باران مصنوعی

مقدمه

باروری ابرها در واقع یک روند طبیعی است که در آن ابرها به بخار آب و سپس به باران تبدیل می‌شوند. برای ایجاد باران مصنوعی باید عوامل ابر ، رطوبت ، دما و سایر شرایط جوی فراهم باشد. به هر حال با انجام باروری منظم ابرها، مقدار بارش را می‌توان به میزان 5 تا 25 درصد افزایش داد. می‌دانیم رطوبت (وزن بخار آب موجود در یک متر مکعب هوا) عامل مهمی در تشکیل ابرهاست، همچنین می‌دانیم که هر قدر هوا گرمتر باشد، قابلیت بیشتری برای داشتن بخار آب و تشکیل ابر دارد. اما برای تشکیل ابر وجود ذرات میکروسکوپی گرد و خاک ، دوده، بلورهای نمک و... نیز لازم است.                                   
دو روند اصلی برای بارش از ابرها به نام روند باران گرم و روند باران سرد وجود دارد:

1-روند باران گرم:بعد از اینکه دانشمندان متوجه شدند که در مناطق حاره ، باران از ابرهایی بارش می‌کند که هرگز دمای آنها زیر صفر نیست آن را باران گرم نامیدند. در این ابرها قطرات درشت آب که ابر را تشکیل می‌دهند در برخورد با قطرات کوچک ، آنها را جذب  و به این ترتیب شروع به بارش می‌کنند.                                            
2-روند باران سرد: زمانی که دمای ابر یا قسمتی از آن پایین‌تر از صفر باشد،  بلورهای یخ با جذب رطوبت اطراف خود سریعا شروع به رشد می‌کنند تا اینکه وزن زیاد باعث فرود آنها می‌شود. این بلورها هنگام فرود اگر از مکانهای گرم بگذرند به باران تبدیل و در غیر این صورت به صورت برف فرود می‌آیند.                                            
انسان از طریق باروری ابرها می‌تواند از لحاظ تعداد و نوع هسته‌های تشکیل باران به طبیعت کمک کند. باروری بوسیله مواد جذب کننده رطوبت مانند بلور نمک و اوره كه می‌تواند برای سرعت دادن به روند بارش گرم بکار رود. باروری بوسیله یدید نقره و یخ خشک در افزایش باران در روند بارش سرد به ابرهایی که کمبود هسته دارند کمک قابل توجهی می‌کند.

باروری ابرهای کوهستانی

در مناطق کوهستانی ابرها بوسیله هوای مرطوب که به بالا می‌رود و سرد می‌شود، تقریبا از غرب به شرق بر روی کوهها تشکیل می‌شوند. اگر این روند را بطور طبیعی به حال خود بگذاریم خیلی از این ابرها توانایی تولید باران را ندارند و بیش از 90% از رطوبت خود را در جو به جای می‌گذارند. در صورتی كه بعضی از این ابرها را با یدید نقره ، یخ خشک با استفاده از دستگاه های زمینی یا هواپیما بارور کنیم، بین 5 تا 20 درصد روند بارندگی را افزایش خواهیم داد.

باروری ابرهای کومولوس

باروری ابرهای کومولوس روند پیچیده‌تری دارد. برای تشکیل این ابرهای بزرگ ، هوای گرم و مرطوب لایه‌های نزدیک به زمین ، بالا رفته و سرد می‌شوند، تا جایی که ذرات بخار حاوی آنها متراکم شده و تشکیل ابر می‌دهد. از یدید نقره و یا یخ خشک زمانی استفاده می‌شود که دمای سطح بالایی ابر حدود 5- درجه سانتیگراد و یا کمتر باشد. هدف از این عمل زیاد کردن بلورهای یخ موجود در قسمت سرد شده ابر می‌باشد. زمانی که این بلورها بوسیله قطرات آب سرد شده ، احاطه می‌شوند سریعا به وضعی می‌رسند که باعث فرود آنها می‌شود. این بلورها هنگام فرود ذوب شده ، قطرات باران را تشکیل می‌دهند.  

زدودن مه

از این روش در بسیاری از فرودگاههایی که در آنها مه در پروازها  اشكال ایجاد می‌کند استفاده می‌کنند. معمولا از هواپیماهای کوچک برای پاشیدن یخ خشک روی این مه‌ها استفاده می‌شود. ذرات مه سرد شده به بلورهای یخ تبدیل شده و همانند یک برف ملایم به زمین فرود می‌آیند و این باعث پراکندگی موقتی مه بر باند فرودگاه می‌شود .

روش های باروری ابرها

تقریبا از سال 1950 تجربیات زیادی انجام گرفته است تا در مورد ایجاد ریزشهای جوی مصنوعی قدمی برداشته شود. یکی از این روش ها، پرتاب گلوله های کوچک و جامد دی اکسیدکربن ( یخ خشک ) بداخل ابر است . دمای یخ خشك پرتاب شده در حدود منهای 80 درجه سانتی گراد است.                                                     
یخ خشک در دمای بالاتر از منهای80 درجه سانتی گراد بصورت بخار در می آید. این عمل سبب پائین بردن دمای محل و در نتیجه باعث بوجود آمدن انجماد آنی قطرات ریز آب می شود. سپس بلورهای به دست آمده رشد می نماید و سرانجام باعث ریزشهای جوی می گردد.                                               
دومین روش باروری ابرهای سرد استفاده از هسته های انجماد است. قطرات کوچک آب موجود در ابر تا دمای زیر صفربه صورت آب  باقی می مانند. وجود هسته های انجماد ممکن است سبب تشکیل بلورهای یخ شود. یکی از بهترین نوع هسته های انجماد یدیدنقره است. یدید نقره به روش های گوناكون از جمله توسط هواپیما پاشیده می شود.

استفاده از یدید نقره بر یخ خشك برتری دارد.یخ خشك را نمی‌توان مدت زیادی نگهداری كرد، همچنین لازم است آن را از بالا روی لایه‌های ابر فرو ریخت، حال آن كه مشكلی برای نگهداری یدید نقره وجود ندارد. دیگر آن كه اگر یدید نقره روی زمین هم ریخته شود می‌تواند خود را به لایه‌های ابر برساند و آن را بارور سازد.‌ یدید نقره بسیار گرانبهاست، امّا آزمایش‌های به عمل آمده نشان داده است كه برای باروركردن تمام ابرهای ایالات متحده آمریكا یك كیلوگرم یدید نقره كفایت می‌كند.

در مورد ابر گرم، عملیات باروری غیر معمول تری بکار می رود. در این نوع ابرهای گرم با پاشیدن قطرات نسبتا بزرگ آب بداخل ابر آنها را بارور می کنند.همچنین باروری بوسیله مواد جذب کننده رطوبت مانند بلور نمک و اوره نیز كاربرد دارد.

نکاتی مهم در مورد باروری ابرها

1.     تجربه 24 کشور در سطح جهان نشان داده است که باروری ابرها می‌تواند مقدار بار را بین 10 تا 25 درصد افزایش دهد و خسارات ناشی از تگرگ را بین 30 تا 70 درصد کاهش دهد.

2.    موادی که در باروری ابرها استفاده می‌شود مثل نمک خشک ، اوره یا یدید نقره هرگز باعث آلودگی نمی‌شود و خطری ایجاد نمی‌کند زیرا مقدار این مواد بیار ناچیز است.

3.      تا به حال نشانه‌ای وجود ندارد که باروری ابرهای منطقه باعث کاهش بارش در مناطق مجاور شده باشد.

4.      باروری ابرها هرگز عملی بر خلاف طبیعت نیست، زیرا گاهی حیات انسان و تولید مواد غذایی به این روش وابسته است.

 

 

نوشته شده در تاریخ یکشنبه 22 دی 1387    | توسط: علی رضا شامخی    |    | نظرات()