تاریخچه بارورسازی ابرها

بارورسازی ابرها که به عنوان شاخه ای از علم تعدیل آب وهوا شناخته می شود، نوعی رفتار هوشمندانه با ابرها و سیستم های ابری و در جهت افزایش بارش در ابرهایی است که فرایندهای بارش در داخل آن ها در حال شکل گیری و اجرا است. در سال 1932 دانشمندان روسی در مؤسسه باران مصنوعی در جهت کشف راهی برای تعدیل مصنوعی آب وهوا سرگرم تحقیق شدند. نخستین آزمایش باروری ابر در سال 1937 در هلند به وسیله یخ خشک صورت گرفت. در سال 1942 یک دانشمند آلمانی بنام فندایزن آزمایش بارورسازی ابرها را توسط هواپیما انجام داد. او برای بارور کردن ابرها از شن و ماسه استفاده کرد اما نتیجه کار چندان موفقیت آمیز نبود. متأسفانه فندایزن در طول جنگ جهانی دوم کشته شد و نتوانست آزمایش های خود را ادامه دهد اما فعالیت های جدی در این زمینه پس از جنگ جهانی دوم آغاز شد. در سال 1946 میلادی دکتر برنارد ونگوت کشف کرد که بلورهای بسیار ریز یدید نقره باعث تشکیل بلورهای یخ در بخارآب می شوند. ونگوت به این دلیل یدید نقره را برگزید که فاصله مولکول ها در شبکه بلوری آن بافاصله مولکول های آب در شبکه بلور یخ بسیار نزدیک است همچنین او روشی را ابداع کرد تا بتوان ذره های بسیار ریزی از یدید نقره را فراهم آورد. در همان زمان وین سنت شیفرو اروینگ لانگمویر در آزمایشگاه شرکت جنرال الکتریک آمریکا روی طرح بارورسازی ابرها با یخ خشک (دی اکسید کربن جامد) کار می کردند. آن ها مقدار زیادی یخ خشک را با هواپیما در میان ابرها پاشیدند و بارش مصنوعی ایجاد کردند. شفر در آزمایشگاه جنرال الکتریک برای اولین بار موفق به ایجاد باران مصنوعی شد وی پی برد یخ خشک می تواند قطره های آب ابر سرد (قطره های آب مایع با دمای زیر صفر درجه سانتی گراد) را به کریستال های یخ تبدیل کند. او در آزمایشی در حدود 1.5 کیلوگرم یخ خشک را توسط هواپیما در داخل ابرهای استراتوکومولوس تزریق کرد. در این آزمایش، شفر بعد از حدود پنج دقیقه بارش برف در زیر ابر را مشاهده کرد. به این ترتیب شفر و دیگران، آزمایش های خود را ادامه دادند و در حدود سال های 1950 باروری ابرها به صورت یک فن آوری آغاز شد. از آن تاریخ تاکنون پروژه های باروری ابرها در بسیاری از کشورهای جهان اجراشده است. بر اساس گزارش های منتشرشده از طرف سازمان جهانی هواشناسی در حال حاضر بیش از 50 کشور دنیا در حال اجرای پروژه های تحقیقاتی و اجرایی درزمینهٔ تکنولوژی باروری ابرها هستند. در این میان می توان به کشورهای روسیه و آمریکا به عنوان دو کشور پیشگام که تحقیقات مفصل و دامنه داری در این زمینه انجام داده اند و دارای سابقه طولانی در اجرای پروژه های تحقیقاتی و اجرایی در این زمینه هستند، اشاره کرد. در اروپا مانند اسپانیا و ایتالیا جهت مبارزه با محدودیت های کمی و کیفی منابع آب و در کشورهای فرانسه و اتریش و ... جهت مقابله با حوادث غیرمترقبه مانند جلوگیری از تگرگ و پراکنده کردن مه پروژه هایی در دست اجرا است. چین از این فن آوری از جهات گوناگون استفاده می کند. به عنوان مثال چندی پیش برای اطفای آتش سوزی های وسیع جنگل های تبت و برای اداره بارندگی در جریان برگزاری المپیک سال 2008 پکن از این فن آوری بهره جست. برخی از کشورهای خاورمیانه مثل سوریه، اردن، لیبی، مغرب و کشور امارات متحده عربی برای