خانه / آخرین اخبار / باردار کردن ابرها راهی برای فرار از خشک سالی

باردار کردن ابرها راهی برای فرار از خشک سالی

خشک سالی های اخیر و کاهش بیش از اندازه میزان بارندگی در سطح کشور اولین چیزی را که هدف میگیرد کشاورزی مردم است و بعد از آن اقتصاد کشور و به تبعات آن افزایش انواع بیماری ها به خصوص بیماری های عفونی است و این زنگ خطری است که باید به آن گوش دهیم در کنار کاهش نگران کننده بارش ها در سالهای اخیر مصرف بی رویه آب و عدم توجه مردم به هشدارهای سازمان منابع آب کشور مبنی بر مصرف بی رویه و کمبود آب و عدم فرهنگ سازی در زمینه نحوه صحیحی استفاده از آب به این قضایا دامن زده است اما در کنار این مطلب تلاش سازمان هوا شناسی برای مدیریت این بحران در خلال آلودگی های وحشت برانگیز کلانشهر های کشور و گسترش کاهش میزان بارش نتیجه بر استفاده از ابرهای مصنوعی یا باردار کردن ابرها شد تا بتوان مقداری شرایط موجود را از شرایط هشدار به شرایط بهتری رساند اما سوال این است که آیا واقعا استفاده از این باران ها و باردار کردن ابر ها میتواند از بروز خشک سالی جلوگیری کنند یا خیرر؟

باروری ابرها یا ابرآمایی[۱] به‌عنوان متداولترین و بهترین روش شناخته‌شده تعدیل آب و هوا، افزودن مواد به داخل یک ابر با هدف تقویت تشکیل و رشد

«بلورهای یخ» (Ice Crystal) در ابرهای سرد (بیشتر حجم ابر در دمای زیر صفر درجه سلسیوس است) و رشد قطرک‌های درون ابرهای گرم (بیشتر حجم ابر دارای دمای بالای صفر درجه سلسیوس است) و درنتیجه افزایش بارش برف یا باران می‌باشد. به عبارت دیگر باروری ابرها روشی جدید برای تأثیرگذاری بر روی ابرهای طبیعی است که در آن با استفاده از مواد شیمیایی آب بیشتری از ابر به شکل باران یا برف گرفته می‌شود.[۲][۳] بیشترین عواملی که در باروری ابرها برای تولید باران سرد و طرح‌های باروری ابرها برای تقویت بارش برف به کار می‌روند یدید نقره و یخ خشک[۴] (دی‌اکسید کربن منجمد) هستند. عواملی دیگر مانند گازهای مایع (به عنوان مثال نیتروژن مایع) نیز می‌توانند برای بارور کردن ابرها در این دسته مورد استفاده قرار گیرند.

تعدیل آب و هوا

تعدیل آب و هوا تلاش بشر جهت ایجاد تغییر کوتاه‌مدت آب و هوای طبیعی است که در بیشتر مناطق دنیا به‌منظور افزایش بارش از ابرها، کاهش اثرات منفی «طوفان‌های تندری»، کاهش تگرگ از طوفان‌های تگرگ و از بین بردن مه در فرودگاه‌های پرترافیک یا بزرگراه‌ها انجام می‌شود.[۵] افزایش تقریبی۱۰ تا ۲۰ درصد بارندگی سالیانه، باعث افزایش بالا آمدن سطح آب رودخانه‌ها و دریاچه‌های مورد استفاده برای آشامیدن، کشاورزی و تولید نیروی برق‌آبی می‌شود. برای مثال در اندونزی هدف از باروری ابرها افزایش ذخیره آب مخازن برای استفاده در سال‌های خشکسالی، در استرالیا به وجود آمدن برف بیشتر، بهبود صنعت توریسم در ارتفاعات برفی و در چین، علاوه بر افزایش بارش، گاهی جهت کاهش دمای تابستان و در نتیجه کاهش مصرف برق برای تهویه مطبوع می‌باشد.[۲] از میان تمام کاربردهای تعدیل آب و هوا، بیشتر پروژه‌های عملیاتی بر افزایش بارش متمرکز است.[۶][۷]

