دستکاری آب و هوا در مقیاس کوچک؛ از مه زدایی تا تحریک ابر‌ها

مه‌های غلیظ و ابر‌های کوچک در برخی شرایط خاص، می‌توانند به‌صورت مصنوعی تضعیف یا پراکنده شوند؛ فرآیندی که بیشتر در محیط‌های حساس مانند فرودگاه‌ها برای افزایش دید و ارتقای ایمنی پرواز‌ها به کار گرفته می‌شود. این فناوری‌ها هرچند محدود و وابسته به شرایط جوی هستند، اما نشان می‌دهند انسان تا چه اندازه توانسته در مقیاس کوچک بر پدیده‌های جوی اثر بگذارد و آنها را در جهت نیاز‌های عملیاتی مدیریت کند.

تلاش برای تأثیرگذاری بر وضعیت جو، به‌ویژه مه و ابرها، سابقه‌ای نزدیک به یک قرن دارد و از آزمایش‌های اولیه در دهه ۱۹۴۰ آغاز شد؛ زمانی که دانشمندان برای نخستین‌بار توانستند با استفاده از مواد پیشرفته، ساختار ابر‌های فوق‌سرد را تغییر دهند. این مسیر بعد‌ها به توسعه روش‌هایی مانند بذرپاشی ابر‌ها و تکنیک‌های پراکنده‌سازی مه ختم شد؛ فناوری‌هایی که امروز نیز در قالب عملیات محدود، اما هدفمند در نقاط مختلف جهان به کار گرفته می‌شوند.

پراکنده‌سازی مه در شرایط دمایی مختلف

پراکنده‌سازی مه به معنای حذف مصنوعی مه‌ها است که معمولاً از طریق بذرپاشی یا گرم‌کردن هوا انجام می‌شود. این عملیات عمدتاً در فرودگاه‌ها برای بهبود دید و افزایش ایمنی نشست و برخاست هواپیما‌ها به کار می‌رود. در دما‌های بالاتر از نقطه انجماد (۰ درجه سانتی‌گراد)، تلاش‌های مختلفی برای پاک‌سازی مه انجام شده است؛ از جمله بذرپاشی با ذرات نمک، ایجاد جریان‌های آشفته هوا با استفاده از روتور هلیکوپتر‌ها برای تزریق هوای خشک به لایه مه و همچنین گرم‌کردن هوای نزدیک باند فرودگاه با استفاده از مشعل‌ها؛ با این حال، این روش‌ها معمولاً تنها اثراتی کوتاه‌مدت و محدود دارند.

در مقابل، در شرایط دمای زیر صفر، پراکنده‌سازی مه در بسیاری از فرودگاه‌ها به‌صورت منظم انجام می‌شود. در این روش از موادی مانند دی‌اکسید کربن جامد (یخ خشک) یا پروپان که از سطح زمین اسپری و استفاده می‌شود تا هسته‌های یخ در مه شکل بگیرند و ساختار آن فروبپاشد.

بذرپاشی ابر‌ها و آغاز مهندسی بارش

بذرپاشی ابر‌ها به فرآیند تزریق مواد خاص به درون ابر‌ها گفته می‌شود؛ موادی که نقش هسته‌های تراکم یا هسته‌های یخ را ایفا می‌کنند و می‌توانند باعث شکل‌گیری بارش شوند. این فناوری با هدف افزایش منابع آب، تقویت پوشش برفی در مناطق کوهستانی و کاهش خطر تگرگ‌های بزرگ توسعه یافته است.

به گزارش Britannica، این روش نخستین‌بار در سال ۱۹۴۶ و توسط «وینسنت جی. شیفر» و «اروینگ لنگمویر» در آمریکا آزمایش شد. آنها با استفاده از دی‌اکسید کربن جامد نشان دادند که ابر‌های فوق‌سرد می‌توانند به‌سرعت دچار تغییر ساختاری شده و بلور‌های یخ در آنها شکل بگیرد؛ بلور‌هایی که در ادامه رشد کرده و به بارش منجر می‌شوند.

در فرآیند بذرپاشی، موادی مانند یخ خشک و یدید نقره بیشترین کاربرد را داشته‌اند. این مواد در برخورد با ابر‌های فوق‌سرد، هسته‌هایی برای تشکیل یخ ایجاد می‌کنند. در نتیجه، بخار آب به‌جای باقی ماندن در حالت معلق، روی این هسته‌ها رسوب کرده و بلور‌های یخ شکل می‌گیرند.

این بلور‌ها به‌تدریج بزرگ‌تر شده و در نهایت به‌صورت بارش به زمین می‌رسند. در برخی روش‌ها نیز یدید نقره در محلول‌هایی خاص سوزانده می‌شود تا ذرات بسیار ریز آن در جو پخش شوند و فرآیند تشکیل یخ را تسهیل کنند.

میزان اثرگذاری و محدودیت‌های عملی

بر اساس مطالعات علمی، بذرپاشی ابر‌ها می‌تواند در شرایط ایده‌آل حدود ۵ تا ۱۵ درصد افزایش بارش ایجاد کند. با این حال، این اثر تنها زمانی مشاهده می‌شود که ابر‌ها از قبل ظرفیت بارش داشته باشند.

در عین حال، این روش نمی‌تواند بر سامانه‌های بارشی بزرگ تأثیر قابل توجهی بگذارد و سهم آن در کل چرخه آب یک منطقه، معمولاً کمتر از یک درصد برآورد می‌شود. به همین دلیل، بذرپاشی ابر‌ها بیشتر به‌عنوان یک ابزار تکمیلی و محدود در مدیریت منابع آب و نه یک فناوری برای تغییر گسترده الگو‌های جوی، شناخته می‌شود.

انتهای خبر/245906/