться многоразовый подвесной генератор реагента, состоящий из баллона, содержащего легковоспламеняющийся раствор йодистого серебра в ацетоне и размещенной под ним камеры сгорания.

За рубежом авиационные работы по рассеиванию переохлажденных туманов на аэродромах путем засева их льдообразующими реагентами считаются экономически выгодными, то есть результаты их предсказуемы, а стоимость их проведения не превышает размера возможных убытков, связанных с нарушением регулярности полетов по метеоусловиям и понижением уровня безопасности полетов.

Проблема рассеяния теплых туманов и низких слоистых облаков, т.е. туманов и облаков, полностью расположенных ниже уровня с температурой 0 °С, является наиболее сложной.

Анализ методов воздействия показал, что наиболее пригодны для этой цели тепловые методы. Они не связаны с введением в атмосферу замутняющих частиц, являются быстродействующими, мало зависят от микрофизических характеристик тумана.

При нагревании тумана происходит перестройка его структуры, водность уменьшается, видимость улучшается. Однако при определенных условиях (при температуре ниже -29 °С) сжигание углеводородного топлива (типа керосина) может приводить к уплотнению тумана. Нагревание воздуха вызывает также изменение стратификации атмосферы: она становится более неустойчивой, возникает вынужденная конвекция, способствующая рассеянию тумана. Метод рассеивания туманов с температурой выше 0 °С путем повышения температуры окружающего воздуха была впервые широко применена во время Второй мировой войны в Великобритании для обеспечения возможности приземления боевых самолетов после возвращения с заданий.

Системами FIDO (Fog Investigation Dispersal Operations) для теплового рассеивания туманов были оборудованы 15 аэродромов. Система FIDO состояла из ряда проложенных вдоль взлетно-посадочной полосы перфорированных трубок, в которых сгорало подаваемое под давлением авиационное горючее (за 20 мин расходовалось около 50 т бензина). С ноября 1943 года до конца войны с помощью системы FIDO приземлилось свыше 2500 самолетов с 10000 членов экипажа на борту. По заключению специалистов из США «эффективность системы слишком дорога, чтобы можно было оправдать ее постоянное использование для гражданской авиации».

В 1970 году в аэропорту Орли (Франция) была установлена система «Турбоклэр», в которой рассеивание (испарение) тумана обеспечивалось за счет подачи струйных потоков горячего воздуха от реактивных двигателей, размещенных в подземных камерах вдоль ВПП. Однако экономическая эффективность подобной системы ставиться зарубежными экспертами под сомнением.

С 1979 года работы по созданию устройств для теплового рассеяния туманов в аэропортах проводились в геофизической лаборатории ВВС США. С учетом требований ИКАО разрабатываются три категории систем, рассчитанных соответственно на рассеяние тумана над ВПП до высот 60, 30 и 15 метров с обеспечением визуальной видимости до 800, 400 и 200 метров и общей длины очищенной зоны до 1500, 790 и 450 метров [1]. Как видим, «разгон» облаков не является чем-то новым и эксклюзивным для нашей страны. За рубежом такие мероприятия тоже проводятся и относительно давно. Однако там их цель связана исключительно с безопасностью полетов военной и гражданской авиации. Почему же никто, кроме нас, не «разгоняет» облака просто ради хорошей погоды? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо разобраться, как и с помощью чего происходит процесс «засеивания».

Введение реагента в облака осуществляется с помощью отстрела специальных боеприпасов, снаряженных препаратами, содержащими йодистое серебро, посредством ручного сброса порошкообразного сорбента (цемента) или твердой углекислоты через люки, испарением жидкого азота (t= -190 °C) в забортное пространство через трубопровод из сосудов

115