Brevet 3601312 – Méthodes d’augmentation de la probabilité de précipitation par l’introduction artificielle de la vapeur d’eau de mer dans l’atmosphère d’une région d’ascenseur aérien – 1971

1. Procédé de production d’eau douce par modification de temps dans lequel un vent dominant passe sur une région de flux d’énergie de rayonnement solaire élevée en dessous du niveau de la mer vers une élévation orographique telle qu’une montagne ayant une hauteur de moins de 1000 pieds comprenant les étapes de division de la région au vent de la montagne en une pluralité de bandes allongées de surface sensiblement parallèles entre elles et disposées sensiblement perpendiculairement à la direction du vent dominant, et pulvérisant de l’eau de mer dans la basse atmosphère à des bandes alternées de zone pour soumettre l’air à d’autres traitements de l’exposition à l’eau de mer pulvérisée pour augmenter la vapeur d’eau de l’air et le chauffage solaire de l’air pour augmenter sa capacité à absorber l’eau avant qu’elle ne soit soulevée et adiabatiquement refroidie par la montagne pour produire des précipitations.

2. Procédé de production d’eau douce par modification de temps selon la revendication 1, dans lequel lesdites bandes de surface ont une largeur ayant un rapport constant de largeur entre la bande de chauffage solaire et la bande de pulvérisation d’eau adjacente par rapport à la direction de vent dominant.

3. Procédé de production d’eau douce par modification du temps selon la revendication 2, dans lequel lesdites bandes ont une largeur d’environ 1 mille dans la direction du vent dominant.

4. Procédé de production d’eau douce par modification de temps dans lequel un vent dominant a une direction de mouvement sur une région de flux d’énergie de rayonnement solaire élevée vers une région produisant un courant d’air, comprenant les étapes de division de la région au vent dudit air région de production de portance actuelle en une pluralité de bandes longitudinales de surface disposées sensiblement perpendiculairement à la direction du vent dominant et forçant l’introduction d’eau de mer dans la basse atmosphère à des bandes alternées de zone pour soumettre l’air à des traitements alternatifs d’exposition à l’eau de mer augmenter la teneur en vapeur d’eau de l’air et augmenter ainsi la capacité naturelle de l’air modifié à absorber l’énergie rayonnante avec une efficacité accrue en raison de la capacité de la vapeur d’eau à absorber l’énergie rayonnante en tant que composant noir du mélange d’air modifié et le chauffage solaire de l’air pour augmenter sa capacité à absorber des quantités supplémentaires de vapeur d’eau et e l’énergie avant qu’elle ne soit soulevée par la région productrice de courant d’air pour produire une précipitation.

5. Procédé de production d’eau douce par modification du temps où il existe un vent dominant ayant une direction de mouvement sur une région de flux d’énergie radiante élevée vers une région produisant un courant d’air, comprenant les étapes de division de la région au vent dudit air région de production de portance actuelle en une pluralité de bandes longitudinales de surface disposées sensiblement perpendiculairement à la direction des vents dominants et pulvérisation forcée d’eau de mer dans la basse atmosphère à des bandes alternées de zone pour soumettre l’air à des traitements alternatifs d’exposition à la mer pulvérisée l’eau pour augmenter la teneur en vapeur d’eau de l’air et augmenter ainsi la capacité naturelle de l’air modifié à absorber l’énergie rayonnante avec une efficacité accrue en raison de la capacité de la vapeur d’eau à absorber l’énergie rayonnante en tant que composant noir de l’air modifié mélange et le chauffage solaire de l’air pour augmenter sa capacité à absorber des quantités supplémentaires de vapeur d’eau et l’énergie rayonnante avant qu’elle ne soit soulevée par la région de production de courant d’air pour produire une précipitation.

6. Procédé de production d’eau douce par modification climatique dans lequel il existe un vent dominant ayant une direction de mouvement sur une région de flux d’énergie de rayonnement solaire élevée vers une région produisant un courant d’air comprenant une élévation orographique élevée telle qu’une montagne, comprenant des étapes de division de la région au vent de ladite haute altitude en une pluralité de bandes longitudinales d’une zone de configuration généralement parallèle disposée sensiblement perpendiculairement à la direction du vent dominant et forçant l’eau de mer dans l’atmosphère à alterner des bandes de les traitements d’exposition à l’eau de mer pour augmenter la teneur en vapeur d’eau de l’air et la quantité d’énergie solaire absorbée par l’air pour augmenter sa température ambiante et réduire son humidité relative et augmenter ainsi sa capacité à absorber des quantités croissantes de vapeur d’eau; être soulevé par l’élévation orographique pour produire une instabilité convective de la masse nuages ​​uliformes et précipitations.