تاریخچه

تأثیر بارورسازی ابرها برای اولین‌بار در تاریخ ۱۲ ژوئیه ۱۹۴۶ در آزمایشگاه تحقیقاتی شرکت جنرال الکتریک آمریکا توسط «وینسنت شیفر» مشاهده شد. او بلورهای «یخ خشک» با دمای ۷۸- درجه سانتی گراد را به داخل ابرهای مصنوعی تولیدشده که در اتاقک بودند رها کرد و مشاهده نمود قطرک‌های اَبَرسرد از طریق فرایند انجماد به بلور یخ تبدیل شده و به‌صورت برف در ته اتاقک ابر ریزش نمودند. بدین‌گونه شواهد آزمایشگاهی از بارور شدن ابرها به‌دست آمد. متعاقب آن در تاریخ ۱۳ نوامبر ۱۹۴۶ همزمان با این تحقیقات، دکتر لانگمویر برنده جایزه نوبل، یک آزمایش میدانی روی یک ابر پوششی روی کوه گریولاک در شرق شنکتدی متعلق به ایالت نیویورک انجام داد. دمای این ابر که در ارتفاعی حدود ۴۲۷۰ متر از سطح زمین قرار داشت ۲۰- درجه سانتی گراد بود. لانگمویر، ۳۶/۱ کیلوگرم یخ خشک را در مسیری خطی با طول حدود ۳ مایل روی این ابر پاشید و مشاهده کرد در مدت ۵ دقیقه تمامی محتوای آب ابر به برف تبدیل شد. برف حاصله در حدود ۲۰۰۰ پا زیر ابر ریزش نمود و به دلیل خشکی هوا قبل از رسیدن به زمین تبخیر شد. تحقیقات بعدی ثابت کرد هسته طبیعی غالب برای تشکیل هسته یخ در طبیعت، ذرات رس معدنی هستند که در دمای حدود ۱۵- درجه سانتی گراد یا پایین‌تر به‌عنوان هسته یخ‌ساز فعال می‌گردند. پس از استفاده از دانش باروری ابرها به‌عنوان یک فناوری جدید با کاربردهای عملی، لانگمویر تا زمان مرگش در تاریخ ۱۹۵۷، بر روی گسترش این فناوری به‌منظور حصول آب بیشتر از آسمان برای تبدیل مناطق مستعد خشک و بی‌حاصل جنوبی ایلات متحده آمریکا را به مراتع سرسبز و زمین‌های کشاورزی تلاش‌های بیشماری انجام داد. «سازمان تحقیقات صنعتی و علمی استرالیا» نیز در فوریه ۱۹۴۷ پس از اجرای عملیات باروری ابرها گزارش کرد اولین مورد باران ساخته دست بشر در نزدیکی بسارست رخ داده‌است.[۲] و[۶] و اما در آنسوی دیگر در شرق اروپا مؤسسه رصدخانه آب و هواشناسی روسیه در اواخر سال ۱۹۴۱ بمنظور سرعت بخشیدن به توسعه، ساخت و تست مدلهای جدید ابزارهای اندازه‌گیری پارامترهای هواشناسی جو بالا هواشناختی و بهبود کیفیت سونداژ جو در مسکو تأسیس شد. این رصدخانه برمبنای رصدخانه جو بالای مؤسسه مرکزی پیش‌بینی هوا با ۳۶ پرسنل راه‌اندازی شد. مؤسسه رصدخانه آب و هواشناسی روسیه پروژه‌های تحقیقاتی زیادی در زمینه هواشناسی و فیزیک جو انجام داده‌است که در بسیاری از آنها پیشگام بوده‌است. امروزه این مؤسسه یکی از موسسات علمی برجسته و منظم اداره فدرال دیدبانی هیدرومتئولوژی و زیست‌محیطی روسیه می‌باشد. حوزه‌های تحقیقاتی آن بشرح زیر می‌باشد:

  • سونداژ جوی سطوح بالا، توسعه روش‌های اندازه‌گیری و دیدبانی در محل و از راه دور پارامترهای جوی با استفاده از رادیوسوندها، راکت‌ها، آزمایشگاه‌های هوایی، رادار، لیدار و فضاپیما
  • مطالعات آزمایشگاهی و تئوریکی فیزیک و شیمی جو آزاد، مکانیزم‌های تشکیل ابر و بارندگی با هدف بهبود روشهای پیش بینی وضع هوا و توسعه روشهای تعدیل آب و هوا
  • مطالعه و دیدبانی وضعیت لایه ازن جو

