ابرها چگونه بارور می‌شوند

در نگاه اول همه چیز طبیعی به نظر می‌رسید، اما بعد خبرهایی آمد که حاکی از این بود که فقط طبیعت نبوده که به داد پایتخت‌نشین‌ها رسیده، بلکه دانش بشر نیز بخش مهمی از این فرآیند بوده است؛ رویدادی که از آن به «بارورسازی ابرها» یاد می‌شود. وزش باد و سرمای شدید که در نیمه‌شب جمعه، تهرانی‌ها را غافلگیر کرده بود با بارشی دلچسب همراه بود که بر هیجان آنها افزوده بود. اکنون در حالی که برخی مقامات سازمان آب در وزارت نیرو از برنامه از پیش طرح‌ریزی شده برای چنین باران پرطراوتی خبر داده‌اند، برخی کارشناسان سازمان هواشناسی چنین نکته‌ای را رد و تأکید می‌کنند که بارش اخیر تهران بر اساس تغییر و تحولات سامانه‌های بارشی رخ داده، که از چند روز قبل پیش‌بینی شده بود. حالا این پرسش مطرح می‌شود که باران ابتدای هفته قبل در پایتخت کار کدام بوده است؟ طبیعت یا دانش بشر؟ پاسخ هرچه باشد یک نکته کاملا روشن و پرواضح است: تهرانی‌ها در ابتدای هفته بارانی دلچسب و به دنبال آن یکی از معدود روزهای با هوای پاک را تجربه کردند.

بارورسازی ابرها

ایده‌ای است جالب توجه و کاربردی که نزدیک به 70 سال از عمر آن می‌گذرد و در این رهگذر کم نبوده‌اند کشورهایی که در دوره‌های مختلف یا به عنوان دستورالعملی همیشگی از آن برای غلبه بر بحران کم آبی و کمک به توسعه کشاورزی خود استفاده کرده‌اند. نخستین بار در سال 1325 دانشمندی به نام وینسنت شفر در آزمایشگاه‌های تحقیقاتی شرکت جنرال الکتریک، ایده بارورسازی ابرها را به مرحله اجرا درآورد تا نشان دهد بشر به آن سطح از توانمندی دست یافته که به عنوان مکملی برای فرآیندی طبیعی حاکم بر اوضاع جوی وارد عمل شده و زمینه لازم برای بارش باران را مهیا کند. وی بر این باور بود که با استفاده از فاکتورهای مؤثر بسیار سرد (در حد انجماد) می‌توان کریستال‌های یخی موجود در ابرها را تقویت کرد تا شرایط مناسب برای بارش باران فراهم شود. شفر معتقد بود که می‌توان از موادی نظیر قرص‌های مخصوص نمک، پودر تالک، خاک‌های مخصوص و عوامل شیمیایی استفاده کرد که کمترین خطر زیست‌محیطی را به همراه داشته باشند. او در یکی از روزهای تابستان 1325 آنچه را که در ذهن داشت در محیط بسته آزمایشگاهی به واقعیت تبدیل کرد و حالا با گذشت نزدیک به 70 سال، هدیه او به جهان دست کمی از یک صنعت مدرن ندارد.

از منظر علمی، فرآیند بــارورسـازی ابرها به عنوان روشی متداول و از دید بسیاری از کارشناسان به عنوان بهترین شیوه برای تعدیل آب و هوا در نظر گرفته می‌شود که در مواقع بحرانی به مدد کشورهای مختلف می‌آید. روندی که در این فرآیند دنبال می‌شود ساختاری مشخص و واحد دارد که البته با اندک تفاوت‌هایی در کشورهای مختلف اجرا می‌شود. به این ترتیب که یکسری مواد تأثیرگذار به داخل ابرهایی که زمینه لازم برای بارش دارند تزریق می‌شود. این فرآیند از دو طریق ژنراتورهای زمینی یا هواپیما ـ که در این مدل می‌توان از راکت هم استفاده کرد ـ قابل انجام است و طی آن در ابرهای سرد، بلورهای یخ موجود در آنها افزایش یافته و همزمان تقویت می‌شود و در ابرهای گرم نیز که دمای آنها بالای صفر درجه سلسیوس است ریزقطرات موجود در دل ابرها تقویت می‌شود تا در نتیجه آن باران ببارد. بدون شک این الگوی دستکاری شده را می‌توان به عنوان نمایشی جذاب از توانمندی بشر برای بهبود نسبی شرایط زیست‌محیطی مناطق گرم و خشک و آلوده به شمار آورد که البته معمولا به عنــوان راهکاری موقتی در نظر گرفته می‌شود.

موادی که در بارورسازی ابرها به کار گرفته می‌شود

به طور کلی می‌توان تمام موادی را که برای بارورسازی ابرها به کار گرفته می‌شود در دو گروه تقسیم‌بندی کرد: مواد یخ‌ساز و مواد نم‌گیر. گروه نخست یعنی مواد یخ‌ساز در مورد ابرهایی به کار گرفته می‌شود که دمای آنها بسیار پایین است و در دل آنها ریزقطرات بلوری شکل یخ دیده می‌شود. موادی مثل یخ خشک، پروپان مایع، یدید نقره، نیتروژن مایع، دی‌اکسید‌کربن و یکسری دیگر از مواد آلی از جمله موادی به شمار می‌آیند که در ابرهای دارای ساختار مایع به شکل آب بسیار سرد تزریق می‌شود تا شروع به بارش کنند. در این میان استفاده از یدید نقره بیش از دیگر مواد کاربرد دارد. علت هم کاملا روشن است. شباهت فراوان ساختار مولکولی این ماده به یخ موجب شکل‌گیری پیوند‌هایی میان آن و بلور یخ و در نهایت بارش برف و باران می‌شود. موادی که گروه دوم را تشکیل می‌دهند برای بارورسازی ابرهای گرم به کار گرفته می‌شود. این مواد که معمولا نمک، نیترات آمونیوم و اوره هستند به دلیل برخورداری از ویژگی مهم جذب رطوبت، آب موجود در ابرهای مستعد را جذب کرده و بتدریج رشد می‌کنند که نتیجه نهایی آن بارش باران است.