7. Procédé de production d’eau douce par modification de temps selon la revendication 5, dans lequel lesdites bandes de surface ont une largeur ayant un rapport de dimension sensiblement constant entre la bande de chauffage solaire et la bande de pulvérisation d’eau adjacente par rapport à la direction de vent dominant.

CONTEXTE DE L’INVENTION

L’invention concerne l’art de modifier le temps par l’évaporation forcée de l’eau de mer dans l’air, et de récupérer de l’eau douce à partir de celle-ci en induisant une précipitation.

Il a déjà été proposé d’augmenter la probabilité de précipitations en injectant de l’eau de mer ou de l’eau douce dans l’air afin d’augmenter la teneur en humidité de l’air. U.S. Pat. Les brevets US 2 776 167 et 3 135 466 concernent des appareils de ce type. Cependant, le simple concept d’injection d’humidité dans l’air afin d’augmenter la probabilité de précipitation n’est pas susceptible de réussir car il existe un certain nombre de paramètres et de caractéristiques météorologiques qui, combinés, doivent être présents avant la précipitation souhaitée. arrivera. Une importante propriété de masse d’air, l’instabilité convective, est une condition préalable reconnue pour induire des précipitations convectives. L’instabilité convective ne peut se produire que si l’on obtient des moyens satisfaisants pour augmenter la température potentielle équivalente d’une masse d’air par rapport à celle d’une masse d’air environnante. La nouvelle technique proposée ici permet d’augmenter sélectivement la température potentielle équivalente d’une masse d’air par rapport à la masse d’air entourant la première masse d’air. Aucun de l’art antérieur ne fournit les moyens d’augmenter ainsi la température potentielle équivalente d’une masse d’air en raison du fait que le processus d’évaporation est typiquement une température potentielle équivalente constante ou un processus isentropique. De plus, l’emplacement de la précipitation désirée dans les procédés et systèmes proposés par l’art antérieur n’est pas facilement prévisible, et il est possible que les précipitations, si elles sont ainsi produites, tombent à des endroits qui n’ont pas particulièrement besoin d’eau.

Les conditions requises pour produire de la pluie sont caractéristiquement très compliquées et pas encore complètement comprises par les experts en météorologie. Cependant, il est connu que certaines conditions de base ne doivent pas être présentes, et avec l’appareil et les procédés de l’art antérieur, l’introduction plutôt aléatoire de vapeur d’eau, même sur de vastes zones, dans l’atmosphère n’a pas entraîné de modification du temps. facilement utilisé d’une manière bénéfique. Par exemple, dans des tentatives précédentes de modification du temps en introduisant de l’eau dans l’air, l’emplacement de l’eau ne pouvait pas être situé près d’une source d’ascension orographique permettant une utilisation maximale de l’air chargé en vapeur d’eau.

Afin d’induire une précipitation en injectant de l’humidité dans l’air pour en augmenter la teneur en vapeur d’eau, il est également nécessaire de prévoir certaines conditions pour accompagner l’introduction de vapeur d’eau dans l’atmosphère. Par exemple, une quantité suffisante de chaleur solaire est nécessaire en tant que source principale d’énergie requise, une chaleur solaire suffisante étant disponible pour augmenter le niveau d’absorption d’humidité de l’atmosphère dans laquelle l’eau de mer est introduite. En outre, il est nécessaire que certaines caractéristiques de vent prédominant soient présentes dans lesquelles le vent se déplace principalement dans une direction donnée à une vitesse de vent relativement faible. Des vitesses de vent élevées pourraient entraîner un déboursement et une diffusion d’humidité suffisants pour annuler l’augmentation souhaitée de la teneur en humidité de l’atmosphère résultant de l’injection d’humidité dans l’air. De plus, un niveau relativement élevé de vapeur d’eau naturelle devrait exister, bien que cela ne soit pas absolument nécessaire, dans l’air et les températures du sol et de l’air dans lequel l’injection d’eau se produit devrait être relativement élevée pour optimiser la thermodynamique. propriétés de la masse d ‘air pour produire un angle nettement divergent entre les vitesses adiabatique sèche et saturée du diagramme d’ énergie pseudoadiabatique.

Un autre facteur important dans la production d’un programme réussi de modification du temps, dans lequel l’introduction de vapeur d’eau dans l’air par des moyens artificiels est nécessaire, réside dans la puissance requise pour introduire l’eau dans l’air. Avec les dispositifs de l’art antérieur, il est prévu que des pompes, des ventilateurs et analogues soient utilisés pour forcer l’eau dans l’air. En ce sens qu’il est nécessaire d’introduire la vapeur d’eau dans l’air sur une surface substantiellement grande, la puissance requise, si la puissance humaine est utilisée, est énorme, et est si grande qu’elle rend prohibitifs les programmes de modification du temps utilisant des systèmes électriques artificiels. coûteux.