بخش فیزیک ابر و تعدیل آب و هوا، مؤسسه رصدخانه آب و هواشناسی روسیه، طیف وسیعی از مطالعات در زمینه فرایندهای تشکیل بارش در انواع مختلف ابرها را انجام می‌دهد. این مطالعات بمنظور توسعه روشهای کنترل بارندگی اعم از افزایش یا کاهش صورت می‌گیرد. فناوری افزایش بارندگی که در روسیه ابداع شد هم در خود کشور و هم در دیگر کشورها از قبیل کوبا، سوریه و ایران مورد استفاده قرار گرفت. علاوه بر این فناوری دیگری نیز برای جلوگیری یا کاهش قابل ملاحظه بارندگی به منظور ایجاد مصنوعی شرایط آب و هوایی مناسب در شهرهای بزرگ از قبیل مسکو، سن پترزبورگ، تاشکند، آستانه، کازان در زمان برگزاری جشنهای مردمی و رویدادهای مهم اجتماعی و ورزشی ایجاد شده‌است.[۸]

بررسی روش‌های باروری ابرها؛

آیا خشکسالی با باروری ابرها از بین می‌رود؟

در طول خشکسالی آب کم است، اما آیا بارور کردن ابرها برای ایجاد باران، آب مورد نیاز را فراهم می‌کند؟ باروری ابرها به عنوان متداول‌ترین و بهترین روش برای تعدیل آب و هوا، افزودن مواد به داخل یک ابر با هدف تقویت تشکیل و رشد شناخته می‌شود.

به گزارش ایسنا، آزمایشات در زمینه بارور کردن ابرها نشان می‌دهد که ممکن است بتوان به صورت مصنوعی بارندگی ایجاد کرد.

بارش زمانی رخ می‌دهد که قطره‌های فوق العاده سرد آب، آنهایی که هنوز مایع هستند اما در دمای کمتر از نقطه انجماد معمول صفر درجه سانتیگراد هستند، بلور(کریستال) یخ را تشکیل می‌دهند.

در این هنگام برای معلق ماندن در هوا بسیار سنگین شده‌اند، سپس سقوط می‌کنند و اغلب در راه خود ذوب شده و به شکل باران به زمین می‌ریزند.

بلورهای یخ در ابرهای سرد (بیشتر حجم ابر در دمای زیر صفر درجه سلسیوس است) و رشد قطره‌های درون ابرهای گرم (بیشتر حجم ابر دارای دمای بالای صفر درجه سلسیوس است) و در نتیجه افزایش بارش برف یا باران می‌باشد.

به عبارت دیگر باروری ابرها روشی جدید برای تاثیرگذاری بر روی ابرهای طبیعی است که در آن با استفاده از مواد شیمیایی، آب بیشتری از ابر به شکل باران یا برف گرفته می‌شود.

به گزارش پایگاه خبری “فیزیکز”(physics.org)، بیشترین عواملی که در باروری ابرها برای تولید باران سرد و طرح‌های باروری ابرها برای تقویت بارش برف به کار می‌روند یدید نقره و یخ خشک(دی‌اکسید کربن منجمد) هستند.

عواملی دیگر مانند گازهای مایع، به عنوان مثال نیتروژن مایع نیز می‌توانند برای بارور کردن ابرها در این دسته مورد استفاده قرار گیرند.

حتی در مناطق خشک، هوا معمولا دارای مقداری آب است. می‌توان از این مورد استفاده کرد و کریستال یخ را توسط بارور کردن جو با مواد شیمیایی نظیر یدید(آنیون عنصر ید) نقره یا یخ خشک، تشکیل داد.

آنها برای افزایش میزان بارندگی، هسته را تحریک می‌کنند که مقدار آب درون هوا در اطراف ذرات تحریک شده کریستال شود و به شکل یخ درآید.

 

بارور کردن می‌تواند توسط هواپیما یا به سادگی با اسپری کردن از زمین انجام شود. اما آیا در از بین بردن خشکسالی یا افزایش مداوم بارندگی موثر است؟

سخت است که راجع به این موضوع با قطعیت نظر بدهیم. از آنجایی که اغلب این موارد مربوط به آب و هوا و شرایط اقلیمی است، انجام یک آزمایش کنترل شده غیرممکن است. بنابراین، در مناطقی که بارش افزایش پیدا کرده است، نمی‌توانیم بدانیم که اگر ابرها بارور نشده بودند هم باران می‌آمد یا خیر.

