Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer et apparat for værmodifikasjon. Apparatet omfatter en emitterelektrode, midler for å forsyne emitterelektroden med en elektrisk ladning, elektrisk koplet til emitterelektroden, en isolerende støtte for å støtte emitterelektroden i en forhåndsbestemt høyde, og midler for jording av apparatet. Emitterelektroden består av en Malter-film. I henhold til et annet aspekt ved foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt et apparat for værmodifikasjon, som omfatter et lettere enn luftfartøy som er egnet for å bære en emitterelektrode, midler for å forsyne emitterelektroden med en elektrisk ladning, elektrisk koblet til emitterelektroden, og midler for jording av apparatet. I henhold til enda et ytterligere aspekt ved foreliggende oppfinnelse, en fremgangsmåte for å øke nedbørmengden i et målområde er tilveiebrakt. Fremgangsmåten omfatter trinnene med å tilveiebringe en emitterelektrode, analysere den meteorologiske situasjonen i og/eller nær målområdet, og gi emitterelektroden en elektrisk ladning som respons på den meteorologiske analysen, og dermed få emitterelektroden til å ionisere nærområdet. av emitterelektroden.
Oppfinnere:Fluhrer, Helmut (Zug, CH)Davydova, Elena (Egmating, DE)Saveliev, Yuri (Shailer Park, AU)Applikasjons nummer:13/056646Publiseringsdato:21.07.2011Innleveringsdato:07.07.2009Eksporter sitat:
Klikk for automatisk bibliografigenereringOppdragstaker:METEO SYSTEMS INTERNATIONAL AG (Zug, CH)Primærklasse:
239/2.1Andre klasser:239/14.1Internasjonale klasser:
A01G15/00Se patentbilder:
Last ned PDF 20110174892 Relaterte applikasjoner i USA:
| 20040124253 | Injeksjonsapparat for vanningsanlegg | juli 2004 | Bergwin et al. |
| 20140076995 | DAMPKAMMER OG PRODUKSJONSMÅTE FOR DET SAMME | mars 2014 | Wang |
| 20100264233 | ENHET OG FREMGANGSMÅTE FOR PRODUKSJON AV Partikler | oktober, 2010 | Asikkala |
| 20050045753 | Virvelpistol for pulverpartikler | mars, 2005 | Milojevic et al. |
| 20100213286 | JUSTERING OG FILTERORDNING FOR EN INJEKSJONSVENTIL OG INJEKSJONSVENTIL | august, 2010 | Grandi et al. |
| 20050284957 | Ekstern blandingsluftforstøvningsspraydyseenhet | desember 2005 | Haruch |
| 20160183516 | Duft Min | juni 2016 | Wilson |
| 20080257979 | FLERE KOMPONENT SKYLESYSTEM | oktober, 2008 | Crawford |
| 20120318887 | System og metode for å kjøle en drivstoffinjektor | desember 2012 | Panne |
| 20010011687 | Munnstykke for aerosolbeholder | august, 2001 | Benoist |
| 20110000985 | Sprinklerapparat | januar 2011 | Drake |
Hovedeksaminator:GORMAN, DARREN WAdvokat, agent eller firma:Fox Rothschild LLP (Lawrenceville, NJ, USA)Påstander:1.
1 –
76 . (kansellert)77. Fremgangsmåte for å øke mengden av nedbør i et målområde, omfattende følgende trinn: a) å tilveiebringe en emitterelektrode i en forhåndsbestemt høyde; b) analysere den meteorologiske situasjonen i og/eller nær målregionen; og c) å forsyne emitterelektroden med en elektrisk ladning som respons på den meteorologiske analysen, og derved få emitterelektroden til å ionisere nærheten til emitterelektroden.78. Fremgangsmåten ifølge krav 77, hvori den ladede emitterelektroden fungerer som en ladningskondensator.79. Fremgangsmåten ifølge krav 77, hvori den elektriske strømmen til fint vær ved skyhøyde økes av den ladede emitterelektroden.80. Fremgangsmåten ifølge krav 77, hvori skypartikler tilstede i målområdet lades ved hjelp av den ladede emitterelektroden.81. Fremgangsmåten ifølge krav 77, hvori den forhåndsbestemte høyden bestemmes på grunnlag av høyden til skyene i målområdet.82. Fremgangsmåten ifølge krav 77, hvori den forhåndsbestemte høyden er minst 50 %, fortrinnsvis minst 65 % av høyden til skyene i målområdet.83. Fremgangsmåten ifølge krav 77, hvori trinnet med å tilveiebringe en emitterelektrode ved en forhåndsbestemt høyde omfatter å heve emitterelektroden ved hjelp av et lettere enn luftfartøy til den forhåndsbestemte høyden.84. Fremgangsmåten ifølge krav 77, hvori emitterelektroden omfatter en Malter-film, som fortrinnsvis omfatter en tynn film av ett eller flere elektrisk ikke-ledende materialer og/eller ett eller en kombinasjon av følgende materialer : Al2O3 ,
Zn2SiO3 , Si02, Zr02, CaCO3, Ta205.85. Apparat for værmodifikasjon, omfattende: et lettere enn luftfartøy egnet for å bære en emitterelektrode; en emitterelektrode; midler for å forsyne emitterelektroden med en elektrisk ladning, elektrisk koplet til emitterelektroden; og midler for jording av apparatet.86. Apparatet ifølge krav 85, hvori den ladede emitterelektroden er tilpasset til å fungere som en ladningskondensator.87. Apparatet ifølge krav 85, hvori den ladede emitterelektroden er tilpasset til å øke den elektriske strømmen til fint vær i skyhøyde.88. Apparatet ifølge krav 85, hvori lettere-enn-luft-fartøyet er en lettere-enn-luft-kondensator.89. Apparatet ifølge krav 85, hvori emitterelektroden er et trådnett som omgir overflaten til fartøyet som er lettere enn luft.90. Apparatet ifølge krav 85, hvori emitterelektroden omfatter en Malter-film, som fortrinnsvis omfatter en tynn film av ett eller flere elektrisk ikke-ledende materialer og/eller ett eller en kombinasjon av følgende materialer: Al
2 O
3 , Zn2SiO3 , Si02, Zr02, CaCO3, Ta205.91. Bruk av apparatet ifølge krav 85 for minst ett av: å spre tåke i et målområde; øke skydekningen og redusere temperaturen på jordoverflaten i et målområde; redusere sannsynligheten for dannelsen og intensiteten til sykloner i tidlige stadier av utviklingen; øke tilstrømningen av havfuktighet i innlandet og gjenvinning av fuktighet i terrestriske områder; ny skogplanting i en målregion.92. Bruk av en fremgangsmåte ifølge krav 77, for minst én av: å spre tåke i et målområde; øke skydekningen og redusere temperaturen på jordoverflaten i et målområde; redusere sannsynligheten for dannelsen og intensiteten til sykloner i tidlige stadier av utviklingen; øke tilstrømningen av havfuktighet i innlandet og gjenvinning av fuktighet i terrestriske områder; ny skogplanting i en målregion.Beskrivelse:
KRYSHENVISNING TIL RELATERTE APPLIKASJONER
Denne søknaden krever fordelen og prioritet til og er en amerikansk nasjonal fase av PCT International Application Number PCT/EP2009/004905, inngitt 7. juli 2009. Denne søknaden krever fordelen og prioritet til US Provisional Application No. 61/085,366 inngitt 31. juli 2008; amerikansk provisorisk søknad nr. 61/097 362 innlevert 16. september 2008; amerikansk søknad Ser. nr. 12/332.273 inngitt 10. desember 2008; US provisorisk søknad nr. 61/121.847 inngitt 11. desember 2008 og US provisorisk søknad nr. 61/122.651 innlevert 15. desember 2008. Opplysningene til de ovennevnte søknadene er herved uttrykkelig innlemmet ved referanse i sin helhet.
OPPFINNELSENS OMRÅDE
Foreliggende oppfinnelse vedrører fremgangsmåter og anordninger for å modifisere atmosfæriske forhold, kjent i denne sammenheng som værmodifikasjon, ved å forsterke elektriske krefter som utøves på og mellom partikler av atmosfærisk luft slik som vannpartikler, aerosoler, molekylære klynger og vannmolekyler som har sine egne elektriske dipolmoment. Spesielle anvendelser av værkontroll krever spesifikke metoder og enheter for implementering. Visse utførelsesformer relaterer seg for eksempel til å kontrollere, øke eller redusere mengden nedbør. Begrepet “nedbør” betyr ethvert produkt av faseendringen av atmosfærisk vanndamp som på grunn av gravitasjonskrefter avsettes på jordoverflaten, og et slikt produkt kan presenteres i enhver form, som regn, duskregn, snø, graupel og så videre. Bruk av elektriske metoder for værmodifisering til andre formål som spredning av tåke, som er en sky som ligger på eller nær jordoverflaten; økende skydekning over utvalgte regioner, spesielt havet; og økende havfuktighetsinnstrømning innover i landet, vil generelt kreve spesifikke metoder og parametre for utførelsesformer.
SAMMENDRAG AV OPPFINNELSEN
I denne oppfinnelsen er anordninger og fremgangsmåter beskrevet for den spesielle værmodifikasjonsapplikasjonen for å øke eller redusere mengden av nedbør i et målområde. Begrepet “målregion” betyr en region der det kan være ønskelig å endre de lokale atmosfæriske forholdene som, i sammenheng med denne søknaden, betyr å kontrollere mengden nedbør. Med mindre annet er angitt, betyr regulering av nedbørsmengden i det følgende økning av nedbørsmengden. Utplassering av de beskrevne enhetene for noen andre værmodifikasjonsapplikasjoner vurderes også, hvor spesifikke metoder er gitt og enhetsparameterne er optimalisert for en bestemt værmodifikasjon.
Formålet med denne oppfinnelsen er å tilveiebringe nye og forbedrede metoder og anordninger for værmodifikasjonsapplikasjoner hvor de mikrofysiske prosessene i atmosfæren påvirkes av elektriske påvirkninger. Basert på nyere fremskritt innen atmosfærisk fysikk og bedre forståelse av hvordan atmosfærisk elektrisitet naturlig påvirker været og klimaet i et miljø uten tordenvær, konseptet med værmodifikasjon ved å forsterke den naturlige ladningen av ikke-tordenskyer (ekstern skylading eller RCC) og/eller lokalt økende atmosfærisk ustabilitet ved en elektrisk prosess som omfordeles atmosfærisk fuktighet introduseres. Basert på dette konseptet foreslås en rekke forbedrede og nye utførelsesformer. Sammenlignet med utførelsesformer av kjent teknikk, er de foreslåtte utførelsesformene overlegne med hensyn til ytelse, skalerbarhet, mobilitet,
I naturen kan mikrofysiske prosesser for nedbørsdannelse fra gassformig vann, dvs. vanndamp, kategoriseres bredt i to grupper. Den første gruppen inkluderer termodynamiske faseendringsprosesser av gass-til-væske, kjent som kondensasjon, og gass-til-faststoff, kjent som dampavsetning eller sublimering. Flytende vanndråper kan vokse ved kondensering fra små luftbårne (aerosol) partikler med egnede (fuktbare) overflater, kalt kondensasjonskjerner (CN), når den faktiske mengden gassformig vann i et luftvolum overstiger den maksimale mengden av det vannet luften kan holde ved en gitt temperatur, dvs. når luften er overmettet med damp. Mengden damp i luften kan uttrykkes i form av (del)trykk av damp. Følgelig er luften overmettet når damptrykket overstiger metningstrykket. Ettersom dampmetningstrykket avtar med temperaturen, blir den fuktige luften overmettet når den er tilstrekkelig avkjølt. Ved temperaturer under frysepunktet kan ispartikler i overmettet luft vokse ved dampavsetning fra frosne dråper og aerosolpartikler med egnede overflater, kalt iskjerner (IN). Områder med atmosfærisk luft lastet med dråper og ispartikler vises som skyer.
Prosesser i den andre gruppen er skypartikkelsammenslåingsprosesser. På et visst stadium av dråpevekst i en sky blir sammenslåingen av dråper til større ved kollisjoner, kjent som kollisjon-koalescens-prosessen eller ganske enkelt koalescens, mer effektiv enn vekst ved kondensering. På grunn av tyngdekraften og luftviskositeten synker dråper som har blitt større raskere enn små dråper. Når de går ned, kolliderer større dråper, kalt samlere i denne sammenhengen, med mindre dråper. Is- og væskepartikler kan også slås sammen på lignende måte. I sin klassiske definisjon, der kun gravitasjonskrefter styrer dråpebevegelser, er koalescens snarere en forenklet modell av de virkelige dråpesammenslåingsprosessene i atmosfæren. Dråper kan beveges i forskjellige retninger med forskjellige hastigheter ved turbulente luftbevegelser. Under slike forhold kan dråper av lignende størrelse også koaleseres. Som i tilfellet med klassisk koalescens, kan imidlertid tilstedeværelsen av store dråper, selv i et lite antall konsentrasjoner, øke koalescensen betydelig i et turbulent miljø, også kjent som turbulent koagulering (Riemer og Wexler, 2005).
Metoder for skymodifikasjon som for tiden brukes er generelt basert på å forsterke den målrettede mekanismen for skydannelse ved å introdusere (såing) partikler av et spesifikt medium i skyene. Slike metoder er kjent som cloud seeding-metoder. Såmedier leveres vanligvis til skyer av transportører som fly eller raketter. Under visse forhold kan luftbårne såmedier også leveres ved oppstigning av luft forårsaket av vinden som treffer en fjellskråning. Denne teknikken er kjent som orografisk såing.
En av prosessene som kan forsterkes ved skysåing er Bergeron-prosessen med ispartikkelvekst ved dampavsetning. I kalde skyer, dvs. i skyer ved temperaturer under frysepunktet, kan dråper av rent vann forbli flytende (superkjølt) selv ned til temperaturer nær −42°C og dermed sameksistere med ispartikler. Dampmetningstrykket over is er lavere enn det over flytende vann (Bergeron, 1935, 1939). Når vanndampen forbrukes av voksende skypartikler, synker dens partialtrykk. Når partialtrykket av damp faller under dampmetningstrykket for væskedråper, blir luften undermettet for dråper mens den fortsatt er overmettet for ispartikler. På dette tidspunktet vil ispartikler fortsette å vokse på bekostning av fordampende dråper. I denne prosessen, som er mer effektivt enn kondensering, kan en større del av den tilgjengelige dampen potensielt omdannes til nedbør. I kalde skyer synker imidlertid tallkonsentrasjonen av naturlig IN kvasi-eksponentielt med temperaturen ned til frysepunktet, noe som gjør prosessen sakte ved temperaturer bare noen få grader under sistnevnte. Under slike forhold oppnås økt produksjon av is og følgelig nedbør ved å så skyer med kunstige iskjerner som krystaller av sølvjodid (AgI), hvis overflatekarakteristikker ligner på iskrystaller. Denne metoden er for tiden den vanligste innen værmodifikasjoner. tallkonsentrasjonen av naturlig IN synker kvasi-eksponentielt med temperaturen ned til frysepunktet, noe som gjør prosessen sakte ved temperaturer bare noen få grader under sistnevnte. Under slike forhold oppnås økt produksjon av is og følgelig nedbør ved å så skyer med kunstige iskjerner som krystaller av sølvjodid (AgI), hvis overflatekarakteristikker ligner på iskrystaller. Denne metoden er for tiden den vanligste innen værmodifikasjoner. tallkonsentrasjonen av naturlig IN synker kvasi-eksponentielt med temperaturen ned til frysepunktet, noe som gjør prosessen sakte ved temperaturer bare noen få grader under sistnevnte. Under slike forhold oppnås økt produksjon av is og følgelig nedbør ved å så skyer med kunstige iskjerner som krystaller av sølvjodid (AgI), hvis overflatekarakteristikker ligner på iskrystaller. Denne metoden er for tiden den vanligste innen værmodifikasjoner. overflatekarakteristikkene tilsvarer de til iskrystaller. Denne metoden er for tiden den vanligste innen værmodifikasjoner. overflatekarakteristikkene tilsvarer de til iskrystaller. Denne metoden er for tiden den vanligste innen værmodifikasjoner.
Partikler av stoffer som fordamper ved temperaturer som er mye lavere enn atmosfærisk luft er en annen type såmedier. Pellets av fast karbondioksid, kjent som tørris, og små dråper flytende nitrogen, som tar varme fra og dermed avkjøler luften rundt mens den fordamper, er eksempler på slike såmedier. I kalde skyer kan høyere grader av overmetning og superkjøling rundt disse partiklene føre til en høyere initial veksthastighet av dråper og ispartikler og en økning i antall konsentrasjoner av IN på grunn av økt dråpefrysing. I varme skyer kan høyere overmetning og dermed den forbedrede kondensasjonen som oppnås nær kjølepartiklene føre til produksjon av større dråper. I sin tur kan disse dråpene forbedre koalescensen ved å fungere som mer effektive samlere i denne prosessen.
En annen metode er basert på såing av skyer med fine partikler av salter, hvis dampmetningstrykk over det vannbaserte oppløste stoffet er lavere sammenlignet med rent vann. Oppløste dråper som er dyrket ved kondensasjon fra slik CN eller fra dråper som har ervervet saltpartikler ved festing, kan oppnå størrelser som er større enn vanndråper og således øke koalescensen som nevnt ovenfor. Denne metoden er kjent som hygroskopisk såing.
Det er en stor mengde bevis som tyder på at tilstedeværelsen av et intenst elektrisk felt, tilstrekkelig høye elektriske ladninger på skypartikler, eller en kombinasjon av begge, kan påvirke flere mikrofysiske prosesser for skyutvikling, inkludert de som er direkte eller indirekte ansvarlige for dannelsen av skyer. nedbør. En effekt av elektriske ladninger er forsterket fjerning (dvs. oppsamling ved festing) av ladede aerosolpartikler av ladede og nøytrale skydråper. Selv om det ikke er åpenbart, er netto elektrisk kraft på kort avstand mellom skypartikler med samme tegnladning alltid attraktiv på grunn av elektrostatiske bildekrefter (Tinsley et al., 2000). For slike partikler med like ladninger er det en lang rekkevidde frastøtende kraft, men luftstrømskrefter kan bringe partikler innenfor området til den dominerende bildekraften.
Hvis aerosolpartikkelen er en iskjerne, vil dens rensing av en væskedråpe resultere i umiddelbar frysing av sistnevnte. En slik mekanisme for ispartikkelproduksjon, kjent som kontaktfrysing, ble funnet å være en spesielt effektiv mekanisme (Sastry, 2005), som konkurrerer med Bergeron-prosessen. I motsetning til sistnevnte, kan en ispartikkel umiddelbart dannes fra en væskedråpe ved kontaktfrysing, og omgå den relativt langsomme Bergeron-veksten til den isdannende kjernen, som involverer væskedråper “gjenbearbeiding” via fordampning. I sin tur kan den produserte ispartikkelen fortsette å vokse enten ved dampavsetning eller ved ytterligere sammenslåing med og frysing av den neste superavkjølte dråpen, og så videre.
Å så kunstige iskjerner inn i en kald sky forbedrer både Bergeron- og kontaktfrysingsprosesser. Forbedring av sistnevnte skyldes den økte sannsynligheten for at iskjerner fanger opp på grunn av deres økte antallskonsentrasjon. Å introdusere for mange iskjerner kan imidlertid føre til at dannelsen av for mange ispartikler blir små når de konkurrerer om den tilgjengelige dampen. Dette problemet er kjent som oversåing. I motsetning til dette er forsterkning av kontaktfrysing ved elektro-spavenging av naturlige iskjerner fordelaktig ettersom det kan resultere i en mer effektiv bruk av sistnevnte og til slutt produksjon av færre, men større ispartikler som kan utfelles.
En annen effekt av attraktive elektriske krefter er økningen i oppsamlingseffektiviteten av dråpesammenslåing, som er spesielt viktig for regndannelse uten isprosesser i varme skyer. Hvis en ladet dråpe skal samles opp av en større nøytral dråpe eller en større dråpe ladet med begge tegn i en koalescenshendelse, kan sistnevnte være vellykket selv om den er geometrisk umulig uten den attraktive elektriske kraften. Et annet aspekt ved elektrisk forbedret koalescens er en økning i koalescenseffektiviteten, dvs. sannsynligheten for at ikke bare kollisjon, men permanent oppsamling av en dråpe skjedde under koalescens, noe som betyr at dråpen ikke unngikk kollisjon ved å bli avledet av luftstrøm, koaleserte midlertidig og deretter separert , muligens bryte inn i en rekke mindre dråper.
Effekten av elektriske ladninger på små dråper ligner på den hygroskopiske effekten av salter. I likhet med dråper av saltløsninger, krever dråper ladet til en viss grad en lavere overmetning for å vokse ved kondensering (Harrison og Ambaum, 2008). Det elektriske feltet til tilstrekkelig ladede dråper som er superkjølte kan direkte lette frysingen. Ettersom vannmolekyler har sitt eget elektriske dipolmoment, har de en tendens til å justere seg med det elektriske feltet, noe som favoriserer frysing av superkjølt vann ved høyere temperaturer. Denne effekten av direkte elektrisk frysing, selv om den ennå ikke er studert i detalj, ble demonstrert i eksperimenter av Wei et al. (2008).
Ideen om å utvikle skymodifikasjonsmetoder som er basert på lading av skypartikler er ikke ny. Slike metoder vil være miljøvennlige alternativer til kjemisk skysåing. En annen fordel med elektriske metoder er at ladende skypartikler kan forsterke flere nedbørsdannelsesmekanismer samtidig, mens en bestemt såmetode, rettet mot en viss mekanisme, implementeres for et spesifikt medium som skal sees i overskyet luft innenfor et visst antall tallkonsentrasjoner. For eksempel vil en økning i nedbør oppnås i en varm sky ved en elektrisk forbedret-hygroskopisk effekt på dråper og elektrisk forbedret koalescens. I blandede skyer, dvs. skyer med kalde topper og varm bunn, vil også økt isproduksjon via dråpeelektrofrysing i de øvre skyområdene bidra til effekten.
For å være effektiv krever å forsterke en bestemt prosess med skyutvikling en viss minimumsladning per elektrisk aktiv skypartikkel. For eksempel krever forbedring av koalescenskollisjonseffektiviteten minst noen få hundre elementære (elektroniske) ladninger på dråper med en radius på 10-20 μm (Khain et al., 2004). Ladninger per partikkel av samme størrelsesorden er nødvendig for effektiv elektrofrysing (Tinsley et al., 2000) og forsterke hygroskopiske egenskaper til små dråper (Harrison og Ambaum, 2008). Skypartikler ladet tilstrekkelig til å vesentlig modifisere skyutviklingsprosesser, refereres i det følgende til som superladede partikler.
Den første tilnærmingen til superlading av skypartikler har vært fokusert på direkte lading av genererte ioner med hovedsakelig samme tegn (dvs. unipolare). En rekke utforminger for anordninger, typisk omfattende en unipolar ionisator slik som en likestrøm (DC) koronautladning, heretter referert til som koronautladning, og andre elementer innelukket i et legeme, er blitt foreslått i tidligere teknikk. I slike enheter passerer partikler som skal lades som er tatt fra en sky eller kunstig produsert i en form som vanndråper, i nærheten av emitterelektroden for koronautladning (EECD) og får dermed elektriske ladninger ved ionefesting. Alternativt, i noen utførelsesformer, får partikler en elektrisk ladning gjennom kontakt med en ladet elektrode. De produserte ladede partiklene blir deretter introdusert (sådd) inn i en sky. Slike metoder er beskrevet for eksempel i patentsøknaden til Khain et al. (2003). I praksis vil imidlertid implementering av metoder for direkte overlading av skypartikler i et stort volum skyet luft møte med alvorlige tekniske vanskeligheter.
Den gjennomsnittlige ladningen på en partikkel som kan oppnås ved ionefesting er proporsjonal med logaritmen til den såkalte unipolaritetsfaktoren, som er forholdet mellom tallkonsentrasjonen av dominerende tegnioner og konsentrasjonen av motsatte tegnioner (Clement et al. , 1991). For å overlade skypartikler, spesielt små, bør den tilsvarende unipolaritetsfaktoren også være tilstrekkelig høy. Ettersom ioner av tegnet som er motsatt det for koronaioner alltid er tilstede i luften, kan den nødvendige unipolariteten bare opprettholdes innenfor en begrenset ladesone rundt emitterelektroden.
Andre faktorer som begrenser produktiviteten til ladeanordningen er tiden som kreves for partikkellading og et sterkt elektrisk felt av den produserte romladningen som kan redusere ioneproduktiviteten til koronautladning (Smith, 1972; Loveland et al., 1972). Kontaktsuperlading av partikler med en elektrode er også problematisk da det i praksis bare kan oppnås for en liten brøkdel av disse partiklene.
Når den først er fjernet fra en ladesone, forblir en partikkel overladet i bare en kort tid på grunn av dens ikke-likevektsladningsforfall, hvis hastighet er proporsjonal med partikkelladningen. Dette utgjør det utfordrende problemet med å fordele slike partikler over et stort volum med overskyet luft innen en begrenset tid. Siden orografisk såing av skyer med kortlivede superladede partikler er usannsynlig å være effektivt, bør et slikt ustabilt såmedium produseres og sås i skyhøyder, noe som vil kreve kostbar utplassering av en rekke luftbårne transportører som fly eller droner. Utplasseringen av skorsteinslignende rør for å levere superladede partikler til skyer, foreslått i tidligere teknikk, ville også møte tekniske vanskeligheter og høye kostnader.
Metoder basert på direkte overlading av skypartikler ved hjelp av tekniske midler foreslått i tidligere teknikk er tilsynelatende vanskelige å implementere i praksis og vil derfor kanskje ikke konkurrere med eksisterende skysåingmetoder.
Det er derfor et formål med foreliggende søknad å tilveiebringe et forbedret apparat for værmodifikasjon som overvinner de ovenfor nevnte ulempene ved kjent teknikk. Det er et ytterligere formål med den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en forbedret fremgangsmåte for å øke mengden av nedbør i et målområde, som unngår ulempene ved tidligere kjent teknikk, som er mer effektiv og mindre kostbar. Det er et ytterligere formål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en fremgangsmåte for å øke nedbørsmengden i et målområde som er lett å kontrollere og som gir en økt suksessgrad. Disse formål oppnås ved trekkene i de uavhengige kravene. De avhengige kravene beskriver foretrukne utførelsesformer av den foreliggende oppfinnelse.
Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer et apparat for værmodifikasjon. Apparatet omfatter en emitterelektrode, midler for å forsyne emitterelektroden med en elektrisk ladning, elektrisk koplet til emitterelektroden, en isolerende støtte for å støtte emitterelektroden i en forhåndsbestemt høyde, og midler for jording av apparatet. Emitterelektroden består av en Malter-film. Malter-filmen omfatter fortrinnsvis en tynn film av ett eller flere elektrisk ikke-ledende materialer. Spesielt foretrukne materialer for Malter-filmen er ett eller en kombinasjon av følgende materialer: Al 2 O 3 , Zn 2 SiO 3 , SiO 2 , ZrO 2 , CaCO 3 , Ta 2O 5 .
I en foretrukket utførelse er emitterelektroden en kondensator med en ledende overflate. Kondensatoren er fortrinnsvis hovedsakelig sfærisk. En “hovedsakelig sfærisk” kondensator skal forstås som en kondensator med en noe sfærisk form. Nevnte form kan f.eks. omfatte flere plan eller plane strukturer som er anordnet i en polygon, som ligner en sfærisk form. For eksempel kan flere femkanter og sekskanter være arrangert som på en fotball.
I henhold til en foretrukket utførelsesform av apparatet ifølge den foreliggende oppfinnelse omfatter emitterelektroden en eller flere emitterelektrodesammenstillinger av koronautladning, som er mekanisk og/eller elektrisk koblet til hverandre.
Støtten til apparatet har fortrinnsvis en høyde mellom 6 m og 30 m, spesielt foretrukket mellom 8 m og 15 m. Det er videre foretrukket at bæreren omfatter et isolerende lag. Alternativt kan støtten være laget av et isolerende materiale. Støtten kan videre omfatte en stiv struktur. For eksempel kan emitterelektroden støttes av en ramme med en plan polygonal form med en overflate.
I en utførelsesform omfatter emitterelektroden to eller flere elektrisk koplede parallelle trådsegmenter som krysser overflaten av rammen og er adskilt med en avstand.
Midlene for å forsyne emitterelektroden med en elektrisk ladning kan være en hvilken som helst innretning som er egnet til å gi en stor ladningstetthet og/eller en stor spenning. Et foretrukket eksempel på innretningen er en lademotor til en Van der Graaf-generator.
Ifølge en foretrukket utførelse omfatter emitterelektroden to eller flere Malter-elektroder, fortrinnsvis i form av en solid eller rørformet ledning, fortrinnsvis videre omfattende en eller flere initierende koronautladningstråder. Diameteren til Malter-elektrodene er fortrinnsvis større enn diameteren til de initierende koronautladningstrådene. Initieringskoronautladningstrådene er fortrinnsvis plassert i nærheten av og koblet mekanisk og/eller elektrisk til Malter-elektrodene. I henhold til en utførelsesform er materelektrodene anordnet i parallelle segmenter som krysser overflaten av rammen og adskilt med en avstand.
I en alternativ utførelse omfatter emitterelektroden to eller flere Malter-elektroder i form av foliestrimler. Emitterelektroden kan videre omfatte et trådnett. Alternativt eller i tillegg kan emitterelektroden omfatte et nett av Malter-elektroder.
Ifølge en ytterligere utførelse omfatter apparatet en generator av høyfrekvente elektromagnetiske bølger, som er egnet for kontaktløs oppvarming av trådsløyfene til emitterelektroden.
Det er videre foretrukket at apparatet omfatter en eller flere jordede elektroder, hvori de jordede elektrodene er plassert under den ene eller flere emitterelektrodesammenstillingene og elektrisk koblet til midlene for jording. Apparatet kan videre omfatte en eller flere kollektorelektroder.
I henhold til en foretrukket utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse omfatter apparatet videre et reservoar som inneholder en ledende elektrolyttløsning. Videre kan det tilveiebringes en aerosolgenerator, som fortrinnsvis omfatter en eller flere anordninger for perkolering av en elektrolyttløsning.
I en annen foretrukket utførelse omfatter apparatet videre en eller flere midler for å generere en oppstrøm. Denne innretningen kan f.eks. omfatte en varmekilde. Et enkelt eksempel på en slik varmekilde er et sort stoff som absorberer solstråling, som er anordnet under eller rundt apparatet.
I henhold til et annet aspekt ved foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt et apparat for værmodifikasjon, som omfatter et lettere enn luftfartøy som er egnet for å bære en emitterelektrode, midler for å forsyne emitterelektroden med en elektrisk ladning, elektrisk koblet til emitterelektroden, og midler for jording av apparatet. Mens driftshøyden til apparatet i henhold til det første aspektet av den foreliggende oppfinnelse er begrenset av høyden til den isolerende støtten, er driftshøyden til apparatet i henhold til det andre aspektet av den foreliggende oppfinnelsen i utgangspunktet ubegrenset, siden emitterelektroden kan transporteres til enhver driftshøyde med fartøyet som er lettere enn luft. Tilsvarende, apparatet ifølge den foreliggende oppfinnelse kan heves til en forhåndsbestemt høyde avhengig av en spesifikk anvendelse av apparatet. For eksempel kan høyden på apparatet ifølge den foreliggende oppfinnelse reguleres i avhengighet av høyden på skyene som er tilstede i målområdet. Derved kan effektiviteten og suksesshastigheten til apparatet ifølge den foreliggende oppfinnelse økes dramatisk sammenlignet med kjent teknikk.
Fortrinnsvis er fartøyet som er lettere enn luft koblet til midlene for å forsyne emitterelektroden med elektrisk ladning via en tjor. Ifølge en foretrukket utførelsesform er lettere enn luft-fartøyet en lett-enn-luft-kondensator som har en overflate. Med andre ord danner fartøyet lettere enn luft en kondensator eller er i hovedsak laget av komponenter som også kan brukes som en kondensator. Fortrinnsvis er multiple emitterelektrodesammenstillinger anordnet rundt og jevnt festet til overflaten av lettere-enn-luft-kondensatoren, f.eks. ved hjelp av flere støttestenger med variabel lengde. Støttestengene kan ha føtter i kontakt med overflaten av kondensatoren som gir en spenningsbærende mekanisme.
I henhold til en alternativ utførelse omfatter emitterelektroden en hul kondensator som har en sfærisk eller kvasi-sfærisk overflate, hvor fartøyet som er lettere enn luft er anordnet inne i kondensatoren. Fortrinnsvis er en eller flere emitterelektrodesammenstillinger anordnet rundt og elektrisk koplet til kondensatoren. Det er videre foretrukket at emitterelektrodesammenstillingen er et trådnett som omgir overflaten til fartøyet som er lettere enn luft. I et foretrukket eksempel er emitterelektrodesammenstillingen støttet av kuler plassert mellom overflaten av fartøyet som er lettere enn luft og nettet, hvor kulene er jevnt anordnet rundt fartøyet som er lettere enn luft.
Fagmannen vil forstå at de foretrukne trekk beskrevet med hensyn til apparatet i henhold til det første aspektet (montert på en støtte) også kan benyttes for å forbedre apparatet i henhold til det andre aspektet (fartøyer som er lettere enn luft).
I henhold til enda et ytterligere aspekt ved foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en fremgangsmåte for å øke mengden av nedbør i et målområde. Fremgangsmåten omfatter trinnene med å tilveiebringe en emitterelektrode, analysere den meteorologiske situasjonen i og/eller nær målområdet, og gi emitterelektroden en elektrisk ladning som respons på den meteorologiske analysen, og dermed få emitterelektroden til å ionisere nærområdet. av emitterelektroden.
I henhold til en foretrukket utførelsesform omfatter fremgangsmåten videre trinnet med å heve emitterelektroden til en forhåndsbestemt høyde. Ifølge et første alternativ er den forhåndsbestemte høyden mellom 6 m og 30 m, fortrinnsvis mellom 8 m og 15 m. I henhold til et andre aspekt ved den foreliggende oppfinnelsen er den forhåndsbestemte høyden større enn 100 m, fortrinnsvis større enn 500 m.
Det er generelt foretrukket at den forhåndsbestemte høyden bestemmes på grunnlag av den meteorologiske situasjonen i og/eller nær målområdet. Det er spesielt foretrukket at den forhåndsbestemte høyden bestemmes på grunnlag av høyden til skyene i og/eller nær målområdet. Ifølge en foretrukket utførelsesform av fremgangsmåten er den forhåndsbestemte høyden minst 50 %, fortrinnsvis minst 65 % av skyhøyden i og/eller nær målområdet.
I henhold til det første aspektet er det foretrukket at trinnet med å tilveiebringe en emitterelektrode omfatter montering av emitterelektroden på en isolerende støtte. I henhold til det andre aspektet omfatter trinnet med å tilveiebringe en emitterelektrode fortrinnsvis trinnet å heve emitterelektroden ved hjelp av et lettere enn luftfartøy.
Det er videre foretrukket at emitterelektroden omfatter en Malter-film. Malter-filmen omfatter en tynn film av ett eller flere elektrisk ikke-ledende materialer, fortrinnsvis av ett eller en kombinasjon av følgende materialer: Al 2 O 3 , Zn 2 SiO 3 , SiO 2 , ZrO 2 , CaCO 3 , Ta 2 O 5 .
Ifølge en ytterligere foretrukket utførelsesform omfatter fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen trinnet å fukte jorden under emitterelektroden med vann eller en vannbasert ledende elektrolyttløsning.
Fortrinnsvis er en eller flere kollektorelektroder som omfatter plater av metall eller trådnett anordnet på jordoverflaten under emitterelektroden og er elektrisk koblet til en eller flere jordede elektroder. Generelt kan fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen omfatte trinnet med å tilveiebringe én eller flere jordede elektroder. Videre kan en varmekilde plasseres under emitterelektroden. Varmekilden kan oppnås ved et substrat som absorberer solstråling, som er fordelt under emitterelektroden.
I henhold til en spesifikk utførelsesform kan et reservoar inneholdende en ledende elektrolyttløsning være tilveiebrakt, hvor reservoaret er plassert på jordoverflaten under emitterelektroden og elektrisk koblet til en eller flere jordede elektroder. Videre kan et lag av ledende karbongranuler tilveiebringes på jordoverflaten, hvori laget er under emitterelektroden og elektrisk koblet til en eller flere jordede elektroder.
I henhold til en foretrukket utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er flere emitterelektroder anordnet og anordnet i en emitterelektrodesammenstilling. Fortrinnsvis er det tilveiebrakt flere emitterelektrodesammenstillinger. De flere emitterelektrodesammenstillingene er fortrinnsvis understøttet av en ramme med f.eks. plan form. Fortrinnsvis er emitterelektrodesammenstillingene elektrisk koplet til hverandre og mekanisk koplet med fleksible skjøter til hverandre og til sidene av rammen. Rammen er fortrinnsvis plassert i en vinkel i forhold til jordoverflaten. Nevnte vinkel er fortrinnsvis mellom 20 og 70 grader.
I en foretrukket utførelse omfatter emitterelektroden to eller flere elektrisk koplede parallelle trådsegmenter som krysser overflaten av rammen og er adskilt med en avstand. I et foretrukket eksempel er rammen trekantet og begge trådsegmentendene holdes på plass av et antall fleksible støtter festet parvis til hver av de to sidene av rammen hvor fleksible støtter tilveiebringer en spenningsbærende mekanisme på trådsegmentene. Fortrinnsvis er rammen trekantet og ledningen er viklet rundt rammen i en tråd gjennom hakk på to sider av rammen hvor hakkene er anordnet i par på hver av sidene av rammen.
Emitterelektrodesammenstillingene har fortrinnsvis likebenet trekantet form og er anordnet i en eller flere pyramider. Basene til pyramidene inneholder fortrinnsvis ikke en emitterelektrode og er anordnet parallelt med jordoverflaten. Fortrinnsvis peker toppene av tilstøtende pyramider i forskjellige retninger.
Fagmannen vil forstå at apparatet i henhold til det første og andre aspektet av den foreliggende oppfinnelse kan benyttes for å utføre fremgangsmåten beskrevet ovenfor. Ifølge en spesielt foretrukket utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan to eller flere apparater anordnes på rad, spesielt i samme retning som den rådende vinden. Således kan effekten som skal oppnås ved fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse økes eller til og med multipliseres. I tillegg eller alternativt er to eller flere parallelle rader av apparater som beskrevet ovenfor anordnet i et rutenett. Gitteret og spesielt avstanden mellom tilstøtende apparater bestemmes fortrinnsvis på grunnlag av den meteorologiske situasjonen i og/eller nær målområdet.
Ifølge et ytterligere aspekt ved foreliggende oppfinnelse kan fremgangsmåten beskrevet ovenfor benyttes for å oppnå en omvendt effekt. Følgelig tilveiebringes en fremgangsmåte for å redusere nedbør i et første målområde. Fremgangsmåten omfatter trinnene å velge et andre målområde for å øke nedbør, og å øke nedbør i det andre målområdet ved fremgangsmåtene beskrevet ovenfor. Derved forårsakes en reduksjon av nedbør i det første målområdet. Fagmannen vil forstå at alle foretrukne trekk beskrevet ovenfor med hensyn til fremgangsmåten for å øke nedbør også kan brukes for fremgangsmåten for å redusere nedbør.
Det skal videre forstås at alle trekk beskrevet med hensyn til apparatet også kan benyttes for å forbedre fremgangsmåten beskrevet ovenfor og omvendt.
Fremgangsmåten og apparatet beskrevet ovenfor kan benyttes for flere oppfinneriske anvendelser. I henhold til et første aspekt er den foreliggende oppfinnelse rettet mot bruken av apparatet og/eller fremgangsmåten beskrevet ovenfor for å spre tåke i et målområde. Fagmannen vil forstå at økningen av nedbør i et målområde ved bruk av apparatet og/eller fremgangsmåten beskrevet ovenfor i det vesentlige vil fjerne all tåke som er tilstede i målområdet.
Ifølge et andre aspekt er den foreliggende oppfinnelse rettet mot bruken av apparatet og/eller fremgangsmåten beskrevet ovenfor for å øke skydekningen i et målområde. Derved reduseres temperaturen på jordoverflaten i målområdet.
I henhold til et tredje aspekt er den foreliggende oppfinnelse rettet mot bruken av apparatet og/eller fremgangsmåten beskrevet ovenfor for å redusere sannsynligheten for dannelse og intensiteten av sykloner i tidlige stadier av deres utvikling.
I henhold til et fjerde aspekt er den foreliggende oppfinnelse rettet mot bruken av apparatet og/eller fremgangsmåten beskrevet ovenfor for å øke innstrømningen av havfuktighet i innlandet og resirkulering av fuktighet i terrestriske områder.
I henhold til et femte aspekt er den foreliggende oppfinnelse rettet mot bruken av apparatet og/eller fremgangsmåten beskrevet ovenfor for ny skogplanting i et målområde.
I en utførelsesform tilveiebringer oppfinnelsen et apparat for værmodifikasjon omfattende: en emitterelektrode; midler for å forsyne emitterelektroden med en elektrisk ladning, elektrisk koplet til emitterelektroden; en isolerende støtte for å støtte emitterelektroden i en forhåndsbestemt høyde; og midler for jording av apparatet; hvori emitterelektroden omfatter en Malter-film.
Malter-filmen kan omfatte en tynn film av ett eller flere elektrisk ikke-ledende materialer. Malter-filmen kan omfatte ett eller en kombinasjon av følgende materialer: Al 2 O 3 , Zn 2 SiO 3 , SiO 2 , ZrO 2 , CaCO 3 , Ta 2 O 5 .
Emitterelektroden kan være en kondensator med en ledende overflate. Kondensatoren kan være hovedsakelig sfærisk.
I noen utførelsesformer kan emitterelektroden omfatte en eller flere emitterelektrodesammenstillinger av koronautladning, som er mekanisk og elektrisk koblet til hverandre.
I noen utførelsesformer kan støtten omfatte en stiv strukturstøtte som kan ha en høyde mellom 6 m og 30 m, fortrinnsvis mellom 8 m og 15 m. Støtten kan omfatte et isolerende lag eller være laget av isolerende materiale.
I noen utførelsesformer kan midlene for å forsyne emitterelektroden med en elektrisk ladning omfatte en lademotor til en Van der Graaf-generator.
Emitterelektroden kan støttes av en ramme med en plan polygonal form som har en overflate. Emitterelektroden kan omfatte to eller flere elektrisk koblede parallelle trådsegmenter som krysser overflaten av rammen og er adskilt med en avstand.
Emitterelektroden kan omfatte to eller flere Malter-elektroder i form av en solid eller rørformet ledning som videre omfatter en eller flere initierende koronautladningstråder. Diameteren på Malter-elektrodene kan være større enn diameteren til de initierende koronautladningstrådene. De initierende koronautladningsledningene kan plasseres i nærheten av og kobles mekanisk og elektrisk til Malter-elektrodene. Malter-elektrodene kan være anordnet i parallelle segmenter som krysser overflaten av rammen og atskilt med en avstand.
Emitter-emitterelektroden kan omfatte to eller flere Malter-elektroder i form av foliestrimler. Emitterelektroden kan omfatte et nett av tråd eller et nett av Malter-elektroder.
Noen utførelsesformer av oppfinnelsen omfatter videre en generator av høyfrekvente elektromagnetiske bølger for kontaktløs oppvarming av ledningsløkkene til emitterelektroden.
Noen utførelsesformer av oppfinnelsen omfatter videre en eller flere jordede elektroder hvori de jordede elektrodene er plassert under den ene eller flere emitterelektrodesammenstillingene og elektrisk koplet til midlene for jording.
Noen utførelsesformer av oppfinnelsen omfatter videre en eller flere kollektorelektroder.
Noen utførelsesformer av oppfinnelsen omfatter videre et reservoar som inneholder en ledende elektrolyttløsning.
Noen utførelsesformer av oppfinnelsen omfatter videre en aerosolgenerator. Aerosolgeneratoren kan omfatte en eller flere anordninger som perkolerer en elektrolyttløsning.
Noen utførelsesformer av oppfinnelsen omfatter videre en eller flere midler for å generere en oppstrøm.
Noen utførelsesformer av oppfinnelsen omfatter videre en varmekilde. Varmekilden kan omfatte et svart stoff som absorberer solstråling.
En utførelsesform av oppfinnelsen tilveiebringer: et apparat for værmodifikasjon omfattende: et lettere enn luftfartøy egnet for å bære en emitterelektrode; en emitterelektrode; midler for å forsyne emitterelektroden med en elektrisk ladning, elektrisk koplet til emitterelektroden; og midler for jording av apparatet.
Fartøyet som er lettere enn luft kan kobles til midler for å forsyne emitterelektroden med en elektrisk ladning via en tjor.
Det lettere enn luft-fartøyet kan være en lettere-enn-luft-kondensator som har en overflate. Flere emitterelektrodesammenstillinger kan anordnes rundt og jevnt festet til overflaten av kondensatoren som er lettere enn luft, med flere støttestenger med variabel lengde. Støttestengene kan ha føtter i kontakt med overflaten av kondensatoren som gir en spenningsbærende mekanisme.
Emitterelektroden kan omfatte en hul kondensator med en sfærisk eller kvasi-sfærisk overflate, og fartøyet som er lettere enn luft kan være anordnet inne i kondensatoren.
Den ene eller flere emitterelektrodesammenstillingene kan være anordnet rundt og elektrisk koblet til kondensatoren. Emitterelektrodesammenstillingen kan være et trådnett som omgir overflaten til fartøyet som er lettere enn luft. Emitterelektrodesammenstillingen kan støttes av kuler plassert mellom overflaten av fartøyet som er lettere enn luft og nettet, og kulene kan være jevnt anordnet rundt fartøyet som er lettere enn luft.
En annen utførelsesform av oppfinnelsen tilveiebringer: en fremgangsmåte for å øke mengden av nedbør i et målområde, omfattende følgende trinn:
a) tilveiebringe en emitterelektrode;
b) analysere den meteorologiske situasjonen i og/eller nær målregionen; og
c) å forsyne emitterelektroden med en elektrisk ladning som svar på den meteorologiske analysen, og derved få emitterelektroden til å ionisere nærheten til emitterelektroden.
Fremgangsmåten kan videre omfatte trinnet å heve emitterelektroden til en forhåndsbestemt høyde. Den forhåndsbestemte høyden kan være mellom 6 m og 30 m, fortrinnsvis mellom 8 m og 15 m. Den forhåndsbestemte høyden kan være større enn 100 m, fortrinnsvis større enn 500 m. Den forhåndsbestemte høyden kan bestemmes på grunnlag av høyden til skyene i målområdet. Den forhåndsbestemte høyden er minst 50 %, fortrinnsvis minst 65 % av høyden til skyene i målområdet.
Fremgangsmåten kan omfatte trinnet med å tilveiebringe en emitterelektrode omfatter montering av emitterelektroden på en isolerende støtte.
Trinnet med å tilveiebringe en emitterelektrode kan omfatte heving av emitterelektroden ved hjelp av et lettere enn luftfartøy.
I fremgangsmåten kan emitterelektroden omfatte en Malter-film. Malter-filmen kan omfatte en tynn film av ett eller flere elektrisk ikke-ledende materialer. Malter-filmen kan omfatte ett eller en kombinasjon av følgende materialer: Al 2 O 3 , Zn 2 SiO 3 , SiO 2 , ZrO 2 , CaCO 3 , Ta 2 O 5 .
Fremgangsmåten kan videre omfatte trinnet med å fukte jorda under emitterelektroden med vann eller en vannbasert ledende elektrolyttløsning.
Den ene eller flere kollektorelektroder som omfatter plater av metall eller trådnett kan være anordnet på jordoverflaten under emitterelektroden og elektrisk koblet til en eller flere jordede elektroder.
Fremgangsmåten kan videre omfatte trinnet med å tilveiebringe én eller flere jordede elektroder.
I metoden kan en varmekilde plasseres under emitterelektroden.
Fremgangsmåten kan videre omfatte trinnet med å tilveiebringe et reservoar inneholdende en ledende elektrolyttløsning, hvori reservoaret plasseres på jordoverflaten under emitterelektroden og kobles elektrisk til en eller flere jordede elektroder.
Fremgangsmåten kan videre omfatte trinnet med å tilveiebringe et lag med ledende karbongranuler på jordoverflaten, hvori laget er under emitterelektroden og elektrisk koblet til en eller flere jordede elektroder.
Fremgangsmåten kan videre omfatte trinnet med å tilveiebringe en aerosolgenerator, hvor aerosolgeneratoren er plassert under emitterelektroden.
Flere emitterelektroder kan tilveiebringes og anordnes i en emitterelektrodesammenstilling. Flere emitterelektrodesammenstillinger kan leveres.
De flere emitterelektrodesammenstillingene kan støttes av en ramme med plan form. Emitterelektrodesammenstillingene kan være elektrisk koblet til hverandre og mekanisk koblet med fleksible skjøter til hverandre og til sidene av rammen.
Rammen kan plasseres i vinkel mot jordoverflaten. Vinkelen kan være mellom ca. 20 og ca. 70 grader.
I metoden ovenfor kan emitterelektroden omfatte to eller flere elektrisk koblede parallelle trådsegmenter som krysser overflaten av rammen og er adskilt med en avstand. Rammen kan være trekantet og begge trådsegmentendene kan holdes på plass av et antall fleksible støtter festet parvis til hver av de to sidene av rammen hvor fleksible støtter gir en spenningsbærende mekanisme på trådsegmentendene. Rammen kan være trekantet og ledningen viklet rundt rammen i en tråd gjennom hakk på to sider av rammen, hvor hakkene er anordnet i par på hver av de to sidene av rammen.
I metoden ovenfor kan emitterelektrodesammenstillingene ha likebenet trekantet form og anordnet i en eller flere pyramider med baser som ikke inneholder noen emitterelektroder og er parallelle med jordoverflaten. Toppen av tilstøtende pyramider kan peke i forskjellige retninger.
I en annen utførelse av oppfinnelsen kan to eller flere apparater i henhold til oppfinnelsen være anordnet på rad i samme retning som den rådende vinden. To eller flere parallelle rader av apparater ifølge oppfinnelsen kan anordnes i et gitter.
I en annen utførelsesform av oppfinnelsen er det tilveiebrakt en fremgangsmåte for å redusere nedbør i et første målområde omfattende følgende trinn: å velge et andre målområde for å øke nedbør; og øke nedbøren i den andre målregionen ved en fremgangsmåte beskrevet her, for derved å forårsake en reduksjon av nedbøren i den første målregionen.
Apparatet og/eller fremgangsmåtene ifølge oppfinnelsen kan brukes for å spre tåke i et målområde, eller for å øke skydekningen og redusere temperaturen på jordoverflaten i et målområde, eller for å redusere sannsynligheten for formasjonen og intensiteten til sykloner i tidlige stadier av deres utvikling, eller for å øke tilstrømningen av havfuktighet i innlandet og gjenvinning av fuktighet i terrestriske områder, eller for gjenplanting av skog i en målregion.
KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE
I de følgende er foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen beskrevet med henvisning til tegningene, hvor:
FIG. 1 viser en skisse av en foretrukket utførelsesform av apparatet ifølge den foreliggende oppfinnelse.
FIG. 2 viser en skisse av en annen foretrukket utførelsesform av apparatet i henhold til den foreliggende oppfinnelse.
FIG. 3 viser en ytterligere foretrukket utførelsesform av apparatet ifølge den foreliggende oppfinnelse.
FIG. 4 viser en ytterligere foretrukket utførelsesform av apparatet ifølge den foreliggende oppfinnelse.
FIG. 5 viser arrangementet av flere emitterelektrodesammenstillinger på en pyramideformet ramme i henhold til en foretrukket utførelsesform.
fig. 6a til 6d viser detaljer ved arrangementet vist på fig . 5.
fig. 7a og 7b viser trekantede utførelsesformer av elementære emitterelektrodesammenstillinger i henhold til den foreliggende oppfinnelse.
FIG. 8 viser en alternativ utførelsesform av en trekantet elementær emitterelektrodesammenstilling.
FIG. 9 viser en ytterligere utførelsesform av en trekantet elementær emitterelektrodeenhet.
FIG. 10 viser en foretrukket utførelsesform av apparatet ifølge den foreliggende oppfinnelse.
FIG. 11 viser et eksempel på den kvasi-sfæriske kondensatoren ifølge den foreliggende oppfinnelse.
FIG. 12 viser et eksempel på et lettere enn luftfartøy brukt for den foreliggende oppfinnelse.
FIG. 13 viser en Malter-elektrode i henhold til den foreliggende oppfinnelse.
fig. 14 og 15 viser et malternett i henhold til den foreliggende oppfinnelse.
FIG. 16 viser en Malter-foliestrimmel i henhold til den foreliggende oppfinnelse.
FIG. 17 illustrerer banen til et vannmolekyl under dets kollisjon med et ion.
DETALJERT BESKRIVELSE AV DEN FORETRUKNE UTFØRELSESFORMEN
I den generelle fremgangsmåten og dens implementeringer beskrevet her, oppnås kunstig skylading indirekte og eksternt med bakkebaserte enheter, der ingen teknikker for såing av skyer med elektrisk ustabile overladede dråper er nødvendig. Grunnlaget for metoden er å kontrollert forsterke en naturlig prosess med skylading med konstruerte midler i stedet for å prøve engineering som et alternativ til det. Visse spesifikke, ikke-begrensende utførelsesformer omhandler primært økningen av nedbør i målområder. Økende nedbør ved et grunnområde utføres, i forskjellige utførelsesformer, ved å introdusere en ekstra ladning på skypartikler i et målområde av atmosfæren som er i meteorologisk forhold til målgrunnområdet, som deretter induserer nedbør på sistnevnte.
I naturen er alle skyer ladet, det vil si at de inneholder ladede partikler, til en viss grad. I tordenskyer er flere mekanismer for intens intern ladning knyttet til dannelsen av nedbør, spesielt isproduksjon, og skaper dermed en positiv tilbakemelding mellom skyelektrifisering og nedbør (MacGorman og Rust, 1988). Global tordenværaktivitet antas å være den dominerende ladningsseparatoren i modellen av den globale elektriske kretsen (Wilson, 1929), der et elektrisk potensial på ca. 250-300 kV opprettholdes mellom den negativt ladede jorden og den positivt ladede ionosfæren. Par av luftioner med motsatt polaritet (bipolar ionisering) produseres konstant i atmosfærisk luft av naturlige energiske partikler, for det meste kosmiske stråler. I områder med fint vær,−2 .
Ikke-tordenskyer, hvor intern ladning er fraværende eller relativt svak, produserer en stor andel av den totale nedbøren på jorden. Slike skyer er følsomme for ekstern ladning fra den elektriske strømmen til pent vær fordi den elektriske ledningsevnen til overskyet luft typisk er mange ganger mindre enn den for klar luft i samme høyde, hovedsakelig på grunn av festing av ioner, bærere av godt vær strøm, til skypartikler (Zhou og Tinsley, 2007). Når en tilnærmet nedadgående strøm i pent vær flyter gjennom luftgrensesnitt mellom klar og skyet luft med høy gradient av elektrisk ledningsevne, akkumuleres elektriske ladninger på partikler av skygrenser – positive på toppen og negative på bunnen.
Ladeskille i ekstern skylading skjer på følgende måte. Den første ladningsseparasjonen i mikroskopisk skala skjer når ionepar skapes av energiske partikler. Deretter, på grunn av elektriske krefter i det friske elektriske feltet, blir ioner med motsatte polariteter dratt fra hverandre i motsatte retninger, positivt nedover og negativt oppover. Etter hvert fester noen av disse ionene seg til skypartikler og lader de sistnevnte, positivt på toppen og negativt på bunnen av skygrensene. Enhver ladningsseparasjon krever en energitilførsel. Den første energitilførselen for å lage ionepar er levert av energiske partikler. Energitilførselen som kreves for å skille motsatte tegnioner til makroskopiske avstander, leveres av den globale elektriske kretsen som i denne prosessen fungerer som en elektrisk kraftgenerator.
Den gjennomsnittlige elektriske ladningen som oppnås på skypartikler ved ekstern ladning er proporsjonal med strømtettheten i rettvær og typisk nær superladingsterskelen (Zhou og Tinsley, 2007; Harrison og Ambaum, 2008), noe som antyder at den overladede brøkdelen av skypartikler kan påvirke skyutviklingen. På den annen side har observasjoner gitt en stor mengde bevis for at værvariabler er sterkt korrelert med strømmen i godvær. Sykliske og uregelmessige variasjoner i solaktiviteten modulerer atmosfærisk ionisering og derav strømmen til fint vær i den nedre atmosfæren. Nyere studier, basert på den observerte følsomheten til værvariabler for solaktivitet, indikerer sterkt at tilførselen av kosmiske stråler ikke er ubetydelig (Tinsley, 2000; Carslaw et al., 2002; Tinsley og Yu, 2002; Palle et al., 2004 ; Harrison og Ambaum, 2008). Bevis på den statistiske sammenhengen mellom nedbør og kosmisk strålestrøm ble først presentert av Kniveton og Todd (2001) og senere av Zhao et al. (2004). En komparativ analyse av korrelasjoner med mye nedbør med kosmiske stråler, varierende med forskjellige steder rundt Middelhavsbassenget, ble levert av Mavrakis og Lykoudis (2006).
I prinsippet kan værmodifikasjon oppnås ved å kontrollere tettheten til den elektriske strømmen til pent vær, som den eksterne ladningen av ikke-tordenværskyer er følsom for. Siden det er teknisk vanskelig å produsere kunstig bipolar ionisering i et stort volum av atmosfærisk luft, hvis det i det hele tatt er mulig, er det et alternativ å øke det elektriske feltet til pent vær i skyhøyder. Dette kan oppnås lokalt ved akkumulering av en elektrisk ladning på et objekt som befinner seg under skyene som fungerer som en ladningskondensator. Negativ ladning er å foretrekke ettersom retningen til det elektriske feltet til denne kondensatoren er den samme (nedover) som retningen til det elektriske feltet til pent vær. Jo høyere høyden av kondensatoren er over bakken, jo høyere er den elektriske feltstyrken i skyhøyder.
Hvis kondensatoren i ovennevnte konfigurasjon er en kule med en ledende overflate med radius R, som er en vanlig type ladningskondensator, hevet til høyde h over bakken og holdt ved potensialet U i forhold til bakken, vil det elektriske feltet E ved skyhøyde H er gitt ved følgende uttrykk:
E(H)=4RUHh(H2-h2)2(1)
Uttrykk (1), som tar hensyn til den ovennevnte effekten av bildeladning, lar en vurdere praktiske krav til parametrene R, U og h. For å oppnå E=120 V/m ved skybase H=600 m, en rimelig forbedring av elektrisk felt for skyer i denne høyden, noe som ville føre til en flere ganger økning i skyens ladestrøm, en sfærisk kondensator med R=3 m ved h=300 m bør settes til en spenning på ca U=3,5 MeV.
Som et ikke-begrensende eksempel kan kravene for å oppnå verdier for de ovennevnte parameterne i en størrelsesorden teknisk oppfylles med en Van der Graaf-generator (VDGG), hvis lademotor er jordet og den sfæriske kondensatoren, elektrisk kombinert med lademotoren, heves til ønsket høyde over jordoverflaten av et lettere enn luftfartøy.
En praktisk løsning er å ha et sfærisk lettere enn luftfartøy som fungerer som VDGG-kondensatoren ved å gjøre overflaten elektrisk ledende, f.eks. dekke overflaten med en metallfolie eller en ledende maling. I utførelsesformen vist i fig. 1, kan denne lettere enn-luft-kondensatoren 11 forankres til jordoverflaten 12 med et festetau 13 , hvis lengde og dermed kondensatorens høyde kan styres via en spole 14 . Wiren 15 , plassert i nærheten av tauet ved hjelp av støtter 16 , f.eks. løkker festet til tauet, og viklet sammen med tauet på spolen, kobler kondensatoren elektrisk via en annen vaier 17, til den (negative) elektroden 18 til VDGG-lademotoren 19 , hvis (positive) base 110 er elektrisk koplet til jordingspunktet 111 . En slik støtte som omfatter et fartøy som er lettere enn luft og et tjoretau forankret til jordoverflaten, omtales i det følgende som en tjoret støtte.
Ettersom det elektriske feltet til systemet falmer med avstanden fra kondensatoren og bare den vertikale komponenten av feltet er av bekymring, vil skyer som passerer over sistnevnte bli ladet i løpet av en begrenset tid. Tiden som kreves for å fullade en sky kan estimeres som følger. Forutsatt at skyen er ladet, dvs. at den elektriske ladningsfordelingen endelig er etablert, reduseres bevaringsloven for tettheten av romladningen p og vektoren for strømtettheten J ved rettvær som følger:
∂ρ∂t+∇·J=∇·J=0(2)
Det antas videre at Ohms lov er gyldig, derfor er J og elektrisk feltstyrke E relatert via den elektriske ledningsevnen til luften σ som:
E=1σJ(3)
Poisson-ligningen som forbinder E og ρ er
∇·E=ρɛ(4)
I denne ligningen er ∈ den dielektriske permittiviteten til luften som er omtrent lik den i et vakuum, ∈˜∈ 0 =8,85×10 −12 FM −1 . Følgende uttrykk oppstår ved å erstatte uttrykket (3) i (4) og ta hensyn til uttrykket (2):
ρ=-ɛJ·∇(1σ)(5)
Forutsatt at gradienten for elektrisk resistivitet 1/σ i (5) er vinkelrett på grensen mellom klar og overskyet luft og aksen for koordinat x er valgt langs denne gradienten, kan følgende uttrykk for absoluttverdien av tettheten av romladningen fås fra (5):
ρ=ɛJnx(1σ)≈ɛJnΔ(1/σ)Δx=ɛJnΔx(1σcld-1σluft)=ɛJnσluftγ-1Δx(5)
Her er J n den normale (i forhold til grenseoverflaten) komponenten av atmosfærisk strømtetthet, Δx er bredden av grensesnittet mellom klar og overskyet luft, σ cld er ledningsevnen til overskyet luft, og σ luft =γσ cld er ledningsevnen av klar luft (γ>1). I mange tilfeller kan det anslås at grensen er flat og parallell med jordoverflaten, derfor er J n den vertikale komponenten av atmosfærisk strømtetthet. Estimeringen av tiden τ som kreves for ladningsakkumulering kan oppnås som forholdet mellom overflateladningen på skygrensen |ρ| Δx og strømtetthet J n . Som følger av (5), τ=∈(γ−1)/σ luft . For typiske verdier σ luft˜10 −13 Ω −1 m −1 og γ˜10, denne gangen τ˜900 s, eller 15 min. Avhengig av deres horisontale hastighet, kan skyer passere en avstand på kilometer i løpet av den tiden; derfor bør flere forhøyede kondensatorer tilveiebringes langs skyens bevegelsesretning i en avstand mellom dem som sikrer et rimelig kontinuerlig elektrisk felt og dermed atmosfærisk strømforsterkning for de forbipasserende skyene. En avstand mellom kondensatorer i ledningen, som ikke overstiger det dobbelte av avstanden mellom skybasen og kondensatorene, er veiledende.
I praksis kan det være nødvendig med en enhet som består av et todimensjonalt rutenett (en klynge) av forhøyede kondensatorer (elementer) for å oppnå en tilstrekkelig bredde på skyladeområdet. Hver kondensator kan være på et fast sted eller kan være mobil, for eksempel på en lastebil eller båt. Avhengig av atmosfæriske forhold og oppnådd grad av påvirkning, kan effekten observeres over en periode fra begynnelsen av påvirkningen fra 20-30 minutter til 1-2 timer. Derfor, for å oppnå effekten i et spesifisert målområde under den varierende hastigheten og retningen av skybevegelse og andre atmosfæriske forhold, er det generelt nødvendig med et nettverk av flere enheter, som drives selektivt.
En annen tilnærming er basert på å skape en luftbåren romladning i et atmosfæreområde under skybasen, som kan oppnås fra bakkebaserte anlegg i høyder lavere enn de som kreves for de omtalte luftbårne kondensatorene. Romladning i et luftvolum er definert som summen av ladninger, tatt i betraktning deres tegn, av alle partikler (inkludert ioner og ladede aerosoler) som finnes i dette volumet. Den produserte plumen av romladning, som fungerer som en luftbåren ladet kondensator, heves deretter av naturlige og/eller kunstige oppstrømninger. I motsetning til ioner er levetiden til romladning akkumulert av aerosoler mye lengre, typisk opptil ca. 20-40 minutter, noe som gjør at romladningsplommen kan heves, avhengig av oppstrømningen, til høyder på opptil noen få kilometer.
Under en operasjonsøkt bør romladningen, fortrinnsvis negativ, produseres kontinuerlig ved å lade naturlige eller kunstige aerosoler på et bestemt sted, med tilstrekkelig hastighet og i tilstrekkelig høyde over bakken, som bestemmer den innledende skyhøyden. I motsetning til det omtalte tilfellet med en ladet solid kondensator, kan skyer være elektrifisert ikke nødvendigvis rett over enheten, men over den produserte romladningsplommen, som forplanter seg i atmosfæren.
For å estimere hvor effekten vil finne sted hvis den er oppnåelig, kan både området og graden av skyelektrifisering, avhengig av romladningsdynamikken, forutses basert på et sett med meteorologiske data og egenskapene til en bestemt romladningsgenerator. Mange modeller av aerosolfymdynamikk, basert på den Gaussiske spredningsmodellen og utviklet i løpet av de siste tiårene for forskjellige atmosfæriske forhold, kan brukes på en sky av ladede aerosolpartikler, hvis bevegelse, på grunn av lav elektrisk mobilitet, for det meste styres ved luftbevegelser. Det grunnleggende settet med inngangsparametere for en skytemodell inkluderer generatorens ladehastighet (dvs. ladningen som oppnås av aerosoler per tidsenhet), den innledende skyhøyden, vindhastigheten og -retningen samt vertikale og horisontale standardavvik for romladningsfordelingen, som avhenger av den atmosfæriske stabilitetsklassen (dvs. et mål på den atmosfæriske turbulensen). Noen modeller utviklet for visse atmosfæriske forhold krever ekstra meteorologiske parametere.
Metoden for å forutsi kunstig skyelektrifisering er som følger. Hvis atmosfæriske forhold er gunstige, inkludert tilstedeværelsen av egnede skyer, samles det kontinuerlig inn meteorologiske data, inkludert skybase, skydekke, og de som er relevante for parametrene for plymmodellering, og parameterverdiene innhentes. Dataene bør samles inn over et stort område av mulig plymutbredelse, typisk over titalls kilometer.
Ettersom romladningsgeneratorens ladehastighet kan avhenge av atmosfæriske forhold, som vil bli diskutert senere, måles og/eller modelleres denne hastigheten også basert på meteorologiske data. Deretter velges og kjøres en modell som er best egnet for rådende atmosfæriske forhold. Etter å ha oppnådd den modellerte tetthetsprofilen til romladningen, kan en todimensjonal profil for den vertikale komponenten av skyens elektriske felt og dermed for den tilhørende atmosfæriske elektriske strømmen (AEC) nær skybasen i kjent høyde oppnås fra rommet ladeprofil ved en numerisk integrasjon over volumet av plum. I sin tur vil andre profiler som de for induserte romladningstettheter på skygrenser, elektrisk felt i skyen og ladningsfordeling på skypartikler (forutsatt at deres spektre er målt, f.eks.
Ved værmodifikasjoner er prognosemodeller for resultatene av den anvendte påvirkningen (i dette tilfellet elektriske), som spesielt kan forutsi begynnelsen og mengden av nedbør med en akseptabel grad av nøyaktighet, ikke tilgjengelige på nåværende nivå. . Det er usannsynlig at slike modeller vil være tilgjengelige i nær fremtid på grunn av den høye variasjonen og det store antallet prosesser og parametere som er involvert, samt den nåværende tilgjengeligheten av datakraft for flerkanalsbehandling med høy oppløsning.
Den tidligere beskrevne metoden for skyelektrifiseringsmodellering kan utvides ytterligere for å oppnå noen kvantitive estimater av nedbøren som skal induseres, forutsatt at følgende metode implementeres. På dette stadiet er det kun statistiske tilnærminger som kan gi en viss grad av sikkerhet for at det er en god sjanse for at en anvendt påvirkning, som er parameterisert på en bestemt måte, vil gi en effekt, som også bør være riktig parameterisert. Korrelasjoner mellom påvirkningsparametrene og effektparametrene under lignende atmosfæriske forhold kan kvantifiseres statistisk basert på historiske data om værmodifikasjoner i et bestemt område ved å bruke ekspertsystemer for kunstig intelligens, slik som industristandard Hugin eller en spesialutviklet implementering. I denne metoden, likhet mellom atmosfæriske forhold bør også parameteriseres, og en grad av likhet for hver parameter, dvs. maksimal akseptabel forskjell av verdier mellom tilfeller, bør defineres. Settet med parametere for likheten mellom atmosfæriske forhold inkluderer, men er ikke begrenset til, parametere for aerologiske diagrammer og skyparametere som skytype, skybasehøyde, romlige temperaturprofiler, ispartikkel- og dråpespektra, overmetning, etc.
Som i tilfellet med forhøyede solide kondensatorer, kan utplassering av romladningsgeneratorer for å produsere eller øke nedbør i et rimelig stort målområde under varierende atmosfæriske forhold kreve et nettverk av klynger av slike generatorer. For å være effektiv med tanke på værmodifisering, bør romladningsgeneratorens design optimaliseres for å oppnå høyest mulig ytelse. Fortrinnsvis bør utførelsesformen være praktisk, spesielt med hensyn til dens utplassering og mobilitet. Å tilrettelegge for den innledende vertikale transporten av romladning kan også være fordelaktig. Siden levering av ladede aerosoler til skyer ikke er nødvendig i denne metoden, er det viktig å oppnå en høy produksjonshastighet for romladning, ikke nødvendigvis overlading av aerosolpartikler.
Konseptet med en kostnadseffektiv romladningsgenerator basert på lading av naturlige atmosfæriske aerosoler ved koronautladning (unipolare) ioner i et friluftsmiljø ble først introdusert av Vonnegut (1962). For å teste apparatet som er skissert i patentet hans og en hypotese angående konvektiv ladning ved levering av naturlig romladning til skyer, distribuerte Vonnegut og Moore (1958) en enkel EECD bestående av en rett 7 km lang ledning med en diameter på omtrent 0,25 mm. I denne utførelsesformen ble ledningen støttet langs sin lengde ca. 10 m over bakken på 80 metalliske antennemaster og koblet til den negative elektroden til en kommersiell likestrømskilde som opererer med en spenning på 25 kV. Den positive elektroden til DC-kilden var jordet, med bakken som fungerte som kollektorelektrode for koronautladning.
Å bruke en tynn ledning som emitterelektrode er mer praktisk enn å bruke nåletypeelektroder med skarpe spisser fordi sistnevnte blir sløv på grunn av elektrokjemisk korrosjon, mens korrosjonen av ledningen skjer langsommere og nesten jevnt langs dens lengde. Tynn ledning minimerer også utslippet av farlige gasser som ozon og nitrogenoksider under et elektrisk felt med overdreven styrke på overflaten av emitterelektroden, noe som kan oppstå ved bruk av skarpe spisser. Derimot kan høy ioneutgang oppnås uten utslipp av farlige gasser ved å bruke en koronautladning under et moderat elektrisk felt på et stort overflateareal av ledninger.
Den grunnleggende designen til Vonnegut og Moore er imidlertid upraktisk med hensyn til utplassering, oppskalering, flytting og vedlikehold av tynne skjøre ledninger. Dessuten kan støtter (master) introdusere en betydelig lekkasjestrøm som flyter gjennom dem. I et høyspentmiljø kan enhver støttestruktur med en ledningsevne som ikke kan være absolutt null introdusere en lekkasjestrøm. Å fukte en støttestruktur under fuktige forhold kan øke ledningsevnen. På grunn av lekkasjestrømmen kan bakken, som har en endelig ledningsevne, ikke lenger anses som ledende, spesielt ved store avstander mellom jordingselektroden (jordingspunktet) til DC-kilden og støtten, noe som fører til en ytelsesdegradering på emitterelektroden forårsaket av redusert spenning på sistnevnte og muligens overbelastning av DC-kilden.
En betydelig forbedring av den grunnleggende utformingen, som vist i fig. 2, er å komprimere ledningen eller de elektrisk koplede ledningssegmentene til en emitterelektrodemontasje (EEA) 21 , som er hevet ved hjelp av fortrinnsvis en enkelt støtte 22 til en høyde over bakken og elektrisk koblet, for eksempel med en passende ledning 23 , til den negative elektrode 24 til DC-kilden 25 , hvis positive elektrode er elektrisk koblet til jordingspunktet 26 . En slik design ble foreslått i det russiske patentet til Rostopchin et al. (2001).
Per definisjon omfatter et EEA en eller flere elektrisk koblede emitterelektroder og en struktur som støtter dem, heretter referert til som emitterelektroderammen eller ganske enkelt elektroderamme. I henhold til designen til Rostopchin et al., er rammen til EEA i form av en likebenet pyramide, og ledningen er viklet rundt pyramidens sider i en enkelt tråd. Et enkelt EEA er montert på en støtte ved hjelp av holdere og en brakett (ikke vist i FIG. 2). En høyspenningsisolator (ikke vist i fig. 2) er plassert mellom støtten og braketten.
Forholdet mellom ioneproduksjonshastigheten, kalt ionestrømmen, og lekkasjestrømmen er en viktig ytelseskarakteristikk for en koronautladnings-utførelse. Det bør gjøres forsøk på å oppnå høyest mulig verdi av ionestrøm-til-lekkasje-forholdet, som blant annet avhenger av støttekvaliteten. Sistnevnte bestemmes av både støttens isolasjonsegenskaper og dens evne til å bære en EEA med høyest mulig ionisk strømutgang og derfor ha stor mekanisk belastning, dvs. vekt og momentum som for det meste er bidratt med elektroderammen.
Følgelig ble den første forbedringen av designet til Rostopchin et al. er å utelukke isolatoren og konstruere en sømløs støtte fra et passende isolasjonsmateriale. Slike tiltak kan redusere vekten og forbedre både den mekaniske styrken og den elektriske resistiviteten til støtten. I dette tilfellet, hvor støtten er en stiv vertikal struktur med to ender, hvor den første er festet til bakken og den andre til et EØS-område, heretter referert til som bakkestøtten, er et ikke-begrensende eksempel på en passende støtte en teleskopmast laget av hule glassfibersegmenter og stabilisert av tre eller flere festetau festet til bakken. En slik mast, som er lett transporterbar i deler og tillater enkelt vedlikehold av lasten, er mye brukt for å støtte antenner.
I en annen forbedret utførelsesform foreslått her, brukes alternativt en tjoringsstøtte for et EEA hevet av et lettere enn luftfartøy, noe som er spesielt fordelaktig hvis høydehøyden lett må varieres, f.eks. for vedlikeholdsformål, eller den nødvendige høyden er vanskelig å oppnå med en bakkestøtte, som, som det vil bli diskutert senere, ofte er tilfelle.
Et ikke-begrensende eksempel som demonstrerer konseptet med en forankret støtte er en utførelse vist i fig. 3. Et lettere enn luftfartøy 31 er mekanisk koblet med et tau eller et dreieledd 32 til den første enden av en støttestang 33 , som bærer en EEA 34 (dvs. festet til sin ramme). Den øvre enden av tjoringsstøttetauet 35 , hvis lengde styres av spolen 36 , er festet til støttestangen. Vaieren 37 , plassert i nærheten av tauet ved hjelp av støtter 38 , f.eks. løkker festet til tauet, og viklet sammen med tauet på spolen, er elektrisk koplet med en annen vaier 39til den første (negative) elektroden 310 til en DC-kilde 311 , f.eks. lademotoren til en VDGG, hvor den andre (positive) elektroden 312 er elektrisk koblet til jordingspunktet 313 .
Uavhengig av støttetype, anbefales det at støttedeler, f.eks. mast og tau, dekkes med en film av et isolerende fettlignende vannavvisende stoff for å forhindre opphopning av kontinuerlig ledende vannfilm på disse delene under våte forhold.
Selv om lekkasjestrømmen er minimert, kan oppnåelse av en høy ionisk strøm introdusere det ovennevnte problemet med tap av spenning på emitterelektroden på grunn av jordens endelige ledningsevne. En ytterligere forbedring av utførelsesformen (se fig. 2) er å innføre ett eller flere jordingspunkter 27 i nærheten av koronautladning, elektrisk koblet, for eksempel med en passende ledning 28, med jordingspunktet til en DC-kilde. Antallet jordingspunkter som kreves avhenger av forbruksstrømmen, type jord og jordområdet under et EØS som de fleste av de genererte ionene beveger seg mot. For negativ koronautladning omtales dette området i det følgende som anodeområdet. For å lade aerosoler i et større luftvolum, foretrekkes et større anodeareal. Som en veiledning bør radius av anodeareal være minst lik EØS sin høydehøyde. Type jord og forbruksstrøm definerer tettheten av jordingspunkter i anodeområdet som kreves for å opprettholde en tilstrekkelig ledningsevne for sistnevnte. For eksempel, hvis bakken er våt jord og forbruksstrømmen er omtrent 100-200 og et enkelt jordingspunkt er introdusert under et EØS som opererer under en spenning på 70 kV, anodeområdet vil ha en radius på opptil 5-8 m. Hvis jorden er tørr, kreves det et rutenett av jordingspunkter som dekker anodeområdet som er elektrisk koblet til hverandre og til jordingspunktet til en DC-kilde. I dette tilfellet bør avstanden mellom nabojordingspunkter arrangert i et rutenett være 1-2 m. Jordingspunkter, som typisk er jordede stenger av ledende materiale, f.eks. et metall, bør være dype og helst nå jordlag som er våtere enn overflaten, hvis noen. For gjennomsnittlig jord er minimum anbefalt dybde på en jordet stang omtrent 0,5 m. For tørr jord bør minimumsdybden være større. avstanden mellom nabojordingspunkter arrangert i et rutenett skal være 1-2 m. Jordingspunkter, som typisk er jordede stenger av ledende materiale, f.eks. et metall, bør være dype og helst nå jordlag som er våtere enn overflaten, hvis noen. For gjennomsnittlig jord er minimum anbefalt dybde på en jordet stang omtrent 0,5 m. For tørr jord bør minimumsdybden være større. avstanden mellom nabojordingspunkter arrangert i et rutenett skal være 1-2 m. Jordingspunkter, som typisk er jordede stenger av ledende materiale, f.eks. et metall, bør være dype og helst nå jordlag som er våtere enn overflaten, hvis noen. For gjennomsnittlig jord er minimum anbefalt dybde på en jordet stang omtrent 0,5 m. For tørr jord bør minimumsdybden være større.
Alternativt eller i tillegg til utplassering av et større antall jordingspunkter, kan ledningsevnen til jorda i anodeområdet økes ved å fukte (vanning) under drift av romladningsgeneratoren. Helst fuktes jorda med en miljøvennlig elektrolytt som en vannløsning med et vanlig mineral som demper vegetasjonsvekst under ionegeneratoren, dvs. saltvann, for å minimere den positive koronautslippet på vegetasjonsspissene.
I tillegg eller alternativt, spesielt i tilfeller der fukting er ineffektiv eller upraktisk, for eksempel hvis installasjonsoverflaten er taket på en bygning eller steinete terreng, kan andre typer kollektorelektroder for koronautladning i stedet for bakken introduseres for å erstatte eller forsterke jorda i anodeområdet. Følgelig, i noen utførelsesformer (se fig. 2), kan en sterkt ledende kollektorelektrode 29 , slik som en eller flere plater av metall eller trådnett, plasseres på bakken og elektrisk koblet, for eksempel med en passende ledning, direkte til den jordede elektroden til DC-kilden.
I ytterligere andre utførelsesformer, som vist i fig. 4, kan et reservoar 41 fylt med en ledende elektrolyttløsning, slik som saltvann, kobles elektrisk til det lokale jordingspunktet 42 og til jordingspunktet 43 til DC-kilden 44 med en ledning 45 , og kan plasseres under EEA 46 , som er hevet av en jordstøtte 47 , som fungerer som kollektorelektrode for koronautladning. I dette tilfellet kan perkolering av elektrolyttløsningen, for eksempel med luftstrømmer, generere kunstige aerosoler 48 fra rester av fordampende elektrolyttdråper frigjort ved sprengning av bobler i tillegg til å forbedre jordledningsevnen.
Teknikker for å forbedre effektiviteten av jordoverflaten som en kollektorelektrode og/eller for å introdusere andre kollektorelektroder som diskutert er også anvendelige for utførelsesformer med tjoringsstøtten. For eksempel kan ytelsen til utførelsen vist i fig. 3 kan forbedres, som tidligere diskutert, ved å innføre ytterligere jordingspunkter 314 og ytterligere kollektorelektroder av koronautladning (ikke vist) koblet til jordingspunktet 313 til en DC-kilde 311 .
I henhold til designen til Rostopchin et al., er pyramideoverflater som krysses av trådsegmenter anordnet i en vinkel til jordoverflaten. To fordeler med en slik utførelse av EEA er at den produserte romladningen fjernes og friske atmosfæriske aerosoler tilføres for lading av horisontale vinder, og antall passeringer av de samme luftpakker som inneholder romladning gjennom ledningene, noe som reduserer deres ion. generasjonsytelse, er minimert. Den optimale verdien av denne vinkelen varierer mellom ca. 20-70 grader under vanlige atmosfæriske forhold.
I EØS-utførelsen av Rostopchin et al., kan en høyere ionestrøm oppnås ved å bruke en tynnere ledning, øke ledningstettheten, bruke en større ramme eller ved en kombinasjon av disse. Visse begrensninger gjelder imidlertid for sistnevnte på grunn av rammens begrensede mekaniske ytelse.
Separasjonsavstanden mellom ledningssegmenter bestemmer tettheten av ledninger. Denne tettheten kan ikke økes i det uendelige. For et bestemt segment påvirker det elektriske feltet fra andre segmenter produksjonen av ioner. For gitte verdier for spenning og ledningstykkelse er det en viss grense for separasjonsavstanden hvoretter å legge til nye ledningssegmenter på en ramme ikke vil føre til en betydelig økning i ioneproduktiviteten. For en spenning på 50-70 kV og en ledning med 0,1-0,2 mm diameter er denne separasjonsavstanden ca. 1,5-3 cm. Under en gitt spenning krever økning av den maksimale effektive tettheten av ledninger bruk av en tynnere ledning.
Jo tynnere ledningen er, desto mer følsom er den for nedbrytning ved korrosjon og desto høyere krav til korrosjonsbestandighet. Et ikke-begrensende eksempel på kommersielt tilgjengelig tråd egnet for dette formålet er en med en diameter på 0,1-0,2 mm laget av monel, en svært korrosjonsbestandig Ni+Co+Cu-basert legering.
Jo tynnere ledningen er, jo stivere (dvs. mer formstabil) bør rammen være for å støtte den. Hvis du bruker tynnere ledning og/eller øker rammestørrelsen, bør det brukes tykkere og tyngre planker eller stenger, noe som motvirker formålet med å oppnå høyest mulig lengde på ledninger og dermed ioneutgang ved en gitt vekt av et EØS.
En løsning på problemet er å bruke et antall mindre EEAer i stedet for ett stort EEA, i dette tilfellet med en pyramideformet ramme. Et ikke-begrensende eksempel på en slik utførelse 50 er vist i fig. 5 hvor seks EEA-er i form av en trekantet pyramide er utplassert. Som et ikke-begrensende eksempel peker toppene 51a og 52a til tilstøtende EEAer 51 og 52 alternativt henholdsvis oppover og nedover. Denne designen muliggjør optimal ventilasjon ved horisontale vinder og reduserer antall passeringer av de samme luftpakkene som inneholder romlading gjennom EEAs 51 og 52. For ekstra stabilitet er toppene til oppover orienterte pyramider forbundet med stenger 53 som ikke bærer en sterk belastning og derfor kan være lette. I sin tur er disse stengene forbundet med stenger eller støttetau 54 til en plate 55 festet til toppen av masten 56 . På lignende måte er toppene av nedover orienterte pyramider forbundet med stenger 57 som igjen er forbundet med stenger eller støttetau 58 til braketten 59 festet til masten.
Et ikke-begrensende eksempel på en praktisk implementering av denne utformingen er vist i fig. 6a hvor basene til oppoverorienterte pyramider 61a og basene til nedoverorienterte pyramidene 62a er anordnet i forskjellige plan 63a og 64a . Kantene av pyramidebaser i forskjellige plan er mekanisk koplet med støtter 61b på fig . 6b , fortrinnsvis tillater en viss grad av fleksibilitet. I hvert plan, som vist i fig. 6c er kantene på de tilsvarende pyramidene 61c festet til støtteplaten 62c med bolter og muttere 63 c . Som vist i fig. 6d er støtteplaten 62d til hvert plan, til hvilken kantene av pyramidebasene 61d er festet med bolter og muttere 63d , festet i en bestemt posisjon langs masten 66d med topp- og bunnbraketter 64d og 65 d hhv.
En pyramideformet form er imidlertid ikke den eneste optimale for et EØS. Et stort utvalg EEA-er kan implementeres i en modulær utforming der rammer med plan form, hvis overflater er krysset av minst to parallelle segmenter og fortrinnsvis anordnet i en vinkel med jordoverflaten, er mekanisk og elektrisk koblet til hverandre. En slik EEA-modul som omfatter en plan ramme og de støttede trådsegmentene til en EECD anordnet parallelt med hverandre med en separasjonsavstand mellom dem, blir heretter referert til som et elementært EEA (EEEA).
Generelt kan formen på en EØS-ramme være polygonal, men mekanisk er den mest stabile formen trekantet. På grunn av sin plane form kan forhåndsmonterte EEEA-er lett transporteres i store mengder, og EEA-er kan monteres fra og demonteres til EEEA-er på et installasjonssted.
Som et ikke-begrensende eksempel kan et EEA med pyramideformet form settes sammen fra tre eller flere EEEAer med samme størrelse og form av likebente trekanter. Sammenlignet med et pyramideformet EEA hvor trådsegmentene danner en sammenhengende tråd, det vil si en tråd som er viklet rundt hele rammen i én tråd, er denne utførelsesformen mer robust ettersom å bryte tråden, f.eks. av en fugl, vil forstyrre en mindre fraksjon av ledninger.
Sidene på en EØS-ramme, som for eksempel kan være stenger eller planker, kan være laget av ledende eller ikke-ledende materialer. Hvis det brukes en metallramme, f.eks. laget av hule rør, bør man passe på at ledningen ikke kommer i umiddelbar kontakt i friluft med rammen laget av et annet metall. Ellers kan trådsegmenter raskt bli ødelagt ved kontaktpunkter i det elektrokjemisk korrosive miljøet og dermed falle fra hverandre.
Som et ikke-begrensende eksempel, i en trekantet utførelse av EEEA 70a vist i fig. 7a er et antall trådsegmentstøtter 71a , for eksempel i en kroklignende form, parvis festet til hver av to sider 72a og 73a av rammen langs deres lengde, som hver holder den tilsvarende enden av trådsegmentet 74 a (innfelt). Trådsegmentene kan danne en kontinuerlig tråd eller vikles rundt støttene i mer enn én tråd. Endene av disse trådene (i dette tilfellet er en enkelt tråd vist) er festet til punktene 75a og 76a, via hvilken dette EØS-området er elektrisk koblet til andre EØS-er, som kan være elektrisk koblet for å gjøre dette EØS-området mindre utsatt for ledningsbrudd. Det er å foretrekke å bruke ikke-metalliske støtter eller de som er laget av samme metall som ledningen som er fleksible til en viss grad, da dette kan redusere belastningen på ledningen dersom sidene av rammen er lett bøyd under variable ytre krefter. Den vertikale stolpen av støtter kan også være laget i form av en fjær. En fjærbasert støtte 71b på innsiden av rammen er vist på fig. 7 b (innfelt).
I foretrukne utførelsesformer er en løsning foreslått her å skille den vektbærende rammestrukturen fra de trådbærende rammekonstruksjonene, men å ha dem fleksibelt koblet. I denne konfigurasjonen er et antall mindre EEEA-er med lettvektsrammer som er stive nok til å støtte tettere ledninger med tynnere ledning koblet med fleksible skjøter til hverandre og til en vektbærende (ekstern) plan ramme. Hvis ledningene til et EEEA er ødelagt, kan dette EEEA raskt skiftes ut uten behov for å koble det om på stedet. Som et ikke-begrensende eksempel kan en fleksibel skjøt være en fjær eller et sikksakkformet stykke av en passende tråd som fungerer som en fjær. Som i tilfellet med elementære rammer, kan større EØS-strukturer settes sammen fra eksterne rammer som støtter EØS-er.
FIG. 8 illustrerer et ikke-begrensende eksempel på hvordan en trekantet EEEA 80 kan romme en større total lengde av tynnere tråd 81 ved å gjøre rammen 82 ekstern for et antall mindre EEEAer 83 forbundet med fleksible skjøter 84 .
Som et ikke-begrensende eksempel er en annen trekantet utførelse av en EEEA 90 som skal støttes av en ekstern ramme vist i fig. 9. Rammen 91 , laget av flate planker av et isolerende materiale, for eksempel malt tre, har hakk 92 på hver av to sider av rammen langs deres lengde, gjennom hvilke ledningen 93 er viklet rundt rammen som vist, og danner parallelle segmenter mellom hakk på motsatte sider av rammen (wire på motsatt side av rammen vises som en stiplet linje). Endene av trådstrengen er festet til punktene 94 og 95 , via hvilke denne EEEA er elektrisk koblet til andre EEEAer, og kan eventuelt kobles elektrisk.
Alternativt eller i tillegg til å bruke utvendige rammer som støtter mindre EEEAer med fleksible skjøter, kan et trådnett brukes som emitterelektrode i stedet for parallelle trådsegmenter. Ved å bruke et slikt nett i EEEA, som er selvbærende til en viss grad, kan større rammer brukes da netting er mye mindre følsomt for rammedeformasjoner enn ledninger. Festing av netting til rammen kan oppnås på forskjellige måter uten behov for flere støtter eller hakk i tilfelle av trådsegmenter. Sammenlignet med sistnevnte er ledende nett mer robust mot brudd både mekanisk og elektrisk. Det er også enklere å bytte ut ødelagt eller korrodert nett.
Rostopchin et al. bemerket at drift av en EEA ved temperaturer under null forårsaker akkumulering av frost på ledningen, noe som reduserer ytelsen som emitterelektrode. For å bekjempe dette problemet foreslo de å bruke en elektrisk varmeovn og vifte som blåste varm luft mot EØS. Rostopchin et al. erkjent at denne teknikken ikke fungerer tilfredsstillende i nærvær av sterk vind, som fjerner strømmen av varm luft før den når EØS.
En praktisk løsning på problemet ville være å gjøre ledningen selvoppvarmende ved å føre en lavspentstrøm gjennom den. Å arrangere en lavspentkrets med en konvensjonell elektrisitetskilde som en transformator er problematisk da elektrisk separasjon av høyspent- og lavspentkretser kan være teknisk vanskelig og en lekkasjestrøm kan bli introdusert. Løsningen som foreslås her er å utplassere en kilde for elektromagnetisk emisjon, slik som en mikrobølgegenerator med en passende antenne, for å varme opp emitterelektroden eksternt uten direkte elektrisk kontakt. I dette tilfellet induseres en elektrisk strøm i lukkede trådkretser, slik som et trådnettsegment eller en trådstreng med elektrisk koblede ender som er deler av emitterelektroden, noe som får sistnevnte til å varmes opp.
Høydehøyden til et EEA over bakken er en viktig parameter som bestemmer effektiviteten av aerosollading. Ioner produsert av et EEA har en tendens til å strømme mot kollektorelektroden til koronautladning, dvs. nedover. Bevegelsen deres styres for det meste av et sterkt elektrisk felt nær emitterelektroden og, i større avstander fra sistnevnte, både av vind og det elektriske feltet. Ettersom en stor andel av atmosfæriske aerosoler blir ladet mellom EEA og jordoverflaten, bør høyden av EEA helst være høy nok til å sikre at de fleste av de produserte ionene festes til aerosoler før de kastes bort ved rekombinasjon når de når jordens overflate.
I stille luft avhenger denne optimale høydehøyden av spekteret og spesielt av antall aerosolpartikler i atmosfærisk luft, som bestemmer levetiden til ioner i den relativt aerosolrike terrestriske luften der ionerekombinasjon kan være ubetydelig. Under de fleste forhold varierer denne tiden vanligvis mellom 3 og 8 minutter.
Derfor kan den optimale høydehøyden i stille luft estimeres som avstanden som ioner kan reise mellom EØS og jordoverflaten i løpet av deres levetid. I praksis kan denne avstanden for en bestemt EEA-utførelse finnes eksperimentelt ved å måle den romlige elektriske feltprofilen under EEA og den påfølgende numeriske beregningen av den ladede partikkelbanen (og dermed dens vertikale bane) i løpet av iones levetid, som også kan være målt ved bruk av eksisterende teknikker.
Alternativt kan den optimale høydehøyden finnes eksperimentelt ved å måle konsentrasjonen av negative ioner ved økende høydehøyder i EØS. En betydelig reduksjon i ionekonsentrasjon etter en viss forhøyelse vil indikere at den optimale forhøyelsen er nådd.
I praksis bør den optimale høydehøyden, ifølge eksperimentelle studier av Jones og Hutchinson (1975) om produksjon av romladningsplumer ved bruk av en grunnleggende punkt-til-bakke koronautladningsenhet i nærvær av vind, være minst ca. 9 m. Utplassering av mer avanserte utførelsesformer av EEA-er som de som er foreslått her, vil sannsynligvis kreve enda høyere høyder. Hvis det er vanskelig å oppnå den optimale høyden med en bakkestøtte, bør flere romladningsgeneratorer og/eller generator(er) med tjorede støtter utplasseres.
Hvis du installerer flere romladningsgeneratorer for å kompensere for ytelsesdegradering på grunn av lavere enn optimal høydehøyde, bør høyden være minst 6 m.
I denne forbindelse kan utførelsesformer med en forankret støtte være å foretrekke. Jo høyere høyde et EEA har, desto høyere driftsspenning kreves det for å oppnå samme ioniske strøm. I denne forbindelse kan det være fordelaktig å bruke en VDGG som et alternativ til kommersielle DC-kilder. I dette tilfellet kan en lettere-enn-luft sfærisk kondensator av en VDGG brukes som et lettere-enn-luft-fartøy. I utførelsesformer av denne type vist på fig. 10, kan rammen 101 til en EEA plasseres rundt overflaten av den lettere enn luft sfæriske kondensatoren (fartøyet) 102 med flere støttestenger 103 og føtter 104 , jevnt fordelt over overflaten. Tjoretauet 105festet til den lettere-enn-luft sfæriske kondensatoren (fartøyet) og ledningen 106 elektrisk koplet til EEA er koblet til andre komponenter i denne utførelse (ikke oppført) på samme måte som i fig. 3. Siden fartøyet kan være oppblåsbart og dets radius kan variere, bør støttestenger være av variabel lengde og gi en belastningsbærende mekanisme på føttene, f.eks. ved å innlemme en fjær.
Alternativt, som vist i fig. 11, er rammen 111 til en EEA festet med ikke-fleksible støttestenger 112 rundt overflaten av den sfæriske eller kvazi-sfæriske kondensatoren, som ikke er et lettere enn luftfartøy. Som et ikke-begrensende eksempel kan en kvazi-sfærisk kondensator settes sammen fra lettvektsplater 113 med ledende ytre overflater, f.eks. laget av plast og dekket med en ledende maling, elektrisk koblet og sammenføyd mekanisk. Som et ikke-begrensende eksempel kan slike ark kuttes og arrangeres som fargeprøver på en fotballoverflate. En innledningsvis tømt ballong plasseres inne i kondensatoren og blåses deretter opp med en gass som er lettere enn luft, f.eks. helium, til den opptar volumet til kondensatoren, noe som gjør sistnevnte flytende.
En annen foreslått lettere-enn-luft-utførelse 120 er vist i fig. 12. Seksjoner av trådnett eller EEEAer med enten netting eller parallelle trådsegmenter 121 er elektrisk koblet og sammenføyd mekanisk, og danner et EEA med en kvazi-sfærisk form. Hvis det brukes innrammede EEEAer, foretrekkes bruk av fleksible skjøter som forbinder sidene av rammene, som tidligere diskutert. Oppblåste kuler 122 er jevnt fordelt over og festet, for eksempel ved hjelp av små løkker, til innsiden av overflaten av nettet. Hvis innrammede EEEA-er brukes i denne utførelsesformen, er kulene festet til par av sammenføyde rammesider. En ballong 123plasseres inne i EØS og blåses deretter opp med en gass som er lettere enn luft til kulene gir en spenningsbærende støtte for EØS. I denne konfigurasjonen kan et tilstrekkelig stort EEA med en diameter på flere meter fungere som både emitterelektrode og kondensator da systemet i dette tilfellet har sin egen (betydelige) kapasitet.
Ved EØS-høyder som kan oppnås med en tjoret støtte som kan nå hundrevis av meter, er ionstrømmen som strømmer ut av EØS i andre retninger enn nedover, kanskje ikke ubetydelig. Dette er fordi det elektriske feltet til den positive ladningen som er igjen på bakken, som sammen med det elektriske feltet til den produserte romladningen styrer den nedadgående ionestrømmen, avtar med høyden. Derfor anbefales en jevn fordeling av overflaten til et EEA rundt det lettere enn luftfartøyet eller kondensatoren, der de fleste ionene går fra EEA og i utgangspunktet forplanter seg i alle retninger.
En betydelig forbedring av den produserte ionestrømmen kan oppnås ved å introdusere Malter-effekten i de ovennevnte utførelsesformene. Malter (1936) observerte at når en tynn film av noen ikke-ledende stoffer som Al 2 O 3 , Zn 2 SiO 3 , SiO 2 , ZrO 2 , CaCO 3 , Ta 2 O 5og noen få andre oksider påføres en katode som er utsatt for bombardement av elektroner, sekundær elektronemisjon skjer fra overflaten av filmen. En slik elektrode omtales i det følgende som en Malter-elektrode. Sekundær elektronemisjon etterlater en netto positiv ladning på overflaten av filmen til Malter-elektroden, referert til heretter som Malter-film, og forårsaker et sterkt elektrisk felt over Malter-filmlaget. Siden Malter-filmen ikke er ledende, nøytraliseres ikke den positive ladningen så raskt som den bygges opp, noe som får filmlaget til å fungere som et dielektrisk medium til en kondensator, hvis “plater” er motsatt ladede film- og katodeoverflater. Elektroner som sendes ut på katodeoverflaten i det høyintensive elektriske feltet tunneleres videre gjennom Malter-filmen og slippes ut i luften, til slutt danner negativt ladede molekylære klynger, dvs. negative ioner. For at Malter-effekten skal oppstå, må det være en initierende kilde til partikler eller ioniserende stråling (f.eks. høyenergielektroner, ioner, røntgenstråler, ultrafiolett stråling) som er i stand til å fjerne elektroner fra filmoverflaten. Dessuten må elektronemisjonshastigheten til katoden være større enn hastigheten for fjerning av den positive ladningen fra filmoverflaten. Hvis Malter-elektroden bombarderes av elektroner, kan ionstrømmen som sendes ut av denne elektroden, avhengig av forholdene, være opptil flere tusen ganger større enn den primære bombarderingsstrømmen (Hawkes, 1992). ultrafiolett stråling) som er i stand til å fjerne elektroner fra filmoverflaten. Dessuten må elektronemisjonshastigheten til katoden være større enn hastigheten for fjerning av den positive ladningen fra filmoverflaten. Hvis Malter-elektroden bombarderes av elektroner, kan ionstrømmen som sendes ut av denne elektroden, avhengig av forholdene, være opptil flere tusen ganger større enn den primære bombarderingsstrømmen (Hawkes, 1992). ultrafiolett stråling) som er i stand til å fjerne elektroner fra filmoverflaten. Dessuten må elektronemisjonshastigheten til katoden være større enn hastigheten for fjerning av den positive ladningen fra filmoverflaten. Hvis Malter-elektroden bombarderes av elektroner, kan ionstrømmen som sendes ut av denne elektroden, avhengig av forholdene, være opptil flere tusen ganger større enn den primære bombarderingsstrømmen (Hawkes, 1992).
Som et ikke-begrensende eksempel kan en høyere ionestrøm produsert av et EEEA oppnås, som illustrert i fig. 13, ved innføring av ytterligere Malter-elektroder 131 i form av segmenter av en tykkere tråd belagt med en Malter-film, som er parallelle og elektrisk koblet, for eksempel ved loddepunkter 132 på filmfrie områder 133 til tynne trådsegmenter 134 . Sistnevnte fungerer først og fremst som initierende kilder for den tilstøtende Malter-elektroden, som også kan være basert på en hul ledning (rør) i stedet for en solid ledning for å minimere vekten. For enkelhets skyld omtales rørformet tråd i det følgende som tråd. Et slikt trådpar 130erstatter vanlige ledninger i de omtalte utførelsesformene. Diameteren på Malter-ledninger bør være stor nok, og tynne ledninger bør være nær nok Malter-ledninger til å sikre effektivt bombardement av sistnevnte av de utsendte elektronene og ionene. Siden den elektriske feltstyrken på overflaten av en ledning er omvendt proporsjonal med diameteren til den sistnevnte, kan bombarderende elektroner og negative ioner, bremset av det elektriske feltet til Malter-tråden, nå overflaten av denne ledningen og gi den nødvendige støt. for sekundærutslipp hvis diameteren på Malter-tråden er tilstrekkelig stor. Dessuten gir ledninger med større diameter en høyere ioniseringseffekt per lengdeenhet ettersom deres emitterende overflate er større. Mer enn én korona-initieringstråd per Malter-tråd kan brukes.
En lignende tilnærming for å introdusere Malter-effekten kan tas hvis emitterelektroden er et nett som vist i fig. 14 hvor segmentet av et Malter-nett 140 er vist over (venstre bilde) og under (høyre bilde) overflaten av nettet. Tynne ledninger 141 er plassert som diskutert ovenfor og loddet ved punktene 142 til det første settet med parallelle ledninger 143 av et tykt trådnett dekket med en Malter-film. På samme måte er tynne ledninger 144 også plassert under og loddet ved punktene 145 til det andre settet med parallelle masketråder 146 , som er vinkelrett på ledningene 142av det første settet. Hvis det andre settet med masketråder er over det første (f.eks. er trådene i det øvre settet sveiset til trådene i det nedre settet), er et annet arrangement av tynn tråd gitt i fig. 15 hvor segmentet av et Malter-nett 150 er vist over (venstre bilde) og under (høyre bilde) overflaten av nettet. På det venstre bildet er tynne ledninger 151 plassert over ledningene 152 til det første (nederste) settet ved å lodde ved punktene 153 til ledningene 154 i det andre (øverste) settet med Malter-netttråder. På det høyre bildet er tynne ledninger 155 plassert under ledningene til det andre settet ved å lodde ved punktene 156til ledningene til det første settet med Malter nettingtråder.
Alternativt kan Malter-elektroden være en metallfolie, hvor den ene eller begge overflater er belagt med en Malter-film. En slik Malter-elektrode blir heretter referert til som Malter-folie. I denne konfigurasjonen er tynne “tennende” koronatråder plassert i nærheten og festet til en eller begge overflater av Malter-folien som tidligere diskutert i tilfellet med Malter-tråd. Et ikke-begrensende eksempel på en slik konfigurasjon hvor Malter-folien er en strimmel er vist i fig. 16. En eller flere tynne ledninger 161 er plassert over og festet til en eller begge overflatene 162 av Malter-elektroden ved punktene 163. Som i tilfellet med et par vanlige og Malter-ledninger, erstatter en slik elektrode ledninger i de omtalte EØS-områdene. Følgelig kan et trådnett erstattes med et nett laget av strimler av Malter-folie med korona-tråder festet fortrinnsvis til begge aktive overflater av folien.
For utførelsesformen vist i fig. 12, er et annet alternativ å erstatte hele overflaten av trådnett eller trådsegmenter i EEØS med en Malter-folie med korona-tråder på dens ytre overflate.
Hvis konsentrasjonen av aerosoler i atmosfæren er lav, kan noen utførelsesformer omfatte en generator av kunstige aerosoler, slik som for eksempel produsert av TSI Incorporated, Shoreview, Minn., USA, for å øke mengden av aerosoler i luften rundt. og spesielt under EØS. Fortrinnsvis er aerosolgeneratoren plassert under EEA for romladningsgeneratoren. Et reservoar med et perkolert oppløst stoff, brukt som en alternativ eller ekstra kollektorelektrode som tidligere diskutert, kan også brukes.
Luftbevegelser, som horisontal vind og vertikale oppstrømninger, øker effektiviteten av aerosollading ved å fjerne luftpakker som inneholder ladede aerosoler og forsyne luftpakker med friske aerosoler. Dessuten kan den optimale høydehøyden reduseres på grunn av luftbevegelser. I denne forbindelse er det fordelaktig å skape kunstige luftbevegelser, spesielt oppstrømninger som øker den innledende høyden av romladningsskyen.
Følgelig, i noen utførelsesformer, kan en vifte eller en varmekilde plasseres under EØS. Brennere av ulike typer, som også kan fungere som aerosolgeneratorer, kan brukes som varmekilder. Hvis et trådnett brukes som en ekstra eller alternativ kollektorelektrode for koronautladning, kan den gjøres til en varmekilde ved å heve den til en kort avstand fra bakken og føre en lavspent sterk elektrisk strøm, f.eks. fra en transformator, gjennom den. Oppvarming med solstråling kan oppnås ved å tilveiebringe en «varmeøy» rundt romladningsgeneratoren, dvs. en svart overflate, av et ledende materiale som også kan fungere som en kollektorelektrode for koronautladning. En praktisk løsning er å belegge bakken med svarte og ledende granulat av et karbonstoff, f.eks. naturlig kull.
I tillegg til å lade atmosfæriske aerosoler som fører til RCC ved å forsterke strømmen til pent vær, kan en koronautladning som genererer en tilstrekkelig høy AEC av unipolare ioner produsere en annen effekt som er modifiseringen av den relative fuktighetsprofilen i atmosfæren. Som et resultat kan det produseres en vertikal bevegelse av fuktede luftpakker som letter heving av romladningsskyen, og atmosfærisk ustabilitet kan produseres lokalt eller forsterkes. Sistnevnte kan under gunstige atmosfæriske forhold føre til å lette skydannelsen.
Den fysiske mekanismen for separering av atmosfærisk fuktighet (vanndamp) fra andre luftkomponenter som fører til omfordeling av dampen og referert til heretter som selektiv fuktighetstransport (SMT), er som følger. Kollisjoner mellom et bevegelig ion og luftmolekyler forårsaker en momentumoverføring fra førstnevnte til sistnevnte, som per tidsenhet fremstår som en viskositetskraft som virker på ionet. I fravær av et elektrisk felt er denne prosessen tilfeldig (brownsk) og den gjennomsnittlige makroskopiske momentumoverføringen er null. I DC-koronautladning er imidlertid de fleste av de genererte ionene av samme (negative) ladning, og derfor beveger de fleste seg i samme retning. Ettersom ionenes bevegelse er organisert på denne måten, overføringen av momentum fra ioner til luftmolekyler vises på en makroskopisk skala som en kraft som utøves på luften og får den til å strømme som “ionisk vind” i den rådende retningen av ionebevegelse. I tidligere studier hadde det imidlertid unngått oppmerksomhet at den genererte “ionevinden” akselererer vanndamp til en grad betydelig høyere sammenlignet med andre luftkomponenter, noe som får dampen til å bevege seg foran andre komponenter i luftstrømmen.
I motsetning til molekyler av andre luftkomponenter, har et vannmolekyl (H 2 O) sitt eget elektriske dipolmoment. På grunn av en attraktiv ladning-til-dipol elektrisk kraft mellom ion- og vannmolekyler, kan sistnevnte kollidere med ionet og dermed få fart overført fra sistnevnte, mens kollisjoner av andre luftmolekyler med ionet kanskje ikke er geometrisk mulig.
Baner for vann vs. ikke-vannmolekyler er vist i fig. 17, som illustrerer effekten av det økte kollisjonstverrsnittet for et vannmolekyl med en bane 171 , som beveger seg parallelt med aksen X i en avstand r fra den (kollisjonsavstand) mot et luftion 172med radius R. Ikke-vannmolekyler som beveger seg parallelt med aksen X i en avstand r fra den kan kollidere med ionet bare hvis r
Kollisjonstverrsnittsforholdet mellom vann og ikke-vannmolekyler, kalt forbedringsfaktoren, er estimert av Nadykto et al., (2003). For typiske luftioner med diametre på 0,6 nm ble forbedringsfaktoren funnet å være ca. 7. For vannmolekylære klynger med dipolmomenter som er større enn de til vannmolekylet H 2 O, slik som vanndimer (H 2 O) 2 og andre (( H20 ) n, n>2) som vises i høyere konsentrasjoner når damp er nærmere metning, ble forsterkningsfaktorverdiene funnet å være enda høyere. Jo større ion-til-molekyl-kollisjonstverrsnitt, desto større er antall ion-til-molekyl-kollisjoner og dermed større momentum som overføres til molekyler i et volum luft per tidsenhet, dvs. den makroskopiske kraften som utøves på dette. volum av luft. Følgelig er denne gjennomsnittskraften per molekyl større for vannmolekyler, dvs. de får en høyere akselerasjon. Denne prosessen med SMT kan føre til økende relativ fuktighet i noen områder av luften på bekostning av dehydrering i andre områder som fuktigheten tas fra, dvs. pakker med fuktet og dehydrert luft dannes først.
Ettersom antall molekyler av alle komponenter i et luftvolum er konstant ved en gitt temperatur og trykk og den molare massen av vann (18 g/mol) er mindre enn for tørr luft (29 g/mol), vil en økning i fuktighet reduserer luftens tetthet og omvendt. I følge Archimedes' prinsipp kommer dehydrerte luftpakker ned mens de fuktede stiger opp. Denne kontinuerlige prosessen fremstår som oppovergående fukttransport i større skala, noe som fører til dannelsen av en initialt forhøyet luftmasse med kunstig økt fuktighet. Ved oppstigning blir kunstig fuktede luftpakker adiabatisk avkjølt med en lavere hastighet enn naturlige luftpakker, og har derfor en relativt lav adiabatisk (temperatur) forfallshastighet. Siden atmosfærisk ustabilitet er et resultat av forskjellen mellom den adiabatiske forfallshastigheten til en luftmasse og den omgivende forfallshastigheten i atmosfæren, kan en luftmasse fuktet av SMT være mindre stabil enn den som dannes ved naturlig konveksjon. Under visse atmosfæriske forhold kan effekten av den lokalt økte ustabiliteten føre til kondensering av damp i de fuktede luftmassene, som øker sistnevntes oppdrift ved frigjøring av latent varme og til slutt danner skyer. Denne prosessen kan skje i lavere høyder enn ved naturlig fuktede luftmasser eller kan bare forekomme i kunstig fuktede luftmasser, og utvidelse til en større skala kan være mulig dersom atmosfæren er nesten eller svakt ustabil for naturlige luftmasser. Oppstigningen ved konvergens av nærliggende fuktige luftmasser mot området med kunstig oppstrøm, som i utgangspunktet kan være en liten påvirkning, kan utløse en endring av dynamikken til de naturlige luftmassene ved å frigjøre latent varme. Selv om den bare kan oppnås ved noen anledninger, er denne effekten unik med hensyn til andre eksisterende metoder for værmodifisering.
Høydehøyden til en EEA som er optimal for SMT er generelt lavere enn for optimal aerosollading, da tettheten til AEC, ikke bare konsentrasjonen av ioner, er viktig. Lading av størst mulig mengde naturlige eller kunstige aerosoler er ikke ønskelig i dette tilfellet da romladningen som produseres i banen til AEC-strømmen, med mindre den fjernes med høy hastighet, f.eks. av sterk vind, reduserer tettheten til AEC. Hvis hovedformålet med å drive en utførelse av koronautslipp er å oppnå maksimalt mulig SMT, bør ingen kunstige aerosoler produseres og rekombinasjonen av de genererte ionene på anodeområdet bør favoriseres ved å velge en lavere EØS-høydehøyde. For å oppnå en høyere tetthet av AEC, anbefales det også å bruke et mindre anodeareal enn ved aerosollading. For en spesiell utførelse,
En nedgang i nedbør i et målområde kan oppnås ved en planlagt økning av nedbør i et annet område, hvorved området som er målrettet for nedgang av nedbør vil ligge i nedbørsskyggen til området der nedbøren ble indusert.
Individuelle romladningsgeneratorer kan styres manuelt eller automatisk fra et sentralisert sted. Avhengig av en spesiell applikasjon, er utførelsesformene som beskrevet ovenfor plassert på alle relevante typer transportmidler (stasjonære eller mobile) på bakken eller i vannet. I sistnevnte tilfelle kreves det en plattform på en vannmasse forsynt med et anodeområde elektrisk koblet med en jordingselektrode nedsenket i vannet.
For andre anvendelser av værmodifikasjoner bortsett fra økende eller avtagende nedbør i et målområde, krever påvirkning av fysiske prosesser som er ansvarlige for en effekt eller effekter generelt spesifikke metoder og spesifikke parametere for de utplasserte utførelsesformene, slik som høydehøyden til en ladet kondensator eller EØS og anodeområdet til sistnevnte.
For spredning av tåke, som er en sky plassert på eller nær jordoverflaten, er en tilnærming å plassere den ladede kondensatoren eller en EEA av koronautladning over tåkelaget med en tjoret støtte for å forårsake akkumulering av romladning på grensen til tåkelaget. For å oppnå effekten i et rimelig stort område, bør flere utførelsesformer som er lettere enn luft, utplasseres og/eller en eller flere utførelsesformer flyttes for å fjerne forskjellige tåkeområder. I denne konfigurasjonen bør tåkelaget være tykt nok for effektiv oppsamling av mindre tåkepartikler med større, noe som kanskje ikke finner sted i alle tilfeller. Den alternative løsningen er å utplassere utførelsesformer av koronautslipp inne i tåkelaget som opererer i et optimalt regime for SMT. I dehydrerte luftpakker forsvinner tåken ved dråpefordampning, mens i fuktede luftpakker vokser dråpene og iskrystallene, hvis noen, seg store og sedimenterer av tyngdekraften, og samler muligens tåkepartikler når de faller ned. Oppstrømningen forårsaket av frigjøring av latent varme favoriserer dannelsen av større partikler som er suspendert og vokst over lengre tid og fører til at konvergensen av den nærliggende tåkeluften blir modifisert av SMT. Denne konvergensen kan forsterkes ved pågående fjerning av overmettet damp ved kondensering og, hvis en tåke er kald, ved voksende iskrystaller, noe som fører til reduksjon av damppartialtrykket. Oppstrømningen forårsaket av frigjøring av latent varme favoriserer dannelsen av større partikler som er suspendert og vokst over lengre tid og fører til at konvergensen av den nærliggende tåkeluften blir modifisert av SMT. Denne konvergensen kan forsterkes ved pågående fjerning av overmettet damp ved kondensering og, hvis en tåke er kald, ved voksende iskrystaller, noe som fører til reduksjon av damppartialtrykket. Oppstrømningen forårsaket av frigjøring av latent varme favoriserer dannelsen av større partikler som er suspendert og vokst over lengre tid og fører til at konvergensen av den nærliggende tåkeluften blir modifisert av SMT. Denne konvergensen kan forsterkes ved pågående fjerning av overmettet damp ved kondensering og, hvis en tåke er kald, ved voksende iskrystaller, noe som fører til reduksjon av damppartialtrykket.
For i utgangspunktet å spre tåke under et EEA, hvis aerosolpartikler er ladet og dermed redusere AEC, bør starthøyden til en EEA fortrinnsvis være lav og deretter gradvis økes til en optimal verdi. Alternativt bør en eller flere utførelsesformer av koronautladning begynne å fungere før den anslåtte forekomsten av tåke, dvs. i tåkeforebyggende modus.
En annen applikasjon er reduksjon av temperaturen på jordoverflaten. Ikke-begrensende eksempler på denne applikasjonen er energibesparelser i befolkede områder og reduksjon av havoverflatetemperaturen i en lang periode over store områder for å redusere forekomsten og intensiteten av sykloner ettersom deres opprinnelse er avhengig av vanntemperaturen. På dagtid kan skydekke i lave høyder som reflekterer solstråling tilbake til verdensrommet skapes eller forsterkes i tider med gunstige atmosfæriske forhold ved å operere korona-utførelser i SMT-modus. Om natten kan lavt skydekke som reduserer utslippet av infrarød stråling til verdensrommet reduseres eller fjernes ved å øke nedbøren i et målområde ved å utplassere ladede kondensatorer eller koronautladningsutførelser i aerosollademodus som diskutert. I denne applikasjonen kan effekten fortsatt oppnås selv om størrelsen på nedbørshydrometeorer er liten og de ikke kan nå jordens overflate, men skyspredning kan oppnås. Til en viss grad kan effekten fortsatt oppnås hvis færre og større, men ikke utfellende skypartikler produseres av påvirkningen. I dette tilfellet kan skygjennomsiktigheten for den utgående infrarøde strålingen økes.
I naturen produserer vegetasjonsdekke, spesielt skog, fuktede luftpakker på grunn av høy fordampning over en stor overflate av blader, noe som kan øke atmosfærisk ustabilitet som tidligere diskutert. Nær strandlinjer øker store skogkledde områder tilsiget av havfuktighet i innlandet og opprettholder en sunn hydrologisk syklus ved fuktresirkulering (nedbør-fordampning-nedbør) over store avstander fra kysten (Makarieva og Gorshkov, 2007). I denne forbindelse kan et stort utvalg av utførelsesformer av koronautslipp som opererer i en lang periode i SMT-modus med sikte på å øke atmosfærisk ustabilitet når det er mulig, og i RCC-modus som tar sikte på å øke nedbør over land hvis egnede skyer er tilstede, erstatte skogdekket i avskogede områder som letter deres skogplanting, inntil dekket er gjenopprettet. For å forbedre den hydrologiske syklusen over store avstander innover i landet ved å øke gjenvinningen av fuktighet slik skog gjør, kan det være nødvendig med et stort nettverk av kontrollerte utførelsesnett (enheter) som dekker uskogkledde områder opptil hundrevis av kilometer fra strandlinjen. Den samme tilnærmingen kan brukes for akselerert skogplanting i skogbruket som kan gi en rekke andre fordeler som karbonbinding, produksjon av fornybart biodrivstoff og fornybart tømmer som lagrer det sekvestrerte karbonet og i mange tilfeller kan erstatte andre materialer som bruker store mengder energi i sin produksjon.
Selv om oppfinnelsen her er blitt beskrevet med henvisning til spesielle utførelsesformer, skal det forstås at disse utførelsesformene kun er illustrerende for prinsippene og anvendelsene av den foreliggende oppfinnelse. Det skal derfor forstås at tallrike modifikasjoner kan gjøres på de illustrerende utførelsesformene og at andre arrangementer kan utformes uten å avvike fra ånden og omfanget av den foreliggende oppfinnelse som er definert av de følgende krav.
LISTE OVER FORKORTELSER
- AEC atmosfærisk elektrisk strøm
- CN-kondensasjonskjerner
- DC likestrøm
- EØS-emitterelektrodemontering
- EECD emitterelektrode for koronautladning
- EEEA Elementary Emitter Electrode Assembly
- IN Iskjerner
- RCC ekstern skylading
- SMT selektiv fukttransport
- VDGG Van der Graaf Generator
REFERANSER
- Abbott, CE, 1975: Effektivitetsmålinger av ladede dråper. J. Appl. Meteorol., 14, 87-90
- Carslaw KS, Harrison, RG og Kirkby, J., 2002: Kosmiske stråler, skyer og klima. Science, 298, 5599, (29. november), 1732-1737
- Clement CF og Harrison RG, 1991: Ladningsfordelinger på aerosoler I: O'Neill BC Proc. 8. Int. Elektrostatikk Konf. Institutt for fysikk konf. Serie 118, 275-280
- Czys, RR og HT Ochs III, 1988: Ladningens innflytelse på koalescensen av vanndråper i fritt fall. J. Atmos. Sci., 45, 3161-3168
- Dayan, H. og I. Gallily, 1975: Om oppsamlingseffektiviteten til vanndråper under påvirkning av elektriske krefter. I: eksperimentelle, ladnings-flere effekter. J. Atmos. Sci., 32, 1419-1429
- Freire, E., List, R., 1979. Kollisjonsforbedring for dråpepar med elektrisk redusert tilnærmingshastighet. J. Atmos. Sci., 36, 1777-1787
- Goyer, GG, JE McDonald, R. Baer og RR Braham, Jr., 1960: Effekter av elektriske felt på vanndråpesammensmelting. J. Meteorol., 17, 442-445
- Harrison RG, Ambaum MHP, 2008: Forbedring av skydannelse ved dråpelading. Proc. Roy. Soc. A, 464, 2561-2573
- Hawkes, PW, 1992: Mikroelektronikk og mikroskopi. Adv. i Electronics and Electron Phy ., v. 83, 34-35
- Jones, CD, Hutchinson, WCA, 1975: Plumer av elektrisk romladning i den nedre atmosfæren. J. Atmos. Terr. Phys., 38, 485-494
- Khain, A., Feldman, Y., Pinsky, M., Arkhipov, V., Ryabov, Y., Puzenko, A., 2003: Metode og apparat for å kontrollere atmosfæriske forhold. US patentsøknad Ser. nr. 726563, Ser. Kode 10 (arkivert 4. desember 2003)
- Khain, A., V. Arkhipov, M. Pinsky, Y. Feldman og Ya Ryabov, 2004. Regnforbedring og tåkeeliminering ved såing med ladede dråper. Del I: Teori og numeriske simuleringer. J. Applied Meteorol., 43, 1513-1529
- Kniveton, DR, Todd, MC, 2001: On the Relationship of Cosmic Ray Flux and Precipitation. Geofys. Res. Lett., 28(8), 1527-1530
- Lindblad, NR og RG Semonin, 1963: Kollisjonseffektivitet av skydråper i elektriske felt. J. Geophys. Res., 68, 1051-1057
- Loveland, RB, Richer, JG, Smith, RH, Clark, RS, 1972: Prosjekt tåkete sky IV. Modifisering av varm tåke av elektrostatisk ladede partikler. Rapport nr. NWC TP5338, Naval Weapons Center, China Lake, California, 42 s.
- Makarieva, AM og Gorshkov, VG, 2007: Biotisk pumpe av atmosfærisk fuktighet som driver av den hydrologiske syklusen på land. Hydra Earth Syst. Sci., 11, 1013-1033, 2007
- MacGorman, DR, Rust, WD, 1988: Den elektriske naturen til stormer. Oxford Univ. Press , Oxford
- Malter, L., 1936: Tynnfilmfeltutslipp. Phys. Rev. , vol. 50, utgave 1, s. 48-58 (DOI:10.1103/PhysRev.50.48)
- Mavrakis, A., Lykoudis, S., 2006: Episoder med kraftig nedbør og variasjon i kosmiske stråler. Advances in Geosciences, 7, 157-161
- Nadykto, AB, Yu, F., 2003: Opptak av nøytrale polare dampmolekyler av ladede klynger/partikler: Forsterkning på grunn av dipolladning interaksjon. J. Geophys. Res., vol. 108, nr. D23, 4717
- (doi:10.1029/2003JD003664)
- Ochs, HT og RR Czys, 1987: Ladningseffekter på koalescensen av vanndråper i fritt fall. Nature, 327, 606-608
- Palle, E., Butler, CJ, O'Brien, K., 2004: Den mulige sammenhengen mellom ionisering i atmosfæren av kosmiske stråler og lavnivåskyer. J. Atmos. Solar – Terr. Phys., 66, 1779-1790
- Paluch, IR, 1970: Teoretisk kollisjonseffektivitet for ladede skydråper. J. Geophys. Res., 75, 1633-1640
- Plumlee, HR og RG Semonin, 1965: Skydråpekollisjonseffektivitet i elektriske felt. Tellus, 17, 356-364.
- Sartor, D., 1954: En laboratorieundersøkelse av kollisjonseffektivitet, koalescens og elektrisk ladning av simulerte skydråper. J. Meteorol., 11, 91-103
- Sartor, D., 1960: Noen elektrostatiske kollisjonseffektiviteter for skydråper. J. Geophys. Res., 65, 1953-1957
- Schlamp, RJ, Grover, SN, Pruppacher, HR, Hamielec, AE, 1976. En numerisk undersøkelse av effekten av elektriske ladninger og vertikale elektriske felt på kollisjonseffektiviteten til skydråper. J. Atmos. Sci., 33, 1747-1755
- Smith, MH, 1972. Tåkemodifikasjon ved hjelp av elektrifiserte dråper. J. Wea. Modif, 4, 70-84
- Smith, MH, 1976. Oppsamlingseffektiviteten til høyt ladede vanndråper for uladede vanndråper. J. Appl. Meteorol., 15, 275-281
- Tag, PM, 1976: En numerisk simulering av spredning av varm tåke ved elektrisk forbedret koalescens: Del I. Et påført elektrisk felt. J. Appl. Meteorol., 15, 282-291
- Tag, PM, 1977: En numerisk simulering av spredning av varm tåke ved elektrisk forbedret koalescens: Del II. Ladet dråpesåing. J. Appl. Meteorol., 14, 683-696
- Tinsley, BA, 2000: Påvirkning av solvind på den globale elektriske kretsen, og utledede effekter på skymikrofysikk, temperatur og dynamikk i troposfæren. Space Sci. Rev., 94, 231-258
- Tinsley, BA, Rohrbaugh, RP, Hei, M., og Beard, KV, 2000: Effekter av bildeladninger på fjerning av aerosolpartikler av skydråper og på dråpeladning og mulige iskjernedannelsesprosesser. J. Atmos. Sci., 57, 2118-34
- Tinsley, BA og Yu, F., 2002: Atmosfærisk ionisering og skyer som koblinger mellom solaktivitet og klima. I AGU-monografien Solar Variability og dens effekter på jordens atmosfære og klimasystem.
- Rostopchin, VV, Uybo, VI, Bondarenko, NN, Chevardov, SG, 2001: Værkorreksjonsapparat. Russisk patent nr. RU 2161881 C2 (innlevert 20. januar 2001).
- Vonnegut, B., 1962: Modifikasjon av atmosfærisk romladning. US Pat. nr. 3 019 989 (innlevert 5. april 1954).
- Vonnegut, B., og Moore, CB, 1958: Foreløpige forsøk på å påvirke konvektiv elektrifisering i cumulusskyer ved innføring av romladning i den nedre atmosfæren. Nylige fremskritt innen atmosfærisk elektrisitet , Pergamon Press (London), 317-331
- Wei, S., Xiaobin, X., Hong, Z., Chuanxiang, X., 2008: Effekter av dipolpolarisering av vannmolekyler på isdannelse under et elektrisk felt. Kryobiologi , februar; 56(1), 93-99
- Zhao J., Han Y.-B., Li Z.-A., 2004: Effekten av solaktivitet på den årlige nedbøren i Beijing-området. Hake. J. Astron. Astrophys . Vol. 4, nr. 2, 189-197
- Zhou, L., og Tinsley, BA, 2007: Produksjon av romladning ved grensene til lagskyer. J. Geophys. Res., 112, D11203 (DOI:10.1029/2006JD007998)
Forrige patent: OVN BRENNERKASSE
Neste patent: DRYPPVANNINGSSYSTEMER OG METODER
+ There are no comments
Add yours