روش بارور کردن ابرها و تشکیل باران مصنوعی

ستاره | سرویس محتوای کمک درسی – بارور کردن ابر‌ها فرآیند پخش کردن و تزریق یخ خشک یا به زبان علمی آئروسل‌های یدید نقره به سمت قسمت بالایی ابر‌ها به منظور تحریک ایجاد فرآیند بارش و ایجاد باران است. از آنجایی که بیشتر بارندگی‌ها از طریق رشد کریستال‌های یخ از ابر‌های خنثی (قطره‌های سردتر از نقطه انجماد ۳۲ درجه فارنهایت و یا ۰ درجه سانتی‌گراد) در قسمت بالایی ابر‌ها شروع می‌شود، ذرات یدید نقره به منظور تشکیل ذرات جدید به کار می‌روند. باروری ابرها به کمک هواپیما یا ژنراتورهای زمینی انجام می‌شود.

تاریخچه بارور کردن ابر با نتایج نامطلوبی مواجه شده است، زیرا هرگز نمی‌توان فهمید که آیا پس از بارور شدن ابر باران می‌آید یا نه. علت این امر این است که عمل بارور شدن روی ابر‌هایی انجام می‌شود که به نظر می‌رسد توانایی بارور شدن داشته باشند.

بارور کردن ابر چیست؟  

باران مصنوعی چگونه به وجود می‌آید؟

بارور کردن ابر‌ها بیشتر از طریق هواپیما انجام می‌شود. هواپیما‌ها به سمت ابر‌های انتخاب شده پرواز می‌کنند و بسته‌هایی از ذرات میکروسکوپی یدید نقره را روی ابر‌ها پخش می‌کنند. هنگامی که این ذرات در مجاورت ابر‌ها که رطوبت سرد دارند قرار می‌گیرند، باعث تشکیل بلور‌های یخ و قطرات باران می‌شوند. در این صورت است که باران مصنوعی پدید می‌آید. مقدار یدید نقره‌ای که استفاده می‌شود به قدری کوچک است که باعث آلودگی محیطی نمی‌شود. اگر ابر‌ها ۲۰ تا ۳۰ دقیقه بعد از این که بارور شدند باران تولید نکنند، باید از این که به جای درستی فرستاده شده اند یا نه مطمئن شد.

آیا هر ابری بارور می‌شود؟

آیا بارور کردن ابر‌ها کارایی دارد؟

نتایج مطالعات مختلف مثبت ارزیابی شده اند، اما حتمی نیستند. بارور کردن ابر‌ها اولین بار در سال ۱۹۴۷ در استرالیا آزمایش شد، زمانی که سازمان پژوهش‌های علمی و صنعتی استرالیا، با یک هواپیما‌ی سبک، یخ خشک خرد شده را به ابر‌هایی که به نظر برای بارور شدن مناسب بودند منتقل کرد. محققان سعی کرده اند به طور قطعی تصمیم بگیرند که آیا این روش تا کنون هم کار می‌کند یا خیر. یکی دیگر از مقالات مورد بررسی، افزایش رشد میانگین بارش را به میزان ۱۴ درصد در کوه‌های برفی بارور شده گزارش کرده است. یک تحقیق مستقل در کشور استرالیا، نتایج باروی ابرها را مثبت، اما ناتمام می‌داند.

برطرف کردن شک و اثبات آن سخت است به خصوص زمانی که با دنیای واقعی سر و کار داشته باشیم. منتقدان می‌گویند این مطالعات بر مبنای تجزیه و تحلیل آماری داده‌های بارندگی بوده و شامل کار‌های جامع میدانی که می‌توانند علت و معلول را نشان دهند نیستند.

کاربردهای اصلی بارور کردن ابرها

• افزایش بارش ابرها
• کاهش تگرگ
• جلوگیری از آتش سوزی در جنگل
• کاهش اثرات منفی توفان‌های شدید
• از بین بردن مه در جاده‌ها و فرودگاه‌ها

با روش‌های استاتیک (ایستا)، دینامیک (پویا) و به وسیله رطوبت موجود در هوا امکان باروری ابرها وجود دارد.

۱. روش استاتیک

بارور کردن به وسیله فشار ثابت هوا شامل پخش کردن یک ماده شیمیایی مثل نقره یدید، به درون ابر‌هاست. نقره یدید کریستالی را فراهم می‌کند که رطوبت می‌تواند در آن متراکم شود. رطوبت همیشه در ابر‌ها وجود دارد، اما نقره یدید ابر‌هایی را تولید می‌کند که برای توزیع آب مفید‌تر هستند.

۲. روش دینامیک

هدف از بارور کردن ابر به روش پویا، افزایش جریان‌های عمودی هوا است که باعث می‌شود آب بیشتری از ابر‌ها عبور کرده و باران بیشتری تولید شود. از کریستال‌های یخی به میزان ۱۰۰ بار یا بیشتر در این روش بارور کردن، استفاده می‌شود. این فرآیند پیچیده‌تر از بارور کردن به وسیله فشار ثابت هوا است، چراکه به نتیجه یکسری رویداد‌ها که باید به طور منظم انجام شوند بستگی دارد. دکتر ویلیام کاتن، استاد علوم جوی در دانشگاه ایالتی کلرادو و محققان دیگر، بارور کردن ابر‌ها را به ۱۱ مرحله جداگانه تقسیم می‌کنند. یک نتیجه غیرمنتظره در هر مرحله می‌تواند کل فرآیند را منحل کرده و باعث می‌شود که این روش نسبت به روش باروری به وسیله فشار ثابت هوا، کمتر قابل اعتماد باشد.