Résumé de l’invention

Le but de l’invention est de fournir un système de modification météorologique prédéfini, dans lequel l’eau douce peut être obtenue par précipitation, ce qui inclut l’évaporation forcée de l’eau de mer dans l’atmosphère jusqu’au taux maximal d’absorption d’énergie radiante disponible et induisant la précipitation d’eau douce de l’atmosphère à un endroit prédéterminé. Dans la pratique de l’invention, il est nécessaire que certaines conditions physiques et naturelles soient remplies pour que la pratique de l’invention devienne pratique, et bien que la pratique de l’invention ne soit pas possible dans toutes les parties du globe, par exemple dans les régions polaires, il existe un certain nombre d’emplacements sur la terre où des quantités accrues d’eau douce sont requises d’urgence, et où les exigences concernant les caractéristiques géographiques et les densités de flux d’énergie de rayonnement solaire suffisantes sont disponibles.

Fondamentalement, la pratique de l’invention utilise l’utilisation de l’énergie solaire existante dans le désert et d’autres régions à haute énergie solaire similaires pour l’évaporation de l’eau de mer pulvérisée de la surface de la terre dans la couche limite inférieure de l’atmosphère. L’humidité évaporée retenue par la basse atmosphère est transportée par les vents dominants vers une chaîne de montagnes voisine, où elle est soulevée orographiquement et l’eau désirée libérée sous forme de précipitations des nuages ​​cumulatifs et des orages qui en résultent.

Afin d’être plus efficace, l’introduction de l’eau de mer dans l’air se produit dans une pluralité de zones espacées au vent de la chaîne de montagnes qui fournit l’élévation orographique. Des régions de pulvérisation alternées dans lesquelles l’eau de mer est introduite dans l’air et dans les régions non pulvérisées sont nécessaires pour chauffer l’air grâce à l’énergie solaire et terrestre afin d’augmenter la capacité de l’air à absorber et retenir la vapeur d’eau. l’air pour transporter l’humidité se produit. Par exemple, des zones de bande de pulvérisation alternatives et des zones de bande non pulvérisantes d’environ 1 mille de largeur, bien que les deux bandes puissent être de largeurs différentes, peuvent être situées au vent de la chaîne de montagnes et 8 ou 10 zones de pulvérisation et de pulvérisation , une absorption progressive et progressive de l’eau et l’absorption de la chaleur par l’air se produisent lorsque l’air se déplace vers la montagne ou vers l’élévation orographique. La longueur des régions de la bande sera principalement déterminée par la forme et la taille de la chaîne de montagnes disponible, et les bandes seront situées dans une relation «parallèle» ou «concentrique» entre elles et avec les montagnes disponibles.

Bien sûr, une quantité considérable d’eau de mer doit être pulvérisée dans l’air pour que la pratique de la méthode soit pleinement utilisée. Pomper mécaniquement de telles quantités d’eau dans l’air exigerait beaucoup de puissance, et pour cette raison la pratique de l’invention est la plus pratique dans les zones terrestres qui sont significativement au-dessous du niveau de la mer où l’eau peut être amenée dans la région dans laquelle l’invention doit être pratiquée par des aqueducs, des pipelines ou des canaux, et la gravité est utilisée pour produire la pression d’eau désirée pour introduire l’eau de mer dans l’air. Dans les régions où les pulvérisations sont nettement inférieures au niveau de la mer, par exemple à plus de 100 ou 200 pieds sous le niveau de la mer, des pressions d’eau supérieures à celles qui sont absolument nécessaires pour les pulvérisations sont prévues. les usines seraient situées de manière à utiliser la tête hydraulique disponible pour produire de grandes quantités d’énergie électrique. En ce que la mise en pratique de l’invention produira des résidus de sel marin, la présence de ce résidu et la disponibilité d’énergie électrique bon marché permettra la production de produits chimiques et d’engrais en utilisant les constituants des résidus de sels marins pouvant être traités électriquement.

Dans la pratique du concept inventif, la pulvérisation de l’eau de mer dans l’air, l’endroit où la pulvérisation se produira et les autres variations contrôlables seront sous la régulation d’un ordinateur ou d’un autre appareil d’assimilation et de comparaison de données pour déterminer le le temps et la durée optimaux pour l’injection de l’eau de mer dans l’air, et la détermination de ces emplacements et de la mesure dans laquelle l’injection devrait avoir lieu. On prévoit que l’injection dans l’air ne se produira qu’aux heures où le rayonnement solaire est le plus intense, par exemple entre 10 h et 14 h, et la distance entre la région de traitement de l’air et la chaîne de montagnes déterminera à quel moment la précipitation se produira en raison du traitement de l’air conformément à l’invention.

