در چه شرایطی اقدام به بارودسازی ابرها می شود؟
2072805#0
بارورسازی ابرها یا ابرآمایی تعدیل آب و هوا، به وسیله افزودن مواد به داخل یک ابر با هدف تقویت تشکیل و رشد «بلورهای یخ» (Ice Crystal) در ابرهای سرد (بیشتر حجم ابر در دمای زیر صفر درجه سلسیوس است) و رشد قطرک‌های درون ابرهای گرم (بیشتر حجم ابر دارای دمای بالای صفر درجه سلسیوس) و در نتیجه افزایش بارش برف یا باران است. به عبارت دیگر باروری ابرها روشی برای تأثیرگذاری بر روی ابرهای طبیعی است که در آن با استفاده از مواد شیمیایی آب بیشتری از ابر به شکل باران یا برف درست می‌شود. بیشترین عواملی که در باروری ابرها برای تولید باران سرد و طرح‌های باروری ابرها برای تقویت بارش برف به کار می‌روند یدید نقره و یخ خشک (دی‌اکسید کربن منجمد) هستند. عواملی دیگر مانند گازهای مایع (به عنوان مثال نیتروژن مایع) نیز می‌توانند برای بارور کردن ابرها در این دسته مورد استفاده قرار گیرند.
بارورسازی ابرها
2072805#5
مواد مورد استفاده در پروژه‌های باروری ابرها که «عامل‌های باروری ابرها» نیز نامیده می‌شوند بسته به نوع ابر و فرایندهایی که در رشد قطرک‌های ابر شرکت می‌کنند به دو گروه «مواد یخ‌ساز» و «مواد نم‌گیر» تقسیم می‌شوند. عامل‌های یخ‌ساز در ابرهایی که دارای ساختار مایع به‌صورت آب اَبَرسرد هستند موجب ایجاد بلورهای یخ می‌شوند. این عامل‌ها عبارتند از یدید نقره، یخ خشک، «پروپان مایع»، «نیتروژن مایع»، «دی‌اکسیدکربن مایع» و برخی مواد آلی. از بین این مواد، یدید نقره و یخ خشک (دی‌اکسید کربن جامد) متداول‌ترین عامل‌های مورد استفاده در باروری ابرهای سرد هستند. عامل‌های نم‌گیر در ابرهای گرم به ‌دلیل داشتن قابلیت جذب رطوبت، آب محتوی ابر را جذب کرده و رشد می‌کنند و موجب ریزش باران می‌گردند. نمک، اوره و نیترات آمونیوم از جمله این عامل‌ها هستند.
بارورسازی ابرها
889845#52
باروری یا تخم پاشی ابرها در واقع یک روند طبیعی است که در آن ابرها به بخار آب و سپس به باران تبدیل می‌شوند. روش باران مصنوعی برای اولین بار در سال ۱۹۵۰ توسط فرانسوی‌ها تجربه گردید. فعلاً در ۲۴مملکت دنیا مروج است. باران مصنوعی در کشور چین هند آسترلیا آمریکا و کشورهای شرق میانه مروج بوده توانسته‌است از ۵–۲۵ درصد مقدار بارندگی را بلند مبرد. برای ایجاد باران مصنوعی باید عوامل چون ابر، رطوبت، گرمی هوا و سایر شرایط جوی فراهم باشد. رطوبت (وزن بخار آب موجود در یک متر مکعب هوا) عامل مهمی در تشکیل ابرهاست، هر قدر هوا گرمتر باشد، قابلیت بیشتری برای داشتن بخار آب و تشکیل ابر دارا است. غرض اینکه چگونه ابر ساخته شود وباران ببارد لازم است هزارات ذرات آب هوا باهم یکجا شده پس از وزنبین شدن به زمین بریزد. برای تشکیل ابر وجود ذرات میکروسکوپی گرد و خاک، دوده، بلورهای نمک ویخ لازمی است. دو اصول برای بارش از ابرها به نام روند باران گرم و روند باران سرد وجود دارد: ۱باران گرم: در مناطق حاره، باران از ابرهایی می‌بارد که هرگز دمای آن‌ها زیر صفر نیست آن را باران گرم می‌نامند. 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. ۲باران سرد: زمانی که دمای ابر یا قسمتی از آن پایین‌تر از صفر باشد، بلورهای یخ با جذب رطوبت اطراف خود سریعاً شروع به رشد می‌کنند تا اینکه وزن زیاد باعث فرود آن‌ها می‌شود. این بلورها هنگام فرود اگر از مکان‌های گرم بگذرند به باران تبدیل می‌شود و در صورت سرد بودن به‌شکل برف فرود می‌آیند. در مناطق قطب شمال و جنوب که مقدار کاربن دای اکساید و ذرات گرد و دود نیست ویا خیلی کم است ولی همیشه برف می‌بارد دلیل ان یخ شدن ذرات کوچک بخار در هوا پس از یکجا شدن چندین هزار ذرات وزن زیاد شده به‌شکل برف پائین شده به زمین می‌ریزد در بعضی مناطق که هوای پائین یعنی ۲–۳کیلومتر گرم است برف آب شده به باران تبدیل می‌شود انسان از طریق باروری ابرها می‌تواند از لحاظ تعداد و نوع هسته‌های تشکیل باران به طبیعت کمک کند. باروری به وسیلهٔ مواد جذب‌کننده رطوبت مانند بلور نمک و یوریا که می‌تواند برای سرعت دادن به روند بارش گرم بکار رود. باروری به وسیلهٔ یود نقره(AGI) و یخ خشک (کاربن دای اکساید یخ شده) پروپان مایع و نمک در افزایش باران در روند بارش سرد به ابرهایی که کمبود هسته دارند کمک می‌کند. تمامی ابرها نمی‌تواند باران را بیاورد به‌خصوص ابرهای که خیلی‌ها بلنداند.
