بارورسازی ابرها چیست و آیا واقعاً اثربخش است؟ آیا می‌توان کنترل آب و هوا را به دست گرفت؟

بارورسازی ابرها چیست و آیا واقعاً اثربخش است؟

به گزارش پایگاه خبری گلونیکنترل آب و هوا از موضوعات رایج در داستان‌های علمی- تخیلی است. برای نمونه می‌توان به فیلم‌های X-Men ، Geostorm و The Avengers اشاره کرد.

در واقعیت، کنترل آب و هوا ناممکن است. با این همه، می‌توان بر آن تأثیر گذاشت، و برخی کشورها چندین دهه است که به این کار مشغولند. در این سال‌ها، اقدامات گوناگون، از ژنراتور موج ضربه‌ای[۱] (hail cannon) گرفته تا متوقف‌ساختن توفان‌ها، به کار گرفته یا پیشنهاد شده است. شاید عمومی‌ترین تلاش در این زمینه، بارورسازی ابر باشد.

در فرایند بارورسازی ابر، فرایند انواع مختلف عامل‌های شیمیایی- از جمله یدید نقره، یخ خشک و حتی نمک معمولی- با ابرهای موجود برای افزایش توده ابر و افزایش احتمال بارندگی یا بارش برف ترکیب می‌شود. مواد شیمیایی، یا به درون ابرها شلیک، یا با پرواز در نزدیک و درون ابرها پخش می‌شوند.

بر اساس اطلاعات سازمان جهانی هواشناسی تا سال ۲۰۱۶ حداقل ۵۶ کشور به بارورسازی ابرها اقدام کرده‌اند. برای نمونه، امارات متحده عربی برای تأمین تقاضاهای فزاینده آب، و چین برای توقف باران در مراسم افتتاحیه المپیک تابستانی سال ۲۰۰۸ به کار گرفته‌اند.

قابلیت‌های بارورسازی ابر همواره مورد بحث بوده و به نتایج قطعی نرسیده است. با این همه، شاید مطالعات اخیر این داستان را تغییر دهد.

سابقه تلاش‌ها برای بارورسازی ابر به اوایل دهه ۱۸۰۰ برمی‌گردد، ولی تا پس از جنگ جهانی دوم، این فرایند چندان جذابیت نیافت.

Vincent Schaefer در سال ۱۹۴۶ که با Irving Langmuir درباره راه‌های بارورسازی ابرها و رفع مشکل یخ‌زدگی هواپیماها همفکری می‌کرد، در شرکت جنرال الکتریک مشغول کار بود. در نهایت، این دو به بینش عمیقی درباره خواص ابرها دست یافتند. آنان تصمیم گرفتند نظریه‌های خود را به جای کوه‌ها، در یک آزمایشگاه بیازمایند. Schaefer یک «اتاقک سرد»، یا فریزر ساخت که می‌توانست در آن، هوایی که قطرات آب حاصل از از تراکم‌سازی را شکل دهد بدمد. همچنین، یخ خشک را برای پائین‌تر‌آوردن دما اضافه کرد، تا وقتی به درون آن هوا می‌دمد، بلورهای یخ به سرعت تشکیل شوند. بعدها دریافته شد که هر ماده‌ای با دمای منهای ۴۰ درجه فارنهایت یا سلسیوس (یکسان هستند) چنین تأثیری را نتیجه می‌دهد.

کاری که Schaefer انجام داد، یک راه برای بارورسازی ابر، با سردکردن ابرها به مقدار زیاد فراهم آورد. Bernard Vonnegut به شیوه‌ای دیگر مشغول بود. فرضیه‌ او این بود که ممکن است تشکیل بلور یخ در اتاقک سرد حول ذراتی که ساختار بلوری شبیه یخ دارند امکان‌پذیر باشد. در نتیجه، مولکول‌های آب خودشان را در آرایش بلور یخ مرتب خواهند کرد. Vonnegut مواد مختلف دیگری را به کار برد تا به این نتیجه رسید که یدید نقره برای القای فرایند فریز در قطره‌های آب مؤثر واقع می‌شود.

چرا سرمایش برای بارورسازی ابر مهم است؟ برای پاسخ باید به سراغ چرخه آب و آنچه سبب بارش می‌شود رفت.

وقتی آب تبخیر می‌شود و به هواکره صعود می‌کند، به شکل گاز است. با گذشت زمان، بخار آب سرد و متراکم و به ابر تبدیل می‌شود. با این همه برای متراکم‌شدن، بخار به چیزی نیاز دارد تا به آن بپیوندد. قطره‌های آب یا بلورهای یخ به خوبی در این مسیر پیش می‌روند. وقتی آب بیشتری متراکم می‌شود، قطرک‌ها سنگین‌تر می‌شوند و در نهایت به شکل باران فرو می‌ریزند. اگر ابر، در یا زیر نقطه انجامد آب باشد، و لایه‌های هوا که بارش در آن صورت می‌گیرد، دمای یکسان داشته یا زیر نقطه انجماد باشند، برف خواهیم داشت.

شرکت‌های بارورکننده ابر با هدف ایجاد باران یا برف، اساساً تلاش می‌کنند تراکم آب را تحریک کنند و آب را به تجمع پیرامون ذراتی مانند یدید نقره وادارند، یا بلورهای یخ بیشتری را با سردکردن دمای ابرها شکل دهند.

القای باران تنها هدف بارورسازی نیست. در تلاش برای پراکندن مه، هواپیماها ممکن است ابرها را با نمک بارور سازند، چون نمک نقطه انجماد یخ را پائین می‌آورد؛ به همین دلیل است که از نمک در راه‌های یخ‌زده استفاده می‌شود.

