دستگاه تولید ابر ناسا و قابلیت‌های دیگر آن
دانشمندان ناسا یک دستگاه پر سر و صدا ساخته‌اند که هدف اصلی آن کمک به سیستم پرتاب موشک به فضاست. یکی دیگر از ویژگی‌های این دستگاه، توانایی تولید بخار و ابر مصنوعی است که از هیدروژن و اکسیژن تشکیل می‌شود. به یاد داشته باشید، این ابرها می‌توانند مانند ابرهای طبیعی بارش داشته باشند.
با مجله اینترنتی رضیم همراه باشید
ایجاد باران مصنوعی:
باروری ابرها (Cloud Seeding) که به عنوان بخش‌ی از علم تغییر آب و هوا (Weather Modification) شناخته می‌شود، در بسیاری از کشورها آزمایش شده و این تکنولوژی به عنوان یکی از راه‌های جمع‌آوری آب در نقاطی که با بحران آب مواجه هستند مطرح شده است. هر سال، در زمان‌های مناسب، بر اساس یک برنامه منظم، کارهای باروری انجام می‌شود و در پایان، با استفاده از روش‌های آماری و ریاضی، این عملیات ارزیابی می‌شود و میزان افزایش بارش محاسبه می‌شود.
قبل از هر چیز، باران مصنوعی چیست و چگونه ایجاد می‌شود؟
تولید باران مصنوعی چه مزایایی دارد؟
روش‌های مختلف باروری ابر کدامند؟
اگر شما هم به دنبال جواب این سوال‌ها هستید، با ما در مجله رضیم همراه باشید
باروری ابرها:
برای ایجاد باران مصنوعی، باید عواملی مانند ابر، رطوبت، دما و دیگر شرایط جوی فراهم باشد. با باروری منظم ابرها، می‌توان مقدار بارش را به میزان 5 تا 25 درصد افزایش داد. همچنین می‌دانیم که مقدار بخار آب موجود در جو، با بالاتر رفتن دما در یک حجم مشخص، افزایش می‌یابد.
رطوبت نسبی:
رطوبت نسبی درصدی از بخار آب موجود در هوا است که با بیشترین مقدار بخار آبی که هوا می‌تواند در خود نگه دارد، مقایسه می‌شود. برای مثال، اگر دمای نزدیک سطح زمین 25 درجه سانتی‌گراد باشد و تراکم بخار آب نصف حداکثر مقدار موجود در آن دما باشد، رطوبت نسبی 50 درصد خواهد بود.
نکته: رطوبت نسبی یکی از معیارهای اندازه‌گیری بخار آب است.
هوای اشباع شده:
زمانی که یک حجم هوا با شرایط خاص سرد می‌شود و به ناحیه‌ای با فشار کم‌تر می‌رود، رطوبت نسبی افزایش می‌یابد. همچنین تراکم بخار آب و هوای خشک ثابت می‌ماند. در این حالت، اگر دما به 12-16 درجه سانتی‌گراد برسد، رطوبت نسبی به صد درصد خواهد رسید و در این زمان، می‌گوییم که هوا اشباع شده است.
با مجله رضیم همراه باشید
چگونگی باروری ابرها:
باروری ابرها در واقع یک فرآیند طبیعی است که در آن ابرها به بخار آب تبدیل شده و سپس به باران تبدیل می‌شوند. رطوبت (وزن بخار آب موجود در هر متر مکعب هوا) عامل مهمی در ایجاد ابرها است و همچنین هر چه هوا گرم‌تر باشد، ظرفیت بیشتری برای داشتن بخار آب و شکل‌گیری ابر دارد. اما برای تشکیل ابر، علاوه بر وجود رطوبت و دمای پایین‌تر از نقطه شبنم، وجود ذرات ریز مانند گرد و خاک، دوده و بلورهای نمک نیز الزامی است.
فرآیند اصلی بارش از ابرها به نام‌های روند باران گرم و روند باران سرد شناخته می‌شود.