تنظیم منابع آب در افغانستان
2072805#4
در باروری ابر سرد ورود ماده‌ای هسته ساز مانند یدید نقره، که دارای ساختار کریستالی شبیه به یخ است بدون سرد کردن محیط باعث انجماد قطرک‌های اَبَر سرد می‌شود (هسته‌سازی ناهمگن). اما یخ خشک یا نیتروژن مایع محیط اطراف خود را به حدی سرد می‌کنند که بلورهای یخ می‌توانند خود به خود از فاز بخار هسته‌سازی کنند. برخلاف باروری با یدید نقره، این هسته سازی خود به خودی، نیازی به وجود هیچ قطرک یا ذره‌ای ندارد چرا که این روش فوق اشباع بسیار بالایی در نزدیکی ماده باروری ایجاد می‌کند. اساس باروری ابرها بخصوص در عرض‌های میانی، بر اختلاف فشار بخار اشباع روی آب و یخ است؛ بنابراین هنگامی که ذرات یخ در ابرهای فوق سرد شکل می‌گیرند، به دلیل فشار بخار اشباع کمترشان نسبت به قطرک‌های آب، در مجاورت این قطرات مایع رشد کنند. اگر ذرات به اندازه کافی رشد کنند به صورت برف (یا، اگر ذوب رخ دهد، باران) از ابرها سقوط می‌کنند در غیر این صورت بارشی رخ نمی‌دهد. این فرایند به عنوان «باروری استاتیکی» شناخته می‌شود. در استراتژی باروری «دینامیکی» فرض بر این است که گرمای نهان اضافی ناشی از تغییر فاز مایع به جامد در ابر، باعث افزایش شناوری، تقویت جریانات بالارونده، تضمین بیشتر همگرایی سطوح پایین و در نهایت رشد سریع ابرهای منتخب می‌شود. مواد شیمیایی باروری ابر ممکن است توسط هواپیما یا توسط دستگاه‌های پخش‌کننده واقع بر روی زمین (ژنراتورها) وارد ابر شوند. در روش باروری با هواپیما، یدید نقره در هنگام پرواز هواپیما در داخل ابر سوزانده و پخش می‌شوند. در باروری با ژنراتورهای زمینی، ذرات ریز پس از خروج از ژنراتور توسط جریان هوا در مسیر باد و به سمت بالا قرار گرفته و وارد ابر می‌شوند و بارور می‌شوند.
بارورسازی ابرها
2072805#7
پروژه‌های باروری ابرها در ایران ابتدا توسط وزارت نیرو از سال ۵۳ الی ۵۷ با همکاری یک شرکت کانادایی و با استفاده از یک فروند هواپیما و تعدادی ژنراتورهای زمینی تصعیدکننده یدید نقره بر روی حوزه آبریز سد کرج و جاجرود انجام شد. باروری ابرها طی سال‌های ۶۸ الی ۷۴ به صورت پراکنده و با استفاده از ژنراتورهای زمینی در ارتفاعات شیرکوه یزد به اجرا درآمد. سپس با ابلاغ وزیر وقت نیرو در بهمن ماه ۱۳۷۵، مرکز ملی تحقیقات و مطالعات باروری ابرها در یزد تأسیس و از سال ۱۳۷۶ رسماً آغاز به کار کرد. پس از تشکیل این مرکز، از سال ۷۷ با همکاری رصدخانه آب و هواشناسی روسیه انتقال تکنولوژی باروری ابرها به ایران در قالب یک طرح ۵ ساله شامل اجرای پروژه‌های باروری ابرها (یزد-۱، یزد-۲، یزد-۳ و یزد-۵)، تجهیز مرکز به امکانات و تجهیزات لازم (تجهیز دو فروند هواپیمای آنتونوف ۲۶ به تجهیزات شلیک پیروپاترون‌های یدید نقره و تزریق نیتروژن مایع و نصب و راه‌اندازی سه دستگاه رادار هواشناسی آکسوپری) و آموزش پرسنل ایرانی در قالب سه گروه عملیات پروازی، رادار و تجهیزات، مطالعات و ارزیابی صورت پذیرفت. پس از پایان ۵ دوره اجرای طرح باروری ابرها که با حضور متخصصین روسی به همراه انتقال تکنولوژی و آموزش کارشناسان صورت پذیرفت اولین پروژه اجرای مستقل توسط کارشناسان ایرانی در تابستان ۸۷ در استان گیلان به انجام گرفت. این مرکز از آن زمان تاکنون پروژه‌های متعدد اجرایی و مطالعاتی باروری ابرها در مناطق مختلف کشور به اجرا گذاشته‌است.