افزایش میزان بارندگی، موضوع بارور کردن ابرها را موردبررسی قرار داده اند و اندونزی برای مقابله با آتش سوزی جنگل ها این شیوه را به کاربرده است. گزارش سالانه ثبت پروژه های تعدیل آب وهوای ملی که توسط سازمان هواشناسی جهان تألیف می شود، نشان می دهد که به طور مثال در طول دهه 1990 بیش از 50 کشور نسبت به فعالیت های تعدیل آب وهوا ابراز علاقه کرده اند. به طور متوسط در هرسال در بخش های مختلف دنیابین 100 تا 130 پروژه تعدیل آب وهوا گزارش شده است. در ایران طرح باروری ابرها با استفاده از هواپیما و ژنراتورهای زمینی در فاصله زمانی سال های 1353 تا 1357 به منظور افزایش ذخیره آبی سدهای لتیان و کرج در رودخانه های جاجرود و کرج همچنین ازسال 1368 با استفاده از ژنراتورهای زمینی در شیرکوه اجرا شد. مرحله جدید اجرای این طرح با استفاده از هواپیمای مخصوص از بهمن سال 1377 آغاز شد و تاکنون چندین پروژه در بخش های مرکزی ایران و استان های گیلان، مازندران، اردبیل، آذربایجان های غربی و شرقی، تهران و کرمانشاه به اجرا در آمده است. در حال حاضر بارورسازی ابرها، به سه روش ذیل اجرا می شود: الف تکنیک های پرتاب موشک: راکت های حاوی بذرهای بارور کننده برای پرتاب از سطح زمین تا ارتفاع 7000 تا 8000 متری استفاده می شود. ب تکنیک های هوائی: استفاده از انواع هواپیماها و تزریق مواد شیمیائی چون یدور نقره، نیتروژن مایع و... در ابرهایی که دمای آن ها بین 5- تا 25- درجه سلسیوس باشد. ج تکنیک های ژنراتورهای زمینی: در این روش سیستم های تولید هسته های انجماد به عنوان ژنراتورهای تصعید یدور نقره در سکوهای زمینی نصب می شود و با سوزاندن محلول های یدور نقره یا مواد دیگر را در زیر ابرها منتشر می کنند. در این روش نیز محدویت هایی وجود دارد. بدین صورت که برای رساندن هسته های رهاشده از ژنراتورها (یدور نقره) به داخل ابر باید جریانات صعودی طبیعی از پایین به بالا در ابرها وجود داشته باشد. بدین ترتیب زمان و جهت خروج یدور نقره از ژنراتورها باید به طور دقیق پیش بینی شود. نکاتی که در باروری ابرها باید دانست: 1- هر نوع ابر را نمی توان بارور کرد (هر نوع ابری قابلیت بارش و بارورسازی ندارد). 2- به دلخواه نمی توان در هر زمان و مکان با باروری ابرها به بارش دست یافت. 3- یک منطقه با بارش ناچیز مثل بیابان یا دشت که ازلحاظ اقلیمی خشک هستند؛ پتانسیل آب قابل بارش را ندارد. ازاین رو تاکنون در هیچ کشوری جهت برطرف کردن خشک سالی، فرآیند بارورسازی ابرها مورداستفاده قرار نگرفته است. 4- تأکید می شود انرژی موجود در سیستم های آب و هوایی به قدری زیاد است که خلق سیستم های ابری باران زا، تغییر الگوی باد به منظور آوردن بخارآب به یک منطقه و یا حذف کامل پدیده های جوی شدید غیرممکن است و لذا تکنولوژی های تعدیل آب و هوایی که مدعی حصول این اثرات بزرگ مقیاس و چشمگیر هستند. (ازجمله توپ تگرگ و روش های یونیزاسیون) پایه علمی نداشته و بایستی با تردید با آن ها برخورد کرد. 5- پیامدهای ناخواسته باروری ابرها ازجمله اثرات پایین دست باد و یا اثرات زیست محیطی و اکولوژیک آن ثابت نشده اند. موادی که در باروری ابرها استفاده می شود مثل نمک، یخ خشک، اوره یا یدور نقره هرگز باعث آلودگی نمی شود و خطری ایجاد نمی کند زیرا مقدار این مواد بسیار ناچیز است.