Дмитрий Соколов - Необычные изобретения. От Вселенной до атома
И наконец, самое интересное явление с точки зрения изобретательских подходов – образование тропических циклонов. Они преимущественно формируются в широтных зонах от 5 до 25 градусов, как в Северном, так и в Южном полушарии (рис. 2.4). Например, на 15-м широтном Северного полушария над океаном образовался очень теплый воздух, причиной этому может быть, например, рябь на воде, мгновенно меняющая коэффициент отражения солнечного света. Этот воздух поднимается вверх и над океаном образуется зона (нулевая) низкого давления 1 (рис. 2.5). А теперь представим себе, что условно на 10-м и 20-м градусах (ближе и дальше от экватора) образовались зоны высокого давления 2 и 3, это тоже вполне обычное дело. Эти зоны начинают стремиться к зоне низкого давления 1. Но Земля вращается, если смотреть на экватор, слева направо, и зона 2 на 10-м градусе (первая зона) вращается быстрее, чем зона 3 на 20-м градусе (вторая зона). Первая быстрая зона 2 стремится к нулевой зоне 1, входит в менее скоростные участки атмосферы, по инерции начинает обгонять окружающие участки и закручивается вправо. Вторая медленная зона 3 стремится к нулевой зоне 1, входит в более скоростные участки атмосферы, из-за своей инерционности начинает отставать от окружающих участков и закручивается влево. Таким образом формируется вихрь, направленный в Северном полушарии против часовой стрелки. Соответственно, циклоны, сформированные в Южном полушарии зоной низкого давления 4 и зонами высокого давления 5 и 6, имеют закрученность по часовой стрелке. Диаметр циклона может составлять несколько сотен и даже тысяч километров с безветрием в центре, называемом глаз циклона (рис. 2.4) до 60 км в поперечнике. Следует заметить, что ниже 5-го широтного градуса циклоны не образуются, так как в области экватора у близлежащих участков скорости меняются не быстро, а выше 25-го широтного градуса их образование затрудняется меньшим углом падения солнечных лучей на поверхность океана и соответственно уменьшением температурных аномалий. Справедливости ради надо заметить, что в связи со всеобщим потеплением регион возникновения циклонов расширился. Например, в 2004 году в Южной Атлантике, гораздо выше 25-го широтного градуса, впервые возник мощнейший циклон и обрушился на Бразилию [8]. Вообще говоря, для образования циклона не так уж важно формирование зон высокого давления выше и ниже зоны низкого давления, циклон начнет формироваться даже при наличии одной лишь зоны низкого давления с нормальным давлением вокруг нее. Ведь нормальное давление также устремит потоки воздуха в нулевую зону [4]. Начнем составлять формулу изобретения на способ формирования циклонов с самого начала процесса возникновения планеты. Это сделано умышленно, чтобы показать, что даже в усложненном варианте формулы могут быть достаточно понятными.
Рис. 2.4. Формирование циклона
Рис. 2.5. Циклоны в Северном и Южном полушариях
1. Способ создания вихревых потоков газа, включающий формирование вращающегося вокруг своей оси объекта преимущественно круглой формы, окруженного газовым слоем, создание на его поверхности зон жидкости, нагревание вращающегося объекта источником излучение, расположенным в зоне, близкой к экватору вращающегося объекта, и создание локальных зон нагрева газового слоя.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что локальные зоны нагрева газового слоя формируют путем изменения коэффициента отражения жидкости за счет создания ряби на ее поверхности.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что локальные зоны нагрева газового слоя формируют преимущественно в зонах от 5-го до 25-го градуса в обе стороны от экватора.
В этом случае формула написана в общем виде для любой планеты с атмосферой [9]. Я не упомянул в формуле изобретения вращение планеты вокруг звезды, годовое смещение ее оси и вращение звезды в составе галактики, так как, по моему разумению, это не сильно повлияет на образование циклонов. В описании изобретения нужно будет сказать о конкретном расположении источника излучения относительно экватора, о закрученности циклонов в Северном и Южном полушариях, о спиралевидной форме вихря, о вполне определенных давлениях в центре циклона и на периферии, о влиянии пассатов, о скоростях движения воздушных масс и, в конце концов, о высоте волн в центре и по краям циклона. Вся эта дополнительная информация может помочь в том случае, если эксперты «убьют» все признаки формулы изобретения. По закону в процессе экспертизы изобретатель имеет право дополнять первичную формулу изобретения признаками, приведенными в описании. Конечно, читателю придется писать формулы изобретений, придуманных человеком. Но они не будут сильно отличаться от предложенных вариантов. Я же их привел для того, чтобы образно и доходчиво рассказать, как готовятся формулы изобретений. Возможно, это уменьшит страх многих разработчиков перед составлением заявок на свои изобретения и, соответственно, сократит наше отставание в области защиты интеллектуальной собственности.