روند باران گرم:“`html
پس از اینکه دانشمندان دریافتند در مناطق حاره باران از ابرهایی می‌بارد که هرگز دمای آنها به زیر صفر نمی‌رسد، این نوع باران را باران گرم نامیدند. در این ابرها، قطرات بزرگ آب با برخورد به قطرات کوچک‌تر، آنها را به خود جذب می‌کنند (این پدیده را ادغام می‌نامند) و به این ترتیب بارش آغاز می‌شود.
روند باران سرد:روند باران سرد به زمانی اشاره دارد که دمای ابر یا قسمتی از آن زیر صفر است، در این وضعیت، ابر شامل قطرات آب و بلورهای یخ است. در این فرآیند، بلورهای یخ با جذب رطوبت اطراف خود به سرعت شروع به رشد کرده و در نهایت وزن آنها باعث سقوطشان می‌شود. این بلورها هنگام سقوط اگر از مکان‌های گرم عبور کنند به باران تبدیل می‌شوند و در غیر این صورت به شکل برف به زمین می‌افتند.
انسان می‌تواند توسط باروری ابرها به طبیعت در افزایش تعداد و نوع هسته‌های بارش کمک کند. باروری ابرها با استفاده از هسته‌های جذاب رطوبت به اندازه‌های بزرگ (مانند نمک و اوره) می‌تواند روند بارش گرم را تسریع کند. همچنین، باروری با هسته‌های یخ‌زده (مانند ییدور نقره و یخ خشک) می‌تواند در افزایش باران در بارش سرد به ابرهایی که کمبود هسته دارند، کمک زیادی کند.
روش‌های بارور کردن ابرها:
روش هوایی:این روش بیشتر برای فصل تابستان مناسب است و در آن باروری در پایه ابر، درون ابر و تاج ابر انجام می‌شود. در این روش، مواد لازم برای تولید هسته‌های میعان با استفاده از هواپیما به ابر تزریق می‌شود. پس از شلیک گلوله حامل ییدور نقره به داخل ابر، حدود ۴۵ دقیقه بعد، ابر شروع به باریدن می‌کند. این مدت زمانی است که ابر از محلی که برای بارش در نظر گرفته شده، فاصله می‌گیرد. به همین دلیل، مکان تزریق این مواد باید به دقت انتخاب شود تا با محل مورد نیاز باران همزمان باشد.
روش زمینی: در مناطق کوهستانی، در فصل زمستان نیز می‌توان از روش باروری زمینی استفاده کرد. هوای مرطوب در حین صعود از کوه‌ها سرد شده و ابرها تشکیل می‌شوند. این ابرها معمولاً ابرهای کوهساری هستند. اگر این روند طبیعی را رها کنیم، بسیاری از این ابرها قادر به تولید باران نیستند و بیش از 90% رطوبت خود را در جو از دست می‌دهند. باروری این نوع ابرها با استفاده از آزادسازی هسته‌های ییدور نقره توسط ژنراتورهای زمینی باعث افزایش کارایی بارش می‌شود. زمان تأثیر این مواد باروری بین 20 تا 40 دقیقه پس از تزریق است و بسته به سرعت حرکت ابر، اثرات باروری در فاصله حدود 50-40 کیلومتری محل تزریق قابل مشاهده خواهد بود.
روش‌های بارور سازی ابر در ایران:
- یکی از روش‌های باروری، باروری در قله ابر و دیگری درون ابر است. در باروری قله ابر از گلوله‌های ییدور نقره استفاده می‌شود، زیرا در حین اجرای عملیات، می‌توان ابر و محل مناسب آن را مشاهده کرد و مواد باروری را سریع‌تر و دقیق‌تر به ابر تزریق کرد.
