بارورسازی ابرها چیست و چگونه کار می‌کند؟ بررسی علمی مزایا، خطرات و آینده این فناوری آب‌محور

در بسیاری از نقاط جهان، یافتن آب دشوارتر، خشکسالی‌ها طولانی‌تر شده، بارندگی کمتر قابل پیش‌بینی گردیده و برخی از جوامع برای تأمین آب کافی برای محصولات کشاورزی، خانه‌ها و مشاغل خود با مشکل مواجه شده اند. با ادامه تغییرات اقلیمی، نیاز به راه‌حل‌های نوآورانه آب بیش از هر زمان دیگری احساس می‌شود.

اخبار سبز کشاورزی؛ یکی از روش‌هایی که توجه‌ها را به خود جلب کرده، بارور کردن ابرها (cloud seeding) است، نوعی اصلاح آب و هوا (weather modification)که به برخی ابرها کمک می‌کند باران یا برف بیشتری تولید کنند. اگرچه ایده «باران‌زا کردنmaking it rain» ممکن است شبیه داستان‌های علمی تخیلی به نظر برسد، اما بارورسازی ابرها دهه‌هاست که در کشورهای مختلف جهان، از جمله ایالات متحده، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

بارورسازی ابرها چیست و چگونه کار می‌کند؟ خطرات آن چیست؟ و آیامی‌تواند به حل مشکلات آب کمک کند؟در این مقوله، توضیح خواهیم داد که بارورسازی ابرها چیست، چگونه کار می‌کند، فرآیند بارورسازی و انواع و کاربردهای آن چیست و چرا هم امیدوارکننده و هم بحث‌برانگیز است.

بارورسازی ابرها یک تکنیک اصلاح آب و هوا است که ابرها را به تولید بارش بیشتر تشویق می‌کند و در نتیجه باعث افزایش بارندگی، برف یا حتی تگرگ می‌شود.

این روش از ابتدا ابرها را ایجاد نمی‌کند، بلکه رطوبت موجود در آسمان را افزایش می‌دهد در واقع  بارورسازی موجب افزایش رطوبت نمی گردد بلکه موجب تمرکز رطوبت بر دور ذرات وارد جو گردیده شده و موجب ریزش باران یا برف می گردد. این فرآیند شامل افزودن مواد ویژه‌ای به نام عوامل بارورکننده (seeding agents) به هوا است تا به تشکیل آسان‌تر قطرات آب کمک کند.

این عوامل مانند «آغازگرstarter» باران عمل می‌کنند. وقتی قطرات آب به اندازه کافی بزرگ و سنگین شوند، به صورت بارش از آسمان فرو می‌ریزند. تاریخچه بارورسازی ابرها به دهه ۱۹۴۰ میلادی برمی‌گردد و همچنان به عنوان وسیله‌ای برای کمک به مدیریت خشکسالی، افزایش بارش برف و کاهش آب و هوای شدید مورد بررسی قرار می‌گیرد.

 

*بارورسازی ابرها چگونه کار می‌کند؟*

ابرها از قطرات ریز آب یا یخ ساخته شده‌اند. اما همه ابرها آماده باران نیستند برای تشکیل قطرات باران یا دانه‌های برف، آب به چیزی نیاز دارد مانند یک ذره جامد که مانند هسته عمل کرده و به آن بچسبد. اینجا است که بارور سازی ابرها مطرح می‌شود. در اینجا نگاهی گام به گام به نحوه کار آن می‌اندازیم:

۱) انتخاب ابر مناسب

ابتدا، هواشناسان به دنبال ابرهایی هستند که رطوبت کافی دارند اما هنوز شروع به بارندگی نکرده‌اند.

۲) بارور کردن ابرها

هواپیماها، هواپیماهای بارور کردن ابر، موشک‌ها، پهپادها یا ژنراتورهای زمینی، عوامل بارور کننده را در ابر آزاد می‌کنند. مواد رایج عبارتند از:

یدید نقره بیشترین کاربرد را دارد؛ که  به تشکیل کریستال‌های یخ در ابرهای سرد کمک می‌کند.