آیا بارورسازی ابر اثرگذار است؟

سنجش اثربخشی بارورسازی ابر دشوار است. پس از آنکه کارهای Schaefer و Vonnegut نتایج جدی به دست داد، امید به بارورسازی ابرها نیز افزایش یافت. ارتش امریکا در جنگ ویتنا، از بارورسازی ابر در سطح گسترده برای طولانی‌ترکردن فصل مونسون استفاده کرد. ولی انتظارات از بارورسازی ابر بیش از آن بود که بتواند منطقاً برآورده سازد.

Daniel Breed، متخصص هواشناسی در مرکز پژوهش‌های جوی (NCAR)، می‌گوید، «تمام این هیجان‌زدگی‌ها ناشی از ادعاهای بسیار خوش‌بینانه درباره چگونگی اثربخشی آن به وجود آمد.» و ادامه می‌دهد: «[شبیه آن است که] در پی یک سیگنال کوچک در یک طیف بسیار بزرگ باشید.»

مطالعات جدیدتر اطلاعات بیشتری درباره این مسئله فراهم آورده است. در مطالعه انتشاریافته در سال ۲۰۱۰ در مجله علمی پژوهش‌های جوی گفته شده است که بارورسازی ابر «ساز و کار مؤثری برای افزایش بارش» نبوده است. آکادمی ملی امریکا در سال ۲۰۰۳ اعلام کرد که «هیچ اثبات علمی قانع‌کننده» مبنی بر اثربخشی بارورسازی ابر وجود ندارد، و خواهان ارزیابی دقیق‌تر قابلیت‌های بارورسازی ابر شد.

پروژه آزمایشی اصلاح آب و هوا در وایومینگ، مطالعه شش‌ساله با بودجه ۱۳ میلیون دلار، در سال ۲۰۱۳ به این جمع‌بندی رسید که قادر نیست پاسخ‌های قطعی بدهد. این مطالعه بر دو رشته‌کوه مجاور در جنوب وایومینگ تمرکز داشت. هر دو رشته‌کوه غالباً با توفان‌های یکسان برخورد دارند، بنابراین پژوهشگران برخی ابرها را در یک رشته‌کوه بارور کردند و رشته‌کوه دیگر را به عنوان کنترل، بدون بارورسازی باقی گذاشتند.

این مطالعه نشان داد که بارورسازی حدود ۵ تا ۱۵ درصد بارش را افزایش داده است. البته پژوهشگران مواردی را که بارورسازی ممکن است به سمت ابرهای کنترل کشیده شده باشند، یا وقتی عامل‌های بارورکننده به اندازه کافی رها نشده باشند در نظر  نگرفتند. در نتیجه، از نظر علمی، اهمیت آماری معنادار وجود ندارد.

به گفته Terry Deshler، متخصص هواشناسی از دانشگاه وایومینگ که در این پروژه همکاری داشته است، «اگر بتوانید ۱۰ یا ۱۵ درصد بر هر توفانی که بارور می‌کنید تأثیر بگذارید، و ۳۰ درصد پوشش برف ناشی از این توفان‌ها باشد، بله- این ارقام قابل تأمل هستند.»

در اواخر ژانویه، مطالعه‌ای در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم انتشار یافت که «مشاهدات مستقیم و قابل کمی‌شدن بارورسازی ابر درباره افزایش بارش برف» انجام شده است. پژوهشگران یک هواپیما را در اطراف ابرهای بالقوه، میان دو رادار زمینی در جنوب غرب آیداهو به پرواز درآوردند تا یدید نقره را منتشر کند. همین هواپیما از داخل ابرها نیز پرواز کرد، در حالی که یدید نقره را از بال‌های خود پخش می‌کرد. هواپیمای دوم که مجهز به دستگاه اندازه‌گیری بود، در مسیر عمود بر هواپیمای اول برای جمع‌آوری اندازه‌گیری‌ها پرواز کرد.

حسگرها در ابتدا هیچ نتیجه‌ای را نشان ندادند، و سپس خطوط یدید نقره هواپیمای اول پدیدار شد. قطرک‌های آب با یدید نقره برخورد می‌کردند، یخ می‌زدند و در نهایت به اندازه کافی بزرگ می‌شدند که ریزش کنند.

این پژوهشگران هشدار می‌دهند که این نتایج ثابت نمی‌کند که بارورسازی ابر در کل اثربخش است، بلکه تنها نشان می‌دهد که روش‌ آنان، یک راه حساب‌شده برای مشاهده و اندازه‌گیری مؤثر واقع‌شدن یا نشدن بارورسازی به شمار می‌آید. پرسش‌هایی نیز باقی است که آیا بارورسازی از نظر مالی شدنی هست یا نه.

Katja Friedrich، متخصص علوم جو در دانشگاه کلرادو و یکی از پژوهشگران این مطالعه این پرسش را مطرح می‌کند که «آیا برف کافی تولید می‌شود که بر بیلان آب تأثیر بگذارد؟» و ادامه می‌دهد: «ما هنوز باید به این دست پرسش‌های بنیادی پاسخ بدهیم.»

مأخذ: www.mnn.com/earth-matters/climate-weather/stories/what-cloud-seeding

۱- ادعا می‌شود با استفاده از این ابزار،  در تشکیل دانه‌های تگرگ در اتمسفر، وقفه و اختلال ایجاد می‌شود. البته شواهد علمی در تأئید اثربخشی این ابزار وجود ندارد.