تورم بی‌آبی؛ بارورسازی ابرها راهکاری برای فرار از خشکسالی
بارورسازی ابرها یکی از شاخه‌های علم تعدیل آب و هواست و شامل تأثیرگذاری بر سیستم‌های ابری موجود می‌شود. البته اولین شرط تأثیرگذاری بر یک سیستم ابری، وجود ابر است و در واقع بدون وجود ابر، این تاثیرگذاری مفهومی نخواهد داشت.
به گزارش ارک خبر، درصد تورم بی‌آبی کشور در چند سال گذشته تک‌رقمی بود؛ اما متأسفانه از چند سال پیش این تورم دورقمی شده است! تورم امسال نسبت به سال قبل ۲۰ درصد افزایش یافته و این یعنی حجم بارش‌های سراسر کشور نسبت به سال قبل ۲۰ درصد کاهش یافته است.
خشکسالی یکی از مهم‌ترین مخاطرات جوی و پدیده‌ای آرام و خزنده است که به مرور زمان افزایش می‌یابد و ناگهان به یک بلای طبیعی تبدیل می‌شود. در این زمان که افزایش دما و کاهش بارش سبب خشکسالی در بسیاری از نواحی جهان شده است، شاید بشر بتواند با کمک فناوری و انجام کاری متفاوت مانند “بارورسازی ابرها” بر این مشکل غلبه کند.
ابرها از قطرات ریز آب یا کریستال‌های یخ تشکیل شده‌اند که اینها نیز هنگامی که بخار آب در جو سرد شده و در اطراف ذره‌ای از گرد و خاک یا نمک متراکم می‌شود، تشکیل می‌شوند. بدون این ذرات که به عنوان هسته‌های تقطیر شناخته می‌شوند، قطرات باران یا دانه‌های برف تشکیل نمی‌شوند و در نتیجه بارش رخ نمی‌دهد.
بارورسازی ابرها یک روش تعدیل کنند آب و هوا است که طی آن با افزودن هسته‌های تقطیر به جو، توانایی ابرها در تولید باران یا برف افزایش یافته و شرایط لازم برای تشکیل دانه‌های برف یا قطرات باران فراهم می‌شود. پس از بارور شدن ابرها، فرایند بارش به زمین رخ می‌دهد.
باروری ابرها چگونه عمل می‌کند؟
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 هسته‌سازی 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.
پیشینه و تاریخچه بارورسازی ابرها
در سال ۱۹۳۲ دانشمندان روسی در مؤسسه باران مصنوعی در جهت کشف راهی برای تعدیل مصنوعی آب و هوا سرگرم تحقیق شدند. نخستین آزمایش باروری ابر در سال ۱۹۳۷ در هلند به وسیله یخ خشک صورت گرفت. در سال ۱۹۴۲ یک دانشمند آلمانی بنام فندایزن آزمایش بارورسازی ابرها را توسط هواپیما انجام داد. او برای بارور کردن ابرها از شن و ماسه استفاده کرد اما نتیجه کار چندان موفقیت‌آمیز نبود. متأسفانه فندایزن در طول جنگ جهانی دوم کشته شد و نتوانست آزمایشهای خود را ادامه دهد اما فعالیت‌های جدی در این زمینه پس از جنگ جهانی دوم آغاز شد.
در سال ۱۹۴۶ میلادی دکتر برنارد ونگوت کشف کرد که بلورهای بسیار ریز یدید نقره باعث تشکیل بلورهای یخ در بخار آب می‌شوند. ونگوت به این دلیل یدید نقره را برگزید که فاصله مولکول‌ها در شبکه بلوری آن با فاصله مولکول‌های آب در شبکه بلور یخ بسیار نزدیک است همچنین او روشی را ابداع کرد تا بتوان ذره‌های بسیار ریزی از یدید نقره را فراهم آورد.
در همان زمان وین سنت شیفرو اروینگ لانگمویر در آزمایشگاه شرکت جنرال الکتریک آمریکا روی طرح بارورسازی ابرها با یخ خشک (دی‌اکسیدکربن جامد) کار می‌کردند. آنها مقدار زیادی یخ خشک را با هواپیما در میان ابرها پاشیدند و بارش مصنوعی ایجاد کردند.
شفر در آزمایشگاه جنرال الکتریک برای اولین بار موفق به ایجاد باران مصنوعی شد وی پی برد یخ خشک می‌تواند قطره‌های آب ابر سرد (قطره‌های آب مایع با دمای زیر صفر درجه سانتی‌گراد) را به کریستال‌های یخ تبدیل کند. او در آزمایشی در حدود ۱.۵ کیلوگرم یخ خشک را توسط هواپیما در داخل ابرهای استراتوکومولوس تزریق کرد. در این آزمایش، شفر بعد از حدود پنج دقیقه بارش برف در زیر ابر را مشاهده کرد.
به این ترتیب شفر و دیگران، آزمایشهای خود را ادامه دادند و در حدود سال‌های ۱۹۵۰ باروری ابرها بصورت یک فن‌آوری آغاز شد. از آن تاریخ تاکنون پروژه‌های باروری ابرها در بسیاری از کشورهای جهان اجرا شده است.
بارورسازی ابرها در ۵۰ کشور دنیا
براساس گزارش‌های منتشر شده از طرف سازمان جهانی هواشناسی در حال حاضر بیش از ۵۰ کشور دنیا در حال اجرای پروژه‌های تحقیقاتی و اجرایی در زمینه تکنولوژی باروری ابرها هستند.در این میان می‌توان به کشورهای روسیه و آمریکا به عنوان دو کشور پیشگام که تحقیقات مفصل و دامنه‌داری در این زمینه انجام داده‌اند و دارای سابقه طولانی در اجرای پروژه‌های تحقیقاتی و اجرایی در این زمینه هستند، اشاره کرد.
ایران در سومین سال خشکسالی شدید
عزیز کریمی مدیرکل دفتر غلات و محصولات اساسی وزارت جهادکشاورزی با بیان اینکه سومین سال خشکسالی شدید در کشور است، افزود: امسال بارندگی‌ها در کشور ۲۰ درصد کاهش یافته است. می‌توان با کاهش بارندگی‌ها برای دستیابی به پایداری تولید با استفاده از ارقام جدید و یافته‌های محققان داخلی و خارجی سهم تولید را افزایش داد.
کریمی در ادامه رعایت نشدن تناوب در دیمزارها را از مشکلات اساسی تولید در کشور دانست و گفت: اولویت دفتر غلات و محصولات اساسی وزارت جهاد کشاورزی استفاده از آب باران به عنوان آب سبز و بهبود معیشت کشاورزان است.
باروری ابرها راهی برای مبارزه با تغییرات اقلیم
باروری ابرها به عنوان روشی علمی در تعدیل آب و هوا قدمتی ۸۰ ساله در تحقیقات آزمایشگاهی دارد و بسیاری از دانشمندان و فعالان حوزه آب در سراسر دنیا طی سالها، تحقیقات بسیاری انجام دادند تا بتوانند با افزودن مواد به‌داخل یک ابر (با استفاده از ژنراتورهای زمینی، موشک و یا هواپیما) به افزایش بارش کمک کنند.
به‌عبارت‌دیگر باروری ابرها یا ایجاد باران مصنوعی روشی برای تأثیرگذاری روی ابرهای طبیعی است که در آن با استفاده از مواد شیمیایی، آب بیشتری از ابر به شکل باران یا برف گرفته می‌شود.
در ایران نیز تحقیق و مطالعه روی این روش از سالها پیش آغاز شده و مرکز ملی تحقیقات و مطالعات باروری ابرها وابسته به مرکز تحقیقات آب در وزارت نیرو، به عنوان تