А также созданная газодинамическая теория восходящих
закрученных потоков предлагает конкретное воздействие на циклон, которое
разрушит его еще в океане. При этом предлагаемое воздействие будет иметь
разумные энергетические характеристики – не надо будет производить атомный
взрыв.
Почему смерчи и циклоны крутятся? Почему бы теплому
воздуху не подниматься от земли строго вертикально? Профессор Сергей Петрович
Баутин считает, что до сих пор никто в мире не дал научно обоснованного
удовлетворительного ответа на этот вопрос. А созданная Сергеем Баутиным и
учениками в Снежинском филиале МИФИ газодинамическая теория восходящих
закрученных потоков газа впервые дает ответ на эту загадку.
Ответ очень короткий: крутиться потоки воздуха в земной
атмосфере заставляет сила Кориолиса. Так, в честь французского ученого XIX века Гюстава Гаспара
Кориолиса, называют силу инерции, действующую на частицы в атмосфере Земли в
направлении, перпендикулярном их общему горизонтальному движению. На Земле, как
известно, самое большое проявление силы Кориолиса - на полюсах. Но там холодно
и восходящих тепловых потоков нет. А на экваторе, где сильнее всего греет
Солнце, сила Кориолиса равна нулю. Вот где-то посередине между экватором и
полюсами, там, где тепла еще много, а сила Кориолиса уже проявляет себя, и
возникают природные восходящие закрученные тепловые потоки – циклоны. При этом,
в северном полушарии сила Кориолиса природные вихри закручиваются против хода
часовой стрелки, а в южном наоборот – смерчи и тропические циклоны
закручиваются по ходу часовой стрелки.
Разумеется, Земля крутится сравнительно медленно, и сила
Кориолиса не особенно велика. Но на больших масштабах, когда мы имеем дело с
достаточно большим потоком воздуха над ровной поверхностью – скажем степью ли
морем – то ее действия оказывается достаточным, чтобы сильно закрутить вихрь.
Именно незначительность силы Кориолиса во многом объясняет
то, что до сих пор ученые, занимающиеся атмосферными вихрями, часто не обращали
на нее внимание и просто отбрасывали в своих расчетах как незначительную. Но
Сергей Баутин уверен: именно это забытое метеорологами слагаемое и содержит
главную тайну атмосферных вихрей, включая торнадо и тайфуны. Построенная
Сергеем Баутиным газодинамическая теория восходящих закрученных потоков
основана на решениях системы уравнений газовой динамики – нелинейных
дифференциальных уравнениях с частными производными. При этом рассмотрена и
более усложненная модель, принимающая во внимание вязкость и теплопроводность
воздуха.
Важным эмпирическим подтверждением своей теории Сергей
Баутин считает данные о торнадо, собранные в течение 5 лет наблюдений
американским метеорологом Яной Хаузер из Университета Огайо. Данные Хаузер
подтвердили, что все смерчи возникают у поверхности Земли. Расчеты школы
Баутина разоблачают некоторые мифы о смерчах. Например, в википедии говорится,
что смерч - это «атмосферный вихрь, возникающий в кучево-дождевом (грозовом)
облаке и распространяющийся вниз, часто до самой поверхности земли, в виде
облачного рукава или хобота диаметром в десятки и сотни метров». Однако,
профессор Баутин объясняет, что все ровно наоборот: воздушные потоки всегда
начинаются у нагретой поверхности земли и идут снизу-вверх. А впечатление, что
облачный хобот спускается сверху-вниз возникает только из-за того, что водяной
пар и пыль, образующие облако, хорошо видны, в то время как нижняя часть вихря
может быть прозрачной и поэтому невидимой.
В Снежинском физико-техническом институте профессор
Сергей Баутин создал собственную научную школу, участники которой занимаются
различными проблемами газодинамики и, прежде всего, моделированием вихрей. И
ученые уверены, что созданные ими модели могут иметь прикладное применение. В
первую очередь Сергей Баутин утверждает, что знает, как разрушить тайфун с
помощью взрывов. Атомный взрыв для этого не понадобится – достаточно взорвать
примерно 50 зарядов суммарной мощностью около 4 килотонн на конкретной высоте
вокруг «глаза циклона». Сила взрыва остановит восходящее движение воздуха
и циклон разрушится. И, как не парадоксально это звучит, именно из-за действия
силы Кориолиса. Мероприятие конечно масштабное, но и тропические циклоны
чреваты большими разрушениями – например, ущерб от тайфуна
"Лайонрок", обрушившегося на Приморье в 2016 году, превысил 7 млрд
рублей. К сожалению профессору Баутину С.П. не хватило «административного
ресурса», чтобы убедить администрацию Приморского края обсудить вопрос об
уничтожении тропических циклонов. Возможно, ректорату НИЯУ МИФИ такого ресурса
хватит.
Во-вторых, Сергей Баутин со своими соавторами разработал
концепцию вихревой электростанции. Мощный вентилятор создает восходящий
воздушный поток, но когда поток начинает закручиваться из-за действия силы
Кориолиса, то энергия крутящегося вихря оказывается гораздо больше, чем у
создавшего ее вентилятора. И этот рукотворный смерч можно заставить крутить
ветряк с горизонтально расположенными лопастями.
Расчеты школы Баутина до сих пор никем не опровергнуты, а
его ученики вносят собственный вклад в развитие науки - так, недавно,
выпускница аспирантуры Снежинского физико-технического института Ольга Опрышко
защитила кандидатскую диссертацию на тему «Численное моделирование придонных
частей торнадо и тропического циклона в стационарном случае».
Краткие сведения о Баутине С.П.: доктор
физико-математических наук, профессор, член Российского национального комитета
по теоретической и прикладной механике, Область научных интересов: нелинейные
уравнения с частными производными и их приложения к решению задач газовой
динамики. Результаты исследований представлены в более чем 300 научных
публикациях и в пятнадцати монографиях. В ходе научных исследований сформировал
свою научную школу, под его руководством защитились три доктора и одиннадцать
кандидатов наук.
Константин Фрумкин, начальник отдела по работе со СМИ
НИЯУ МИФИ