همچنین پایگاه “ساینتیفیک امریکن” می‌نویسد، باروری ابر و دیگر طرح‌های تعدیل آب و هوا در طول سال‌های اخیر مورد بحث بوده است. اما آنها چگونه کار می‌کنند؟ و آیا واقعا می‌توان ادعا کرد که باروری ابر باعث ایجاد یک طوفان می‌شود؟

راجع به این موضوع از “آرلن هوگینز”، متخصص باروری ابر و پژوهشگر در زمینه علوم جوی در موسسه تحقیقات کویر در رنوی نوادا پرسیده شد.

بنابر گفته‌های “آرلن هوگینز”؛ ابرها، چه در فصل تابستان و چه در زمستان، در بارش خیلی موثر نیستند. در واقع بخشی از یک طوفان است که در بارش ابرها موثر است.

در زمستان، مشکل این است که کریستال یخ به اندازه کافی وجود ندارد. اگر قطرات در فرم مایع بارش کنند، به طور کلی تبخیر می‌شوند. ایده این است که ذرات یخ ساز را اضافه کنید.

یکی از چیزهایی که در ابتدا کشف شد این بود که ساختار یدید نقره بسیار شبیه یخ است. ساختار شبکه در سطح مولکولی بسیار بسیار نزدیک یخ است.

اکتشافات اولیه بارور کردن ابرها در دهه ۱۹۴۰ با موادی مانند یدید نقره صورت گرفت.

آقای هوگینز در مورد تجربیات خود از بارور کردن ابرها این چنین گفت؛ تجربیات اولیه من استفاده از باروری ابر در کاهش بارش تگرگ بود. این کار در شمال شرق کلرادو انجام شد.

این کار به یک پروژه تحقیقاتی تبدیل شد که تگرگ و رعد و برق چگونه کار می‌کنند. شواهد بسیار اندکی وجود داشت که بارور کردن ابر باعث کاهش تگرگ شد، اما بعدها در افزایش بارش برف در سیرا نواداس و کوه‌های یوتا به موفقیت دست یافتیم.

ما در بعضی موارد قادر به نظارت بر زنجیره‌ای از حوادث با هواپیما بودیم. در حال حاضر ما در حال مطالعه برف واقعی برای غلظت ردیابی مواد بارور کننده به منظور بررسی تاثیر این پروسه هستیم.

وی در مورد آینده باروری ابرها گفت: بستگی به جایی که هستید و استدلال پشت آن دارد. اگر شما در حال تلاش برای افزایش بارندگی و یا بارش برف برای تامین آب هستید، اضافه کردن ۱۰ درصد نیز می‌تواند بسیار مفید باشد.

به عقیده “هوگینز” چین اگر دچار خشکسالی است، نمی‌تواند با این روش به موفقیت چندانی برسد، چرا که با کمبود ابر مواجه است.

بهترین زمان باروری ابرها زمانی است که شاخص‌های بارش نرمال یا بالاتر از نرمال باشند. بنابراین می‌توانید آب اضافی را در یک مخزن برای زمانی که در خشکسالی هستید، ذخیره کنید. اما مطمئنا شما را از خشکسالی خارج نخواهد کرد.

در آخر نیز در پاسخ به اینکه آیا باروری ابرها روشی غیرطبیعی است، گفت: این نگرانی‌ها عمدتا از مکان‌هایی است که هرگز پیش از این باروری ابر را اجرا نکرده‌اند.

مشکل غیرطبیعی نامیدن آن این است که انسان از زمانی که برای اولین بار به این سیاره پا گذاشته یا حداقل از زمان شروع سوزاندن سوخت‌های فسیلی، اقلیم را در مقیاس بسیار بزرگتر از پروژه‌های باروری ابر دستخوش تغییر کرده است.

بارور کردن ابرها با موفقیت در کشورهای استرالیا، فرانسه، اسپانیا و ایالات متحده آمریکا انجام شده است.

در امارات متحده عربی، این تکنیک با ایجاد ۵۲ توفان در صحرای ابوظبی انجام شد، در حالی که چین از این تکنولوژی به طور معکوس استفاده کرد تا بازی‌های المپیک پکن در سال ۲۰۰۸ تحت تاثیر شرایط بارانی قرار نگیرد.

با این حال تحقیقات اخیر نشان می‌دهد که این کار به حدی که قبلا تصور می‌شد، موثر نیست.

                                                                                                                                                                                منبع: ایسنا و ویکی پدیا

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *