Общий напор климатообразующих процессов на Земле со временем нарастает. Этот напор сопровождается возникновением новых энергоемких процессов в межгеосферных взаимодействиях. Одним из существенных процессов этого направления является модификация и усиление общепланетарной грозовой активности. Естественно, что эта модификация характеризуется крайней неравномерностью, а неравномерность вызывается региональной и локальной спецификой геолого-геофизической среды, а также региональной спецификой звеньев солнечно-земных взаимосвязей.
В общем процессе модификации общей грозовой активности на Земле особое значение имеют горные системы, на территориях которых (особенно низкоширотных) все чаще регистрируются энергоемкие и высокочастотные (более 300 разрядов в минуту) молниевые разряды. Кроме того, отмечается нарастание необычных разрядных процессов (спрайты, джеты, эльфы, струи и др.), которые формируются над грозовыми облаками и "бьют" в направлении ионосферы, иногда достигая высот за 110 км. Также растет количество экзотических сценариев прохождения гроз, особенно в районах сгущения активных разломов, обозначающих собой зоны вертикальных энергоперетоков.
Касаясь модификации грозовых процессов на огромной территории Сибири, необходимо отметить успешную работу томских и якутских школ по изучению региональной специфики гроз. Грозологи Томска и Якутска не только выявили грозовую динамику по исследуемой территории, но и установили характер дрейфов грозовых очагов. При этом в ряде случаев были выявлены и охарактеризованы причины возникновения той или иной специфики высыпания гроз. Были построены общие карты встречаемости гроз и выявлены виды связи грозовых процессов с Солнечной активностью.
Естественно, что мощная горная структура Алтае-Саянской складчатой области имеет необходимые и достаточные условия для опережающего наращивания изменения грозовых процессов. Причем, как и в целом по планете, это наращивание характеризуется увеличением энергоемкости, разнообразия молниевых разрядов и возрастанием динамики перемещения грозовых очагов. Наша работа по изучению специфики регионального проявления гроз по ряду существенных причин (экономических и информационных) была ограничена территорией Горного Алтая.
Рассматривая последовательность последствий развития гроз в данном регионе в интервале последний 30 лет, имеется повод утверждать о возрастании интенсивности и разнообразия грозовоздействий на природные и техногенные системы. Прежде всего, обращает на себя внимание рост пожароопасности и грозоповреждений линий электропередач. Отмечается также рост числа энергоемких гроз, сопровождающихся смерчевыми явлениями (повал деревьев, снос крыш и др.). Растет и интенсивность "грозозабоев" диких и домашних животных (овцы, маралы, рогатый скот). В плане жизненных и экономических потерь все эти факторы, в своей совокупности, переводят проблему изучения грозовой активности в приоритетную и весьма важную.
Исследование грозовой активности Горного Алтая осуществлено научно-преподавательским коллективом, имевшим большой опыт в изучении природных самосветящихся образований (ПСО), как существенного геоэкологического фактора Сибири (Дмитриев, 1998) и Горного Алтая (Шитов, 1999). Мобилизация и первичная обработка исходных данных (Кочеева, 2001) позволила выявить объем информационного массива и разработать информационную систему "Гроза".
Огромную и бескорыстную помощь оказало руководство и сотрудники Гидрометеоцентра в плане информационного снабжения по решаемой задаче. На постановку и решение прикладных задач, связанных с грозопожароопасностью и повреждением линий электропередач, оказали Алтайская база авиационной охраны леса и ОАО "АлтайЭнерго". Сотрудничество с указанными организациями позволило нам получить ряд конкретных и практически полезных рекомендаций и результатов.
В общем составе решаемых вопросов по выявлению региональной специфики гроз значительное место занимают вопросы техногенных средств модификации природных сценариев прохождения гроз. В частности, выявлены факты реагирования динамики и встречаемости гроз на энергоемкие техногенные процессы: ядерные взрывы (Семипалатинский исследовательский полигон и исследовательский полигон на озере Лобнор в Китае); ракетные пуски по тангажным плоскостям над территорией Горного Алтая с космодрома Байконур (Кзахстан). В этом направлении получены лишь предварительные результаты и обозначена важность дальнейших комплексных исследований довольно наукоемкого характера. Это тем более важно, что сильно сказывается на геолого-геофизическом качестве верхнего полупространства над изучаемой территорией. Есть признаки суммирования последствий ракетных пусков с необычными процессами в нижней ионосфере (генерация неустойчивых плазменных образований и учащение свечений приземной атмосферы).