کشورهای پیشرو در بارورسازی ابرها

نخستین بار در تاریخ، آمریکایی‌ها جرقه فناوری بارورسازی ابرها را زدند. با این حال امروزه در سوی دیگر جهان یعنی در روسیه، بالاترین سطح این دانش در مؤسسه رصدخانه آب و هواشناسی این کشور به عنوان پیشگام شناخته شده این عرصه به دیگر مناطق دنیا صادر می‌شود. پس از موفقیت شفر در محقق ساختن ایده بارورسازی ابرها در محیط آزمایشگاهی، دکتر لانگمویر از برندگان جایزه نوبل، آزمایش میدانی جالب توجهی انجام داد. او در بیست و دوم آبان 1325 با رصد یک ابر پوششی در نیویورک در ارتفاع 4200 متری و با دمای منفی 20 درجه سانتی‌گراد، حدود 36 کیلوگرم یخ خشک را روی آن پاشید و جالب این‌که در مدت کمتر از پنج دقیقه تمام آب موجود در ابر به شکل برف شروع به بارش کرد؛ هر چند به دلیل گرمای هوا، برف پیش از رسیدن به سطح زمین تبخیر شد. یک‌سال بعد «سازمان تحقیقات صنعتی و علمی استرالیا» از اولین باران دست ساز بشر در این کشور خبر داد تا مشخص شود بشر دیگر برای بارش برف و باران مثل گذشته منتظر نمی‌ماند و خود نیز دست به کار می‌شود. در ادامه محققان روسی در شوروی سابق با بهره‌گیری از نتایج این دست از آزمایشات، بزرگ‌ترین پروژه‌های مرتبط با فناوری بارورسازی ابرها را اجرا کردند.

در بیش از نیم قرن گذشته آمریکا از جمله کشورهایی بوده که همواره از بارورسازی ابرها برای رفع بحران کم‌آبی و کمک به توسعه کشاورزی استفاده کرده است. برای مثال در نوادا از سال 1339 تاکنون و بجز سال‌هایی که بارش‌های طبیعی زیاد بوده از بارورسازی ابرها استفاده شده است. در ایالت یوتا نیز از سال 1330 این فرآیند آغاز شده و جالب این‌که قوانینی هم برای آن وضع شده است. آیداهو و داکوتای شمالی نیز از دیگر ایالت‌هایی در آمریکا هستند که بارورسازی ابرها در آنها رایج است. در اکثر این پروژه‌ها، بارورسازی در فصل زمستان صورت می‌گیرد. در استرالیا نیز بارورسازی ابرها از سال 1326 و در چین از سال 1337 آغاز شده است. در شرق و جنوب شرق آسیا از اندونزی به عنوان کشوری پیشرو در این عرصه یاد می‌شود؛ به طوری کــــه جز بارورسازی ابرها در این کشور، پـروژه‌هــای مشابهی را نیز در کره جنوبی و چند کشور دیگر منطقه انجام داده است. در این سوی قــاره کهن عربستان، سوریه و امارات هم در دو دهه گذشته دل به فناوری بارورسازی ابرها بسته و از مواهب آن بهره برده‌اند.

بارورسازی ابرها در ایران

از ایران می‌توان به عنوان یکی از کشورهای پیشرو در این عرصه یاد کرد. نخستین بار در سال‌های 1353 تا 1357 و با همکاری یک شرکت کانادایی عملیات بارورسازی ابرها در حوزه آبریز سد کرج و جاجرود انجام شد. در آن پروژه از یک فروند هواپیمای مخصوص و تعدادی ژنراتور زمینی تصعید‌کننده یدیدنقره استفاده ‌شد. این فرآیند در سال‌های بعد از انقلاب اسلامی با سرعت بیشتری صورت ‌گرفت. در حد فاصل سال های 1368 تا 1374 چند پروژه پراکنده بارورسازی ابرها با استفاده از ژنراتورهای زمینی در ارتفاعات شیرکوه یزد انجام شد. سپس با راه‌اندازی مرکز ملی تحقیقات و مطالعات بارورسازی ابرها در یزد این فرآیند با جدیت بیشتری از سال 1376 ادامه یافت؛ به طوری که با همکاری رصدخانه آب و هواشناسی روسیه و انتقال فناوری بارورسازی ابرها به کشور، پروژه‌ای پنج ساله کلید خورد که نتیجه آن آموزش کامل نیروهای متخصص داخلی بود. در ادامه و در تابستان سال 1387 اولین پروژه مستقل بارورسازی ابرها توسط محققان داخلی با موفقیت در گیلان انجام شد. از آن زمان تاکنون مرکز ملی تحقیقات و بارورسازی ابرها پروژه‌های متعددی را در این زمینه انجام داده که بنابر اعلام وزارت نیرو، باران روزهای گذشته تهران نیز تا حدی متاثر از این پروژه‌های موفقیت‌آمیز بوده است.

مهدی پیرگزی ‌/‌ جام‌جم