بارورسازی ابرها
2072805#3
بخش فیزیک ابر و تعدیل آب و هوا، مؤسسه رصدخانه آب و هواشناسی روسیه، طیف وسیعی از مطالعات در زمینه فرایندهای تشکیل بارش در انواع مختلف ابرها را انجام می‌دهد. این مطالعات بمنظور توسعه روش‌های کنترل بارندگی اعم از افزایش یا کاهش صورت می‌گیرد. فناوری افزایش بارندگی که در روسیه ابداع شد هم در خود کشور و هم در دیگر کشورها از قبیل کوبا، سوریه و ایران مورد استفاده قرار گرفت. علاوه بر این فناوری دیگری نیز برای جلوگیری یا کاهش قابل ملاحظه بارندگی به منظور ایجاد مصنوعی شرایط آب و هوایی مناسب در شهرهای بزرگ از قبیل مسکو، سن پترزبورگ، تاشکند، آستانه، کازان در زمان برگزاری جشن‌های مردمی و رویدادهای مهم اجتماعی و ورزشی ایجاد شده‌است.
بارورسازی ابرها
2072805#1
تعدیل آب و هوا تلاش بشر جهت ایجاد تغییر کوتاه‌مدت آب و هوای طبیعی است که در بیشتر مناطق دنیا به‌منظور افزایش بارش از ابرها، کاهش اثرات منفی «طوفان‌های تندری»، کاهش تگرگ از طوفان‌های تگرگ و از بین بردن مه در فرودگاه‌های پرترافیک یا بزرگراه‌ها انجام می‌شود. افزایش تقریبی۱۰ تا ۲۰ درصد بارندگی سالیانه، باعث افزایش بالا آمدن سطح آب رودخانه‌ها و دریاچه‌های مورد استفاده برای آشامیدن، کشاورزی و تولید نیروی برق‌آبی می‌شود. برای مثال در اندونزی هدف از باروری ابرها افزایش ذخیره آب مخازن برای استفاده در سال‌های خشکسالی، در استرالیا به وجود آمدن برف بیشتر، بهبود صنعت توریسم در ارتفاعات برفی و در چین، علاوه بر افزایش بارش، گاهی جهت کاهش دمای تابستان و در نتیجه کاهش مصرف برق برای تهویه مطبوع می‌باشد. از میان تمام کاربردهای تعدیل آب و هوا، بیشتر پروژه‌های عملیاتی بر افزایش بارش متمرکز است.
بارورسازی ابرها
2072805#8
شاید به جرات بتوان پاشیدن مواد به ویژه یدید نقره را عدم تأثیرگذاری مستقیم و عدم توانائی در کنترل آن توصیف کرد. در این روش بالاترین ضریب موفقیت ۱۳ درصد عنوان شده‌است. در برخی موارد عدم کنترل بر هسته بارناکی می‌تواند منجر به وقوع سیلاب‌های ویرانگر گردد. از نظر اقتصادی پاشش یدید نقره (به عنوان بهترین راندمان) هنوز مقرون به صرفه نیست.
بارورسازی ابرها
16237#18
به همین ترتیب، فرایند به هم پیوستگی برخوردی تنها زمانی می‌تواند کار کند که ابرها حاوی قطرات مایعی باشند که اندازه شان به‌طور متوسط بزرگتر از ۰٫۰۲ میلیمتر است. از آنجایی که همه ابرها چنین نیستند، همه آنها قادر به تولید بارش با به هم پیوستگی برخوردی نیستند. ابرهایی که کم عمق یا باریکند برای به هم پیوستگی برخوردی مناسب نیستند، زیرا فاصله کافی وجود ندارد تا قطره‌های باران با بقیه قطره‌ها برخورد کنند و به اندازه کافی رشد کنند تا از درون ابر سقوط کنند. ابرها با عمق عمودی زیاد بهتر باران تولید می‌کنند.
باران
5326612#5
باکتریهای موجود در ابرها ممکن است برای استفاده از باران به عنوان ابزاری برای پراکندگی خود تکامل یافته باشند. به گفته برنت کریستنر، میکروبیولوژیست دانشگاه ایالتی لوئیزیانا، این باکتری‌ها در مکان‌هایی مانند قطب جنوب، منطقه یوکان کانادا و آلپ‌های فرانسه در برف، خاک و نهال یافت می‌شوند. پیشنهاد شده‌است که باکتری‌ها بخشی از بازخورد ثابت بین اکوسیستم‌های زمینی و ابرها هستند. آنها ممکن است به بارندگی متکی باشند تا در زیستگاه‌های جدید گسترش پیدا کند، دقیقاً به همان روشی که گیاهان به دانه‌های گرده‌های بادگیر متکی هستند. با این شواهد احتمالاً بارش زیستی یک عنصر کلیدی از چرخه حیات باکتریها است.
بارش زیستی