В отношении природных особенностей прямо и косвенно связанных с режимом грозопроявления на территории Горного Алтая, авторы (с опорой на предшествующие результаты изучения верхнего полупространства) сосредоточили свое внимание на трех основных факторах:
Естественно, что учет перечисленных факторов потребовал нарастить количество характеристических признаков в пространстве признаков гроз, базу которых составляет информация о грозах с шестнадцати метеостанций Горного Алтая. Как оказалось, такое решение было весьма продуктивным. В целом были выявлены основные природные особенности, которые и определяют характер грозовых процессов на исследуемой территории. На достаточно большом числе гроз (более чем 13 тысяч описаний) обнаружилась уникальная гелиочувствительность гроз Горного Алтая. Эта чувствительность сказывается не только на количестве гроз, максимум которых приходится на годы активного Солнца, но и на характер перемещения грозовых очагов по исследуемой территории. Довольно надежно установлены связи сейсмических процессов с динамикой и характером прохождения гроз. Выявлена также и некоторая специфика проявления гроз от интенсивности геомагнитных возмущений. Неожиданно для авторов, эта специфика имеет некоторое подобие влияния геомагнитных возмущений на высыпание торнадо на территории Северной Америки.
В ключе нашего подхода изучения грозовой активности оказался необходимым исторический обзор этапов исследования гроз. Кроме того, полезно было рассмотреть некоторые подходы и результаты, полученные в прикладных и теоретических разделах по физике гроз. В частности, как это отмечают по существу все грозологи, понимание физики молниевого разряда далеко от действительного процесса. Не говоря уже об экзотических формах грозовых разрядов (шаровые, четочные, объемные, шторовые, струи и др.), существующие физические модели "были взорваны" сериями гроз со скоростными разрядами (более 300 в минуту).
В связи с этим следует особо подчеркнуть, что по мере изучения проблемы грозоактивности в исследуемом регионе, авторы неожиданно для себя выявили огромную недоизученность физики грозовых процессов. Господствующие представления о молнии как электроразряде в атмосфере оказалось полностью непригодным для хотя бы приблизительной интерпретации сложных энергоемких грозовых процессов не только в горных системах, но и на равнинных территориях. Познавательное отставание быстро наращивается по двум причинам. Во-первых, резко возрастает количество и разнообразие молниевых разрядов в связи со скоростным преобразованием климата. Во-вторых, снижение и без того низкого уровня финансирования лишает ученых выхода на новый уровень исследовательских задач по грозоактивности. Кроме того, приверженность многих специалистов грозологов к старым (лабораторным) сценариям физических характеристик молниевых разрядов дополнительно тормозит процесс выхода к новым объясняющим моделям гроз.
Проблема регенерации электрических зарядов в грозовом облаке выплеснулась далеко за классические характеристики грозовых процессов. И мы сочли целесообразным кратко привести "одну из моделей нового поколения". Эта модель базируется на объясняющих возможностях физики нового объекта исследования - "вакуумном домене" (в разработке В.Л. Дятлова). Согласно модели дятлова, вопрос обеспечения грозовых процессов поляризованными электроразрядами просто не возникает. Генерационная способность электроразрядов в вакуумном домене в грозовом облаке может нейтрализовать любой процесс деполяризации электрических разрядов. Кстати в этой модели грозы, как энергоемкого проявления вакуумного домена в облаке, мы усматриваем одну из серьезных причин обще планетарной модификации гроз. Отмечающиеся признаки возрастания количества вакуумных доменов в оболочках Земли свидетельствуют в пользу высказанного предположения.
В целом результаты изложенные в данной книге, представляют итоги десятилетней работы. Основной и вспомогательный коллектив сосредоточен в Горно-Алтайском госуниверситете (ГАГУ). Приятно отметить, что на протяжении работы по грозоактивности Горного Алтая авторы получали поддержку и понимание со стороны ректората и Ученого Совета университета. Особую признательность мы высказываем Юрию Васильевичу Табакаеву, который административно и экономически поддерживал наши исследования.