Comme mentionné précédemment, il est également envisagé que dans la pratique de l’invention dans les zones ayant une hauteur hydraulique très élevée du fait que les zones sont sensiblement inférieures au niveau de la mer, les centrales hydroélectriques pourraient être utilisées conjointement avec le système de distribution d’eau pour créer De ce fait, en conjonction avec l’augmentation de l’eau douce et la disponibilité connexe de précipités de sel d’eau de mer qui seraient disponibles dans la région précédemment aride, les régions auparavant inutilisables du monde pourraient être productives et capables d’être efficacement utilisé pour l’agriculture, la production chimique et la fabrication, et l’invention pourrait ainsi contribuer à la récupération de vastes zones terrestres.

Le procédé de l’invention est décrit en détail dans la description suivante et les dessins annexés dans lesquels:

La figure 1 est une vue en élévation des régions de pulvérisation et de non-pulvérisation utilisées conjointement avec une chaîne de montagnes ou de hautes collines,

FIGUE. 2 est une vue en plan de la disposition des zones de pulvérisation et de non-pulvérisation conformément à l’invention, comme représenté sur la Fig. 1, et

FIGUE. 3 est un graphique indiquant la distribution de la vapeur d’eau injectée dans l’atmosphère se produisant dans les diverses régions de pulvérisation et indique également diverses conditions de température et d’humidité dans les régions.

DESCRIPTION DU MODE DE REALISATION PREFERE

Fondamentalement, la pratique de l’invention comprend l’utilisation de l’énergie solaire pour aider et augmenter le taux d’évaporation de l’eau de mer pulvérisée dans la basse atmosphère adjacente à la surface de la terre où la teneur en vapeur d’eau est augmentée et l’air la chaîne montagneuse sous le vent et l’eau douce est libérée sous forme de précipitations cumulées orographiques.

De préférence, l’eau de mer est pulvérisée dans la basse atmosphère dans une série de régions ou de bandes parallèles au vent généralement orientées perpendiculairement à la direction du vent dominant et situées dans des régions arides au-dessous du niveau de la mer. Les bandes auront de préférence une configuration conforme aux contours géographiques du terrain montagneux présélectionné, et le terrain montagneux, qui sera utilisé pour fournir l’élévation orographique, doit avoir une altitude de plusieurs milliers de pieds au-dessus de l’élévation de la région à que la pulvérisation de l’atmosphère se produit. L’évaporation résultante des bandes subséquentes où la pulvérisation est effectuée ajoutera de plus en plus de vapeur d’eau à l’air et ajoutera une quantité généreuse de noyaux de condensation du processus d’évaporation de l’eau de mer à la concentration cumulative de vapeur d’eau et de noyaux bandes. Tandis que l’humidité atmosphérique augmente jusqu’au niveau de conception prédéterminé, les vents dominants de faible niveau transporteront l’air chargé de vapeur d’eau vers la chaîne montante qui induira une élévation orographique suffisante pour déclencher une instabilité convective et dynamique de la masse d’air et des précipitations cumuliformes subséquentes.

Entre les bandes ou régions de pulvérisation alternatives sont des bandes ou zones non pulvérisées qui permettent à l’énergie radiante du soleil et du sol de chauffer l’air en mouvement dans lequel l’eau est pulvérisée, la capacité de l’air à retenir la vapeur d’eau vers la montagne où les précipitations se produiront. Lorsque l’air reçoit de la vapeur d’eau, sa capacité à absorber l’énergie solaire augmente progressivement en raison de l’augmentation de la teneur en vapeur d’eau dans l’air et de l’absorption de chaleur par l’absorption de l’énergie radiante sous forme de corps noir. ainsi, à chaque région de bande, des quantités progressivement plus grandes d’énergie radiante peuvent être absorbées par l’atmosphère que ce qui est absorbé par les bandes précédentes ou l’air entourant la zone de traitement globale elle-même. Cette efficacité accrue d’absorption d’énergie rayonnante fournit les moyens pratiques pour augmenter le contenu énergétique de l’air modifié de sorte que la température potentielle équivalente de l’air modifié augmente et favorise ainsi l’instabilité convective de la masse d’air qui est nécessaire pour déclencher l’activité orageuse convective. la masse d’air est soulevée orographiquement.

Pour la mise en pratique optimale de l’invention, il existe plusieurs conditions qui devraient être présentes afin de permettre une utilisation pratique du concept inventif. Ces conditions sont énoncées ci-dessous:

1. La région dans laquelle l’invention est pratiquée devrait être une région aride ou une autre région à forte insolation ayant un ciel essentiellement clair pendant une grande partie de l’année afin de fournir un niveau relativement élevé d’énergie solaire entrante à environ 2,25 × 1012 calories par carré mile par heure à 3,37 × 1012 calories par mile carré par heure la moitié ou les trois quarts de la constante solaire de 2,00 calories par centimètre carré par minute). 2. La région de surface aride locale dans laquelle la pulvérisation doit avoir lieu devrait être sensiblement inférieure au niveau de la mer. Par exemple, l’invention pourrait bien être pratiquée dans la région de la mer Morte qui est à 1 286 pieds sous le niveau de la mer, ou dans la vallée de la mort, en Californie, qui est à 276 pieds sous le niveau de la mer. Le but de l’utilisation de l’invention en dessous du niveau de la mer est de fournir une tête hydraulique suffisante pour permettre la pulvérisation de l’eau de mer dans l’atmosphère sans nécessiter de systèmes d’énergie externes pour entraîner des pompes ou similaires. 3. Les moyens de production d’ascenseur doivent être situés de manière appropriée par rapport à la région définie ci-dessus. En termes d’utilisation pratique. les hautes montagnes fournissent les meilleurs moyens pour élever l’air traité à une hauteur qui produira des précipitations. De préférence, la montagne utilisée à des fins de levage orographique devrait être supérieure à 3000 à 5000 pieds, mais des collines ou des chaînes de montagnes plus basses peuvent être utilisées si d’autres conditions physiques favorables sont présentes en ce qui concerne la teneur naturelle en vapeur d’eau, Les chaînes de montagnes doivent être situées en aval des régions terrestres sélectionnées où la pulvérisation est pratiquée et peuvent être situées à environ 20 milles de la région de traitement de l’air, et les montagnes fournissent une source immédiatement disponible d’ascendance orographique au déplacement. couche limite de masse d’air à haute teneur en humidité produite par la pulvérisation et le chauffage solaire. 4. Les vents dominants au-dessus de la région de pulvérisation et vers l’élévation orographique produisant la chaîne de montagnes devraient être relativement faibles, de l’ordre de 5 à 15 miles par heure à des niveaux atmosphériques inférieurs à 3000 à 5000 pieds et inférieurs à 15 à heure dans les couches supérieures de l’atmosphère à des niveaux de 10.000 pieds. Les vitesses de dispersion et de diffusion de l’humidité à des vitesses supérieures à ces niveaux, en particulier dans les niveaux inférieurs à 5000 pieds, peuvent empêcher la capacité de la masse d’air d’absorber efficacement une chaleur solaire suffisante pour rendre le système pratique. possible. Le processus d’évaporation aura toutefois tendance à stabiliser les vitesses du vent thermique et, par conséquent, à tempérer ou réduire la vitesse du vent dans les régions de pulvérisation et dans les montagnes. 5. Il est souhaitable que la teneur en vapeur d’eau naturelle de l’air à pulvériser ait un niveau raisonnablement élevé, par exemple de 3 à 10 grammes d’eau par kilogramme d’air sec dans les régions atmosphériques inférieures. En ayant une telle teneur en vapeur d’eau naturelle, la quantité d’eau qui doit être pulvérisée dans l’air est réduite, et l’appareil et le coût de fonctionnement du système est en accord avec l’invention est réduit. Toutefois, cette quantité de vapeur d’eau naturelle est généralement présente dans le monde entier, en particulier lorsque les vents dominants traversent de grandes étendues d’eau, par exemple de la mer Méditerranée, avant de passer au-dessus de la région aride du niveau de la mer. 6. De préférence, des températures de surface arides relativement chaudes doivent exister dans la région terrestre où la pulvérisation a lieu. Par exemple, des degrés d’au moins 50 à 70 ° F en hiver et au moins 65 à 95 ° F en été devraient prévaloir. Ces températures relativement élevées améliorent les propriétés de masse d’air thermodynamique qui complètent le succès opérationnel du processus d’évaporation se produisant au cours de l’invention, par exemple, la capacité anhydre (faible humidité relative) de la masse d’air augmente, qui est la capacité d’évaporation absorber l’humidité supplémentaire. De plus, la température élevée complète la capacité de refroidissement adiabatique ou par évaporation de la masse d’air et complète ainsi le degré auquel le processus d’évaporation forcée peut tempérer ou abaisser les vitesses thermiques caractéristiques du vent et les températures ambiantes dans les régions arides. De plus, l’angle compris entre les vitesses adiabatique sèche et de saturation adiabatique de la carte adiabatique devient nettement divergent en fonction des températures ambiantes supérieures et de l’humidité absolue, et contribue à produire des conditions d’absorption et de rétention de la vapeur d’eau. 7. Pour des raisons d’efficacité et de fonctionnement le plus efficace, la pulvérisation de l’humidité dans l’air pour produire une condition d’évaporation forcée devrait se produire au moment du niveau maximal d’énergie solaire rayonnante disponible.