- روش دیگر در کشورمان، تزریق افقی نیتروژن مایع است. گلوله‌های ییدور نقره که پرتاب می‌شوند، هسته‌های یخی مصنوعی را به مناطقی با دمای زیر صفر وارد می‌کنند و نیتروژن مایع با ایجاد سرمایش شدید در ابر، بخار آب و آب فوق‌سرد را تبدیل به هسته‌های یخی می‌کند.
مروری بر نتایج این روش‌ها
هواپیما این مزیت را دارد که می‌تواند مواد مورد استفاده را حمل کرده و آنها را دقیقاً در محل انتخاب شده پخش کند، اما از آنجا که فقط زمان بسیار کوتاهی در محل مورد نظر می‌ماند و به سرعت از آن دور می‌شود، برای انجام عملیات‌هایی که باید نتیجۀ اقتصادی قابل توجه داشته باشند؛ هزینه‌بر خواهد بود. همچنین برای اجرای عملیات، چندین هواپیما باید به صورت شبانه‌روزی در حال پرواز باشند که این امر علاوه بر هزینه‌ها، خطرات ناشی از ابرها را نیز به همراه دارد.
“`
رعد و برق می‌تواند خطراتی داشته باشد، به‌ویژه زمانی که دید خوب نیست و در مناطق کوهستانی پرواز می‌کنید. همچنین، برای اینکه ابرها باران بیشتری بریزند، فقط می‌توانیم یخ خشک را به آنان بفرستیم، که این کار معمولاً فقط در آزمایش‌ها کاربرد دارد.
چگونه با این روش، شدت بارش باران تغییر می‌کند؟
سیستم کم‌فشار در ایران:زمانی که دو سیستم کم‌فشار، یکی از سمت مدیترانه و دیگری از سمت سودان به هم نزدیک می‌شوند، موجی به نام موج شرقی مدیترانه شکل می‌گیرد. اگر این موج قوی باشد، بارندگی شدید در بیشتر نواحی ایران رخ می‌دهد. تقویت این سیستم از سمت سودان باعث می‌شود بارش در بخش‌هایی از ایران، به ویژه در جنوب‌غربی، بیشتر شود. این سیستم‌های سودانی معمولاً از مسیرهای مختلف وارد کشور می‌شوند و به مناطق جنوبی و جنوب‌شرقی می‌آیند و رطوبت هوا را افزایش می‌دهند.
سیستم پرفشار در ایران:همزمان با این سیستم، یک سیستم پرفشار دیگر به نام پرفشار قزاقستان نیز وجود دارد که از طرف مرز مغولستان وارد ایران می‌شود. ورود این سیستم موجب ایجاد جریان‌های هوای باختری و نواحی با فشار بالا می‌شود. (این نواحی باعث می‌شوند تابستان‌ها هوا خنک و زمستان‌ها مه‌آلود شود). این جریانات بیشتر بر شرق و شمال‌شرق ایران تأثیر می‌گذارند.
سیستم‌های تحت‌حاره‌ای از عربستان سعودی: این سیستم‌ها در میزان بارش کشور ما تأثیر زیادی دارند. همچنین نوسانات هوای باختری که از مناطق تحت‌حاره‌ای سرچشمه می‌گیرد، می‌تواند باعث جلوگیری از تداخل توده‌های هوایی شود و این موضوع در نهایت به کاهش دما، رطوبت و بارندگی نسبت به قبل منجر می‌شود.
نکته مهم این است که باروری ابرها باید در مناطقی انجام شود که متوسط بارش سالیانه آنها بیش از 250 میلی‌متر باشد. در غیر این صورت، اثرگذاری باروری ابرها کاهش پیدا می‌کند.
ارتفاعات در باروری ابرها اهمیت زیادی دارند. به همین دلیل، در ایران ما بیشتر در ارتفاعات 12 استان مختلف کار کرده‌ایم. دلیل عدم موفقیت باروری ابرها در استرالیا، خشکی بسیار زیاد آن منطقه است.
بیشتر بخوانید در این زمینه
تهیه و گردآوری شده از مجله رضیم
مرضیه ملایری