ذرات نمک در ابرهای گرم برای جذب رطوبت استفاده می‌شوند. یخ خشک (CO₂ منجمد) ابر را خنک می‌کند تا تشکیل یخ را تسهیل کند.

۳)تشکیل قطرات باران

ذرات اضافه شده مانند گرد و غباری عمل می‌کنند که آب می‌تواند به آنها بچسبد. با جمع شدن رطوبت بیشتر، قطرات بزرگتر می‌شوند.

۴) بارش

وقتی قطرات خیلی سنگین شدند، بسته به دما به صورت باران، برف یا تگرگ می‌بارند.

بارور سازی ابرها معمولاً در ابرهای موجود که از قبل مقداری رطوبت دارند، بهترین عملکرد را دارد. این روش نمی‌تواند از آسمان آبی و صاف، باران ایجاد کند. 

 

انواع بارور سازی ابرها

سه نوع اصلی بارور سازی ابرها وجود دارد که هر کدام برای شرایط آب و هوایی مختلف استفاده می‌شوند:

۱) بارور سازی استاتیک

این رایج‌ترین روش است. در این روش، یدید نقره (silver iodide)  به ابرهای سرد اضافه شده تا تشکیل کریستال‌های یخ را تشویق کرده و سپس به صورت برف یا باران رشد کرده و فرو ریزند.

۲) بارور سازی دینامیک (پویا)

این تکنیک با تغییر جریان هوا در داخل ابر، ابرها را بزرگتر و قوی‌تر می‌کند. این روش به مواد بیشتر و برنامه‌ریزی پیچیده‌ تری نیاز دارد، اما می‌تواند پتانسیل باران‌های سنگین را افزایش دهد.

۳) بارور سازی رطوبتی

این روش که بیشتر در آب و هوای گرم استفاده می‌شود، ذرات نمکی را پخش می‌کند که آب را جذب کرده و به قطرات باران تبدیل می‌کند. اغلب در مناطق بیابانی استفاده می‌شود.

 

چرا و کجا از بارور سازی ابرها استفاده می‌شود؟

بارور سازی ابرها در سراسر جهان برای حل مشکلات مختلف مرتبط با آب و هوا مورد استفاده قرار می گیرد. در اینجا به برخی از مزایای بارور سازی ابرها اشاره می‌کنیم:

۱) افزایش بارندگی در مناطق خشک

(در مناطق خشک، از بارور سازی ابرها برای افزایش بارندگی و کمک به کشاورزان، مخازن آب و جوامع روستایی استفاده می‌شود.)

۲) افزایش توده برف برای تامین آب

(در مناطق کوهستانی، بارش برف بیشتر به معنای آب بیشتر در رودخانه‌ها و دریاچه‌ها هنگام ذوب شدن برف در بهار است.)

۳)کاهش خسارت تگرگ

(برخی از برنامه‌ها از بارورسازی برای کاهش اندازه دانه‌های تگرگ در طول رعد و برق و محافظت از محصولات کشاورزی و ساختمان‌ها استفاده می‌کنند.)

۴)مه‌زدایی در اطراف فرودگاه‌ها

(بارورسازی می‌تواند به رقیق شدن مه کمک کند و فرود و برخاستن هواپیماها را آسان‌تر و ایمن‌تر سازد.)

 

موارد استفاده در ایالات متحده

-ابرها در چندین ایالت غربی ایالات متحده استفاده می‌شود، از جمله:

-برنامه‌های بارورسازی ابرها در کالیفرنیا به افزایش برف در سیرا نوادا کمک می‌کند.

-کلرادو برای حفظ منابع آب، توده‌های برف را تقویت می‌کند.

-یوتا و نوادا برنامه‌های بارش برف زمستانی و طرح‌های مقابله با خشکسالی را اجرا می‌کنند.

-تگزاس و داکوتای شمالی از بارورسازی ابرها برای افزایش باران و سرکوب تگرگ استفاده می‌کنند.