Contrairement à une mer ou un autre plan d’eau, un système d’évaporation par pulvérisation de force transforme l’énergie radiante en chaleur latente d’évaporation pendant le temps de l’énergie radiante maximale ou la période d’ensoleillement maximale. Bien que la réflectivité d’un plan d’eau soit faible aux faibles angles d’incidence, sa transmissivité est très élevée dans les longueurs d’onde caractéristiques de l’énergie du rayonnement solaire. En tant que système de conversion du rayonnement solaire en chaleur latente d’évaporation en temps réel, un corps d’eau fonctionne comme un puits de chaleur qui ne recycle qu’une fois toutes les 24 heures. À cette fin, il ne s’agit pas d’un système opérationnel en temps réel efficace et il ne peut pas être échelonné dans le temps d’évaporer une quantité optimale d’eau dans l’atmosphère au moment de l’ensoleillement maximal. En revanche, un système d’eau de mer pulvérisé peut fonctionner en temps réel et une zone concentrée de pulvérisation d’eau et de vapeur d’eau résultante agit comme un système d’absorption radiante du corps noir sur la plupart des régions de longueurs d’onde du rayonnement solaire et terrestre.

Il existe un certain nombre de régions dans le monde où les conditions matérielles susmentionnées sont présentes. Par exemple, dans les régions du sud-ouest des États-Unis, il existe des régions désertiques arides au-dessous du niveau de la mer, comme dans la vallée de la mort, où l’on pourrait pratiquer l’invention. De plus, dans la région de la mer Morte adjacente à Israël et à la Jordanie, le terrain géographique est de nature à fournir d’excellents moyens de pratiquer l’invention. Il existe des régions désertiques de l’ouest de l’Australie qui semblent également avoir des caractéristiques physiques dans lesquelles l’invention pourrait être pratiquée. L’île d’Anegada, et l’île de Malte apparaissent également comme des endroits possibles pour pratiquer le concept inventif. La dépression de Qattara du nord-ouest de l’Egypte semble également avoir des caractéristiques physiques dans lesquelles l’invention pourrait être pratiquée. Cependant, il y a une question quant à savoir si les hauteurs de montagne suffisantes sont disponibles pour fournir l’ascenseur orographique nécessaire requis dans cette zone particulière.

FIG1 Les figures 1 et 2 du dessin illustrent une disposition physique des régions de pulvérisation et de non-pulvérisation en accord avec la pratique de l’invention. Dans ces figures une région de terrain de type désertique aride est indiquée en 10, de préférence au-dessous du niveau de la mer. Le vent dominant est indiqué par la flèche 12 et la chaîne de montagnes 14 existe sous le vent depuis la région aride sur une distance d’environ 20 milles ayant une altitude de préférence supérieure à 3000 à 5000 pieds. Une pluralité de bandes ou régions 16 et 18 sont définies sur la région aride 10 d’une manière qui apparaîtra sur la Fig. Ces bandes sont de préférence sensiblement parallèles ou concentriques l’une par rapport à l’autre, et sont parallèles ou concentriques par rapport à la chaîne de montagnes 14 qui fournira l’élévation orographique. Les régions 16 sont désignées zones ou bandes de pulvérisation, et les régions 18 constituent des bandes de chauffage solaire. Les régions 16 et 18 peuvent avoir une largeur approximativement égale à environ 1 mille par rapport à la direction des vents dominants indiquée par la flèche et sont perpendiculaires à la direction des vents dominants. La largeur exacte des régions 16 et 18 par rapport à la direction des vents dominants peut varier considérablement selon l’emplacement de l’installation et les conditions locales, telles que la direction et la vitesse des vents dominants, les températures moyennes et autres. En ce qu’un nombre considérable de facteurs sont impliqués dans la détermination de l’humidité, de la température et d’autres caractéristiques physiques présentes à un moment donné, il est prévu qu’un système d’évaluation de type informatique devra être utilisé pour contrôler le fonctionnement des buses.

Une pluralité de dispositifs d’injection d’eau 20 tels que des buses montées sur des tours ou de hautes collines ou analogues sont disposées dans les régions 16 pour pulvériser des gouttelettes d’eau finement dispersées dans la basse atmosphère, et ces dispositifs de pulvérisation d’eau sont connectés à une source d’alimentation non représentée. , fournissant un centre de commande 22 à travers des conduits. Le centre de contrôle comprendra probablement un système informatique pour analyser les caractéristiques météorologiques et déterminer les temps et débits optimaux pour le fonctionnement du système de pulvérisation. Dans certaines conditions, il peut seulement être nécessaire de faire fonctionner une partie des buses dans les régions de pulvérisation 16, ou certaines bandes ou zones de pulvérisation 16 peuvent ne pas fonctionner du tout dans des conditions naturelles de forte teneur en humidité.

Un bassin collecteur ou un système de réservoir 24 d’origine naturelle ou artificielle peut être défini le long du côté du vent le plus bas de la chaîne de montagnes 14, ou les précipitations survenant dans la chaîne de montagnes peuvent simplement s’infiltrer dans un sable ou un sol poreux le niveau de la nappe phréatique des couches de sol pour la récupération de l’eau douce à travers les puits. Dans la mesure où des précipitations peuvent se produire du côté vent arrière de la chaîne de montagnes, un bassin récepteur peut également être disposé de ce côté de la région de production d’ascendance orographique, si on le souhaite.

FIGUE. La figure 3 illustre la distribution de la diffusion de l’humidité dans l’air lors de son déplacement sur les régions de chauffage solaire par pulvérisation et non-pulvérisation. Les courbes de diffusion d’humidité indiquées en 26 représentent la diffusion de la vapeur d’eau introduite dans l’air et retenue pendant le processus d’évaporation, et on notera que les lignes verticales 28 représentent des régions alternées de pulvérisation et non pulvérisées qu’il faut environ cinq bandes de pulvérisation ou 10 milles (bien que cette distance varie en fonction de la vitesse du vent), pour que la vapeur d’eau monte de l’altitude du niveau de la mer à environ 3000 pieds. Comme les courbes montrent que le taux de diffusion verticale de la vapeur d’eau diminue à l’approche du niveau de 3 000 pieds, on peut s’attendre à ce que l’élévation verticale de la courbe se stabilise sur des distances relativement courtes de 10 à 30 milles.

De l’eau peut être fournie au centre de contrôle 22 au moyen d’un aqueduc, d’un canal ou d’un autre système de transport capable de traiter les grandes quantités d’eau qui seront nécessaires. En ce que la région aride préférée pulvérisée est au-dessous du niveau de la mer, un réservoir serait utilisé au point d’utilisation au-dessus de l’élévation du niveau de la mer pour fournir l’eau sous haute pression au centre de contrôle.

À titre d’exemple de résumé du bilan thermique qui peut se produire dans la région de la montagne 14, la base nuageuse peut se trouver à 4 000 pieds comme indiqué à 30. L’air entrant dans les contreforts de la montagne au niveau de la mer à 60 ° F taux d’écoulement adiabatique d’environ -5,5 ° F par 1000 pieds d’élévation, et donc sur l’air atteignant le niveau de base des nuages ​​de 4 000 pieds la température serait de 38 ° F. Comme l’air continue à se déplacer vers le haut le long de la face , l’air se refroidit à un taux d’écoulement adiabatique humide au-dessus de la base nuageuse de 4 000 pieds, à une vitesse de -3,2 ° F par 1 000 pieds d’élévation, en supposant que des précipitations se produisent. En supposant que la montagne atteigne 10 000 pieds de hauteur, la température de l’air qui passe au-dessus de la montagne serait de 18,8 ° F. Comme l’air passe sur la montagne et descend du côté opposé, il se réchauffe à un taux adiabatique sec de 5,5 ° F par 1000 pieds, et aura une température de 73,8 ° F. au niveau de la mer. Pour toute région donnée, les températures moyennes diffèrent au cours des quatre saisons de l’année, et les précipitations survenant à la montagne pendant les différentes saisons de l’année commencent à diverses altitudes déterminées par la température de la vapeur d’eau, la chaleur latente et d’autres facteurs affectant les conditions de précipitations.

En général, l’air sec insaturé ayant une température ambiante de 20 ° C refroidit à environ 2,8 ° C pour chaque 1000 pieds d’élévation à travers les couches inférieures de l’atmosphère. L’air humide saturé dans ces mêmes conditions se refroidit à la vitesse de 1,2 ° c. par 1000 pieds d’ascenseur. La chaleur latente de l’énergie de condensation stockée dans la vapeur d’eau est libérée dans le processus de condensation et reste en arrière pour chauffer la colonne d’air. La quantité de chaleur libérée se rapproche de la différence entre les taux de déchéance de 2,8 ° C et de 1,2 ° C. La vitesse maximale résultante induite à la colonne d’air verticale résultante est donnée par l’équation

V2 = 2ah = 2ghΔT / T

v = mètres / seconde.

ΔT = ° Abs. de la différence de température moyenne verticale entre le nuage et l’air adjacent, et

T = ° Abs. de la température moyenne adiabatique humide du gradient de la colonne verticale de l ‘air humide.

les vitesses ascendantes varient considérablement et vont de 15 à 20 m.p.h. dans la douche de pluie cumulative jusqu’à plus de 75 m.p.h. dans les orages.

Dans le cas d’une couche d’air à forte teneur en humidité, telle que celle fournie par la pratique de l’invention, les commentaires suivants s’appliquent à cette couche d’air inférieure et à l’ascension orographique qu’elle reçoit, ce qui aidera à comprendre l’instabilité convective. un état d’instabilité potentielle existant dans une couche d’air. Cette instabilité ne peut généralement pas être libérée à moins que la couche ne soit soulevée par une force externe, telle qu’orographiquement. Lorsqu’une couche instable convective est soulevée, la partie inférieure devient saturée et monte humide adiabatiquement tandis que la partie supérieure monte de façon adiabatique jusqu’à ce que son niveau de condensation soit atteint. Le procédé implique un mélange considérable à l’intérieur des couches en raison de la vitesse verticale résultant de la chaleur de condensation libérée par la partie inférieure. Ce mélange provoque une augmentation du gradient adiabatique résultant jusqu’à ce que la partie supérieure soit saturée. Si, à l’élévation où la partie supérieure de la couche devient saturée, le taux de déchéance résultant est supérieur à la masse d’air environnante, l’instabilité convective est libérée et le retournement se produit. Une fois l’instabilité convective libérée, la colonne d’air humide continue de s’élever automatiquement et aspire l’air humide de surface dans la colonne d’air verticale ascendante. Par la suite, une levée orographique supplémentaire n’est pas nécessaire pour maintenir le système d’instabilité. Ainsi, le système continuera à fonctionner par ses propres moyens et relâcher des pluies cumuloformées vers le désert en bas tant que l’air humide de surface ou de niveau inférieur restera disponible en quantités suffisantes pour alimenter le système.

De ce qui précède, on comprendra que, compte tenu des divers facteurs qui affectent la production de pluie, cette commande informatisée de l’appareil pour mettre en oeuvre le procédé de l’invention fournit les moyens les plus pratiques pour assurer une régulation et un fonctionnement efficaces de l’appareil. Selon la teneur en humidité de l’air, la température, la vitesse du vent et d’autres facteurs, il peut ne pas être nécessaire de faire fonctionner les buses de pulvérisation dans toutes les bandes disponibles. conditions météorologiques variables.

Le diagramme de la Fig. 3 comprend également des informations concernant les températures potentielles et l’augmentation de l’humidité lorsque l’air se déplace dans la région terrestre 10 et subit alternativement l’augmentation de la vapeur d’eau se produisant dans les bandes 16 et l’augmentation d’énergie et la hausse de température représente le niveau du terrain 10 par rapport aux courbes de diffusion 26 est également indiqué par la ligne « A » et lorsqu’il est ainsi désigné indique une ligne de référence indiquant les changements d’humidité relative près du niveau du sol de la zone 10. Les lignes 28 continuent d’indiquer les limites des régions Lorsque le vent se déplace de gauche à droite à travers les bandes 16 et 18, on notera que l’humidité relative augmente brusquement lorsque l’air circule sur les zones de pulvérisation 16 et diminue lorsque l’air est chauffé lorsqu’il passe. sur les régions 18. L’augmentation de l’humidité relative à chaque bande 16 est supérieure à la réduction de l’humidité relative qui se produit aux bandes 18 augmentation totale de l’humidité relative indiquée par la ligne 30.

La ligne horizontale de la Fig. 3 représentant 1 000 pieds est également désignée ligne de référence « B » pour désigner une référence de température située près du niveau du sol. La ligne 32 indique l’augmentation et la diminution alternées de la température ambiante de l’air lorsqu’il se déplace au-dessus de la région 10, vers la région de production d’ascenseur à droite.

En fig3 la ligne de référence de 2 000 pieds est également désignée par «C» aux fins d’indiquer une ligne de référence par rapport au rapport de mélange dans l’élévation inférieure de 3 000 pieds. Ce rapport est indiqué par la ligne de référence 34 et on comprendra que cette caractéristique augmente également lorsque l’air se déplace vers l’ascenseur produisant la région.

Dans la description précédente, l’introduction de l’eau de mer dans l’air a été limitée à un système de pulvérisation forcé. Il est envisagé que d’autres moyens pour forcer des vitesses élevées d’évaporation de l’eau de mer dans l’air pourraient être utilisés dans les régions 16 autres que la pulvérisation. Par exemple, un système de mèche pourrait être utilisé. Alternativement, l’expérimentation a réussi à augmenter l’évaporation superficielle en utilisant des charges électriques statiques sur un plan d’eau pour induire des effets de polarité, et avec ce type d’arrangement, l’eau de mer pourrait être introduite dans l’air en utilisant cet effet de polarité. dans les régions 16. Il est également concevable qu’un champ statique combiné avec la pulvérisation de l’eau dans l’air, comme décrit précédemment, ait des effets bénéfiques et des avantages potentiels. De plus, l’utilisation d’eau de mer dans les régions sableuses humides pourrait être utilisée pour augmenter le taux d’évaporation, comme lorsque le système de pulvérisation est en fonctionnement, bien que ces régions de sable, sans la région de pulvérisation, devraient s’étendre considérablement zones.

Il est apprécié que des modifications du concept inventif puissent être évidentes pour l’homme de l’art, et il est prévu que l’invention soit définie uniquement par la portée des revendications suivantes.