۳. روش رطوبتی

در بارور کردن به وسیله رطوبت موجود در هوا، در قسمت پایین‌تر ابر‌ها نمک را از طریق انفجار یا مواد منفجره پراکنده می‌کنند. زمانی که آب به نمک‌ها اضافه می‌شود، اندازه آن‌ها بزرگ می‌شود. کاتن در گزارش خود در زمینه بارور کردن ابر می‌گوید که بارور کردن ابر‌ها به روش رطوبت موجود در هوا بسیار بهتر است، اما باید در مورد آن تحقیقات بسیاری انجام شود.

اثربخشی بارور کردن ابر‌ها

کارایی بارور کردن ابر هرگز به صورت آماری ثابت نشده است. ادعا می‌شود که فناوری و تحقیقات جدید، نتایج قابل اعتمادی را به دست آورده است که باعث می‌شود بارور کردن ابر‌ها راهی قابل اعتماد و در دسترس برای تهیه آب در بیشتر نواحی باشد. اما در حالی که این روش به طور گسترده در سراسر جهان آزمایش می‌شود، اثربخشی این روش هنوز مورد بحث‌های تخصصی است.

در سال ۲۰۰۳ شورای پژوهشی ملی ایالات متحده (NRC) گزارشی را منتشر کرد که بیان می‌کرد ” علم نمی‌تواند با اطمینان بیان کند که کدام روش بارور کردن ابر تاثیرات مثبتی دارد. ۵۵ سال بعد از اولین تجمع برای بارور کردن ابر، پیشرفت‌هایی برای فهم این فرآیند انجام شده است، اما با این حال شواهد قابل قبول علمی برای اثرات قابل توجه بارور کردن ابر‌ها به دست نیامده است.

• با اشاره به آزمایشات اصلاح شده هوایی در سال‌های ۱۹۰۳، ۱۹۱۵، ۱۹۱۹، ۱۹۴۴ و ۱۹۴۷، فدراسیون هواشناسی استرالیا با تولید باران مخالف است. در دهه ۱۹۵۰، سازمان پژوهش‌های علمی و صنعتی استرالیا، به بررسی فیزیک ابر‌ها پرداخت و امیدوار بود تا سال ۱۹۵۷ درک بهتری از این فرآیند به دست آورند. در دهه ۱۹۶۰، آرزو‌هایی که برای ساخت آب و هوا وجود داشت، پس از شرکت در طرح کوه‌های برفی برای به دست آوردن آب بیشتر از مقدار مورد نیاز به فاجعه‌ای تبدیل شد. در سال ۲۰۱۷ فرآیند بارور کردن ابر‌ها در امارات متحده عربی به دلیل اینکه پیش بینی شد برای یک سال کامل بارندگی نخواهند داشت، انجام شد.
• مطالعات نشان داده شده است که بارور کردن ابر در تغییر ساختار، ابعاد و اندازه و تبدیل آب مایع بیش از حد خنک به ذرات یخ موثر بوده است. اندازه گیری بارندگی ناشی از بارور کردن دشوار است. شواهد آماری از افزایش ۱۰ درصدی بارش در بارور کردن در زمستان خبر می‌دهد.
• ابر‌ها در طول المپیک تابستانی ۲۰۰۸ در پکن با استفاده از موشک بارور شدند تا بارش باران را قبل از رسیدن ابر‌ها به شهر المپیک بکشند تا در طی مراسم آغازین و انتهایی بارندگی نباشد. اگرچه بعضی این ادعای موفقیت را رد می‌کنند.
• یک مطالعه در دانشگاه تلاویو در سال ۲۰۱۰ ادعا کرد که شیوه رایج بارور کردن ابر‌ها به منظور بهبود بارش باران، با موادی مانند یدید نقره و دی اکسید کربن یخ زده به نظر می‌رسد که دارای تاثیر بسیار کم یا فاقد تاثیر باشد. یک مطالعه دیگر در سال ۲۰۱۱ نشان داد که هواپیما ممکن است به وسیله انجماد قطرات ابری که سرد شده اند و در اطراف پروانه‌ها، بال‌ها یا روی موتور هواپیما قرار دارند، ذرات یخ تولید کند که نوع بارور شدن ابر کاملا ناگهانی و اتفاقی است. به همین دلیل می‌تواند عواقب بالقوه جدی برای تشکیل دانه‌های تگرگ داشته باشد.

باروری ابرها توسط سپاه پاسداران ایران

طبق ادعای سپاه پاسداران جمهوری اسلامی ایران، پروژه بارورسازی ابرا در زمستان سال ۹۶ کلید خورده و در بهار سال ۹۷ بر روی آسمان مناطق مختلفی مانند زنجان، قزوین، مرکزی و سایر استان‌های همجوار اجرا شده است. طبق گفته سپاه پاسداران کار باورسازی ابر‌ها ادامه خواهد داشت. سپاه تجهیزات مورد نیاز برای بارور کردن ابر‌ها را خریداری کرده و وظیفه نصب و اجرای پروژه‌های مختلف را در آسمان ایران بر عهده گرفته است. موفقیت این پروژه کمک زیادی به رفع مشکلات کم آبی خواهد کرد.