Ни «засев облаков», ни опреснение морской воды, ни бурение скважин не решают проблемы водоснабжения Крыма — ученые

Авторы: С. Бойченко, д. г. н., Т. Кучма, к. т. н., Е. В. Хлобистов, д. э. н.

Оккупационные власти Крыма решили с помощью активных воздействий на атмосферные процессы решить проблему дефицита воды. Какие же результаты? Есть ли перспектива у вызова искусственных дождей? Об этом рассуждают преподаватели кафедры экологии Киево-Могилянской академии и эксперты Крымскотатарского ресурсного центра.

Дефицит воды на юге Украины, и особенно в Крыму, связан с несколькими факторами, основными из которых являются глобальные климатические изменения и их региональные проявления, нерациональное использование имеющихся водных ресурсов, постоянное увеличение населения и объектов военно-промышленного комплекса, что, в свою очередь, требуют все больших объемов воды для технологических, бытовых и промышленных нужд. Отметим, что для территорий Крыма, среди последствий климатических изменений, наиболее значимыми и опасными являются так называемая аридизация климатических условий — уменьшение количества атмосферных осадков на фоне аномально высоких температур.

Справка: Аридный климат (лат. Aridus — сухой) — климат пустынь и полупустынь. Для аридного климата характерны: большие суточная и годовая амплитуды температуры воздуха; почти полное отсутствие или незначительное количество осадков (100–150 мм в год). Вся получаемая влага быстро испаряется. Реки, протекающие через пустыню из соседних влажных областей, здесь мелеют и часто заканчиваются бессточными котловинами с солеными озерами («Википедия»).

Как это проявилось? Что мы наблюдаем в последние годы?

Изменение климатических условий и интенсивное водопользование стали причиной резкого снижения уровня воды в водохранилищах, озерах, реках на территории Крымского полуострова. Так, в 2020 году из-за этих причин произошло значительное обмеление Симферопольского водохранилища, что привело к сложной ситуации с водоснабжением в Симферополе. Суточные потребности города составляют приблизительно 160 тыс. м³ воды, а обеспечивается подача только около 100 тыс. м³ воды в сутки. В августе 2020 г. Симферополь и еще 39 населенных пунктов перевели на график подачи воды по часам (некоторые жители будут получать ее только два часа в сутки и только в будни), также власти установили на улицах емкости с водой. В то же время, по оценкам экспертов в водопроводных сетях Крыма потери воды, по техническим причинам достигает 50 %.

Несколько вопиющих заголовков в медиа о ситуации с водой в Крыму

• В Симферополе жителям верхних этажей посоветовали ходит за водой на улицу
• Жителям Симферополя объяснили подачу воды персикового цвета
• Самый жесткий этап водных ограничений начался в Симферополе

Что сейчас предлагает оккупационная власть для преодоления дефицита пресной воды? Рассмотрим наиболее распространенные предложения и мероприятия.

Первое направление — опреснение. Воды в морях достаточно, а в реках и водохранилищах практически нет. Не превратить ли морскую соленую воду в пресную? Да, этот вариант рассматривается уже несколько лет. Установку по опреснению воды построили на берегу моря в Николаевке. Путем опреснения ожидают получить 40 тыс. м³ воды в сутки. На строительство установок по опреснению воды крымская власть выделила 8,2 млрд рублей.

Второе направление — использование подземных вод и вод из скважин. Только у Симферополя планируется пробурить три скважины, которые могут дать до 10 тыс. м³ воды в сутки.

Третье направление — за счет увеличения количества атмосферных осадков путем активных воздействий на атмосферные процессы. В сентябре 2020 были осуществлены авиационные работы по активному воздействию с целью искусственного увеличения осадков и увеличение притока воды в Симферопольское водохранилище. Финансирование работ составляет около 25,5 млн рублей (~315 тыс. долл.).

В качестве экстраординарных решений обсуждается строительство постоянного водопровода с Тайганского водохранилища в Белогорском районе Крыма в Симферополе, которое может стать причиной серьезных изменений в природных экосистемах. Но Тайганское водохранилище не имеет соответствующей водности для того, чтобы этот водопровод стал действенным инструментом решения проблемы дефицита воды.

Рассмотрим вариант, который уже задействован в Крыму. Это активные воздействия на атмосферные процессы. Оккупационная власть собирается дополнительные атмосферные осадки вызвать посредством внесения реагентов с самолета.

С самолета «засевают» облака специальными веществами с целью увеличения количества атмосферных осадков. Для такой функции самолет оборудован системой вертикальной радиолокации облаков и осадков, с установленным бортовым измерительно-вычислительным комплексом, который объединен с бортовым комплексом системы диспетчеризации. Также самолет имеет азотный генератор, распыляет мелкодисперсные частицы льда и специальными устройствами, которые отстреливаются патроны с йодистым серебром. Количество зарядов в устройстве отстрела не менее 300 единиц (пиропатроны выпускаются в «НИИ Прикладной химии», Россия).

При активных действиях на атмосферные процессы используют два наиболее распространенных типа реагентов: 1) хладагенты (вещества, которые вызывают резкое локальное снижение температуры, например, твердая углекислота, жидкий азот); 2) льдообразующие реагенты (выполняющие функцию искусственных ядер кристаллизации, например, йодистое серебро AgI).

Согласно уже действующему контракту, работы по искусственному вызову атмосферных осадков будут проводиться в период с 20 сентября до 15 декабря 2020 года и по плану самолет должен выполнять эти работы в течение 45 часов. Первые работы были проведены 29–30 сентября 2020 году в Симферопольском районе.

В данном случае для кристаллизации облачной воды применяли редко-азотные самолете генераторы, «засевавшие» облака гранулами сухого льда размерами около 2 см, также было внесено на высоту около 2 км над облаками йодистое серебро (зародыши дождя — ядра кристаллизации).

Поскольку давление насыщения водяного пара над льдом меньше, чем над водой, кристаллики льда дорастают до размеров частиц осадков значительно быстрее, чем капли в природе. При введении в достаточном количестве зародышевых ледяных частиц начинается процесс «перегонки» водяного пара на эти частицы. Таким образом, при распылении сухого льда в атмосфере в облаке создается шлейф охлажденного ниже -40 °С воздуха и облачная влага, попадая в него кристаллизуется. После этого, в течение 30–60 минут начинается формирование дождевого фронта и падают осадки.

При использовании активного воздействия на атмосферные процессы можно добиться увеличения количества атмосферных осадков непосредственно в зоне влияния в 1,5–2,0 раза, а также увеличить сезонный объем атмосферных осадков в среднем на 15–30 %. При этом, для достижения эффекта необходимо, чтобы дождевые облака уже были сформированы и более эффективно «засевать» облака в холодный период года.

При проведении активных воздействий с 29–30 сентября на метеостанции Симферополь, зафиксировано увеличение мощности облачности на 25–35 % и относительной влажности воздуха в приземном слое до 35 %, а также выпало около 46 ± 7 мм атмосферных осадков (см. рис. 1).

Следует отметить, что климатическая норма количества атмосферных осадков на метеостанции Симферополь для сентября составляет 37 ± 23 мм в месяц, а для октября 32 ± 19 мм в месяц (The Climate Cadastre of Ukraine (standard norms for the period 1961–1990), 2005). Так что в результате активных воздействий в эти дни выпало атмосферных осадков на ~25 % больше нормы.

Рис.1. Суточный ход мощности облачного покрова (1, в %), количества атмосферных осадков (2, в мм за 12 часов) и относительной влажности воздуха (3, %) на метеостанции Симферополь период с 28 сентября по 3 октября 2020 во время проведения активных воздействий на атмосферные процессы с целью получения дополнительных атмосферных осадков.

Эффективность активных действий была нами исследована на основе данных радарной съемки Sentinel-1, так, был исследован характер распределения осадков после применения активного воздействия на атмосферу.

Справка: Обработка спутниковых снимков проводилась в программном интерфейсе Google Earth Engine, которая является мощной веб-платформой для облачной обработки данных дистанционного зондирования в больших масштабах. Алгоритм обработки данных базировался на методике дешифровки водной поверхности из репозитория UN-Spider для управления катастрофами и реагирования на чрезвычайные ситуации, разработанного Управлением ООН по вопросам космоса, полагается на содействие мирному использованию и освоению космоса путем международного сотрудничества (United Nations Office for Outer Space Affairs).

Анализировались радарные спутниковые данные через несколько дней после активного воздействия 30.09–05.10.2020. В результате в черте города Симферополь были зафиксированы зоны подтопления, при этом увеличение водного зеркала Симферопольского водохранилища не установлено. На карте темно-синим цветом отражен контур зоны затопления и открытой водной поверхности за период.

Рис. 5. Карта зон подтопления и зон открытой водной поверхности (выделенные темно-синим цветом) в районе. Симферополь после применения активного воздействия

Основной целью активного воздействия на атмосферные процессы было повышение водности в Симферопольском водохранилище. К сожалению, атмосферные осадки выпали над городом и водность Симферопольского водохранилища не изменилась (см. Карты (рис. 5). Как стало известно из средств массовой информации город Симферополь 30 сентября 2020 г. накрыло ливнем, что привело к масштабным подтоплениям. В то же время, задача увеличения водности Симферопольского водохранилища не была решена.

Следовательно, решение проблемы с дефицитом водных ресурсов является весьма сложной проблемой. Во-первых, увеличение количества осадков, путем «засева облаков» не всегда эффективное и весьма ценное. Во-вторых, строительство установок по искусственному опреснению морской воды и ее использование в бытовых целях — это дорогой и долгосрочный проект. В-третьих, бурение скважин не решает проблемы водоснабжения, так как соляной состав этих вод не является постоянным, а выкачивание водных горизонтов будет провоцировать опасные гидрогеологические процессы.

Эта статья подготовлена ​​как результат проекта «Усиление институциональной способности Крымскотатарского Ресурсного Центра» в рамках Инициативы по развитию экологической политики и адвокации в Украине, осуществляемой Международным фондом "Возрождение" при финансовой поддержке правительства Швеции. Мысли, выводы и рекомендации принадлежат авторам / Автор этой статьи и не обязательно отражают взгляды правительства Швеции или Международного фонда «Возрождение». Ответственность за содержание статьи несет исключительно авторский коллектив.

Напомним, что крымчане сливают воду из систем отопления.

Известно, что с 7 сентября, в Симферополе, Бахчисарае и Симферопольском районе из-за засухи и обмеления водоемов начался третий, самый строгий, этап ограничений подачи воды.