 

سوالی این است آیا بارورسازی ابرها واقعاً مؤثر است؟

اثربخشی بارورسازی ابرها بسته به عوامل مختلفی متفاوت است. مطالعات نشان داده‌اند که مزایای بارورسازی ابرها از ۵ تا ۲۰ درصد افزایش بارندگی متغیر است.

میزان اثر بخشی به عوامل زیر بستگی دارد:

-میزان رطوبت موجود در ابر

-شرایط باد و دما

-زمان و نوع بارورسازی

این یک راه حل تضمین شده نیست، اما وقتی به درستی استفاده شود، بارورسازی ابرها می‌تواند ابزاری مفید باشد، به خصوص در مناطق کم آب.

 

آیا بارورسازی ابرها ایمن است؟

اکثر کارشناسان موافقند که بارورسازی ابرها ایمن است. در اینجا به مواد شیمیایی مورد استفاده در بارورسازی ابرها اشاره می‌کنیم:

-یدید نقره (به مقدار بسیار کم استفاده می‌شود)

-نمک

-یخ خشک (CO₂ منجمد)

سوالاتی مانند میزان استفاده از یدید نقره در بارورسازی ابرها اغلب مطرح می‌شود. پاسخ؟

معمولاً، تنها از چند گرم در هر کیلومتر مربع و بسیار پایین‌تر از سطوحی که خطرات سلامتی را بتواند ایجاد می‌کنند، استفاده  می‌شود. با این حال، برخی نگرانند که آیا بارورسازی ابرها برای محیط زیست مضر است؟

دهه‌ها تحقیق نشان می‌دهد که در صورت رعایت دستورالعمل‌های مناسب، هیچ آسیب قابل توجهی به خاک، آب یا سلامت انسان وارد نمی‌شود.ناگفته نماندبارورسازی ابرها علیرغم مزایایش، نگرانی‌هایی را نیز برانگیخته است:

۱)نگرانی‌های زیست‌محیطی

(اگرچه مواد شیمیایی مورد استفاده ایمن در نظر گرفته می‌شوند، برخی از تأثیر بلندمدت آنها بر خاک و آب، به ویژه در نزدیکی زمین‌های کشاورزی یا منابع آب آشامیدنی، می‌ترسند.)

۲)سوالات اخلاقی

چه کسی آب و هوا را کنترل می‌کند؟ اگر یک منطقه باران ببارد، آیا می‌تواند رطوبت را از منطقه دیگری بگیرد؟)

۳)جنگ‌های آب و هوایی و نظریه‌های توطئه

(برخی افراد معتقدند که بارورسازی ابرها برای اهداف مخفیانه یا مضر استفاده می‌شود. با این حال، این ادعاها توسط علم پشتیبانی نمی‌شوند.

۴) مسائل و مسئولیت های حقوقی

بارور کردن ابرها باعث سیل‌های غیرمنتظره یا تغییرات آب و هوایی شود، آیا می‌توان کسی را مسئول دانست؟ این هنوز یک منطقه خاکستری در قانون آب و هوا است.

البته با افزایش تقاضای جهانی برای آب، علاقه به بارورسازی ابرها همچنان رو به افزایش است. برخی از دانشمندان در حال بررسی مواد جدیدی هستند که سازگارتر با محیط زیست هستند.

برخی دیگر از هوش مصنوعی و مدل‌های داده‌های آب و هوایی برای پیش‌بینی بهتر زمان و مکان مؤثرترین روش باروری استفاده می‌کنند.

دولت‌ها و شرکت‌های خصوصی در حال سرمایه‌گذاری در برنامه‌های جدید باروری، به ویژه در مناطق مستعد خشکسالی، به عنوان راهی برای محافظت از منابع آب و حمایت از کشاورزی هستند.

با این حال، اکثر کارشناسان موافقند: بارور سازی ابرها یک ابزار است، نه یک راه حل. ممکن است در برخی شرایط مفید باشد، اما نمی‌تواند جایگزین برنامه‌ریزی بلندمدت آب، حفاظت و سازگاری با آب و هوا شود.