Следующие примеры связаны с горообразованием. Одна теория на первое место выводит движение материков, столкновение их и подъем краевых участков суши над уровнем океана. Доказательства этого находятся на вершинах Гималаев в виде слоев, когда-то сформированных на дне океана.
Другая теория основана на конвективных подкорковых течениях в недрах Земли. Обе теории можно изложить в виде последовательности действий, и, соответственно, обе они попадают под определение изобретений. И еще немного о вулканах, которые тоже образуют горы. Этна за счет вышедшей лавы поднимается более чем на 3300 м, Эльбрус – более чем на 5600 м. При этом частые извержения одного и того же вулкана – это, скорее всего, хорошо, так как излишнее давление внутри Земли в этом месте, как из клапана, сбрасывается наружу, а это уже положительный эффект – важный признак изобретения. Этна за счет постоянных извержений не представляет большой опасности, а вот Везувий надолго закупорился остывшей лавой и начинает беспокоить Юг Италии. Не говоря уже об Иеллоустонском парке, который может превратиться в супервулкан и забеспокоить не только Америку, но и всю планету. Его предполагаемое извержение может сравниться только с извержением супервулкана Тоба, случившимся 73–75 тыс. лет назад в Юго-Восточной Азии, которое уничтожило большую часть растительного и животного мира планеты. Несколько меньшее извержение вулкана Санторин 1450 года до н. э. разрушило целое островное государство, и оно частично ушло под воду. При извержении вулкана Тамбор в 1815 году в Индонезии его высота уменьшилась с 4000 до 2860 м, и было выброшено около 100 км3 горных пород в атмосферу. Разрушение гор при извержении вулканов происходит не только из-за «разбрасывания» их фрагментов в разные стороны взрывом, но и из-за обрушения того, что осталось, в пустоты, откуда вырвались раскаленные газы и лава. Следует заметить, что эти два извержения с энерговыделением каждого 1020 Дж были самыми разрушительными в истории современного человечества. Для сравнения: самое мощное извержение ХХ века камчатского вулкана Безымянный в 1956 году покрыло пеплом площадь в 60000 км2, а дом вулканологов (к счастью, без людей), расположенный на расстоянии 12 км от центра взрыва, был буквально сдут взрывной волной, от него не осталось ни одной доски [10]. Так вот это извержение на Камчатке в сто тысяч раз меньше по энерговыделению, чем извержение Санторина или Тамбора, которые, в свою очередь, были, как минимум, на порядок меньше извержения Тобы и возможного Иеллоустонского. То есть в одном Тобе – миллион Безымянных. Это были плохие изобретения природы. Хотя довольно часто, когда кому-то делается плохо, где-то возникает и хорошее. Пусть Тоба и уничтожил большую часть тогдашнего человечества, но многие считают, что после извержения оставшимся в живых гоминидам пришлось интенсивнее шевелить мозгами для выживания, и, в конце концов, появился человек современного типа. И несколько слов о землетрясениях. Продолжают двигаться тектонические плиты, что приводит к землетрясениям и изменениям рельефа поверхности Земли. Например, при восьмибалльном (по шкале магнитуд) Гоби-Алтайском землетрясении 1957 года волны в скальных образованиях достигали высоты 10 метров, а разломы были длиной около 300 км. При японском девятибалльном землетрясении 11 марта 2011 года 600-километровая плита под водой сдвинулась на 10–15 м, чего ранее не было зафиксировано в истории наблюдений. Увеличение магнитуды на 1 балл соответствует увеличению энергии землетрясения в 32 раза. Но землетрясения вызывают еще и цунами. Несмотря на феноменальную силу этого японского землетрясения, основные жертвы и разрушения были вызваны цунами. Причем высота волны этого цунами была в пределах нормальных значений. А наивысшая высота волны в недавней истории была зафиксирована в 1958 году на юго-востоке Аляски. Здесь толчки вызвали резкий сход ледника и оползней в залив, где в совокупности с обыкновенным цунами и спецификой заливов, как усилителем цунами, гигантская волна смыла сосны на высоте 600 м над уровнем моря. Правда, в этих изобретениях будет очень трудно найти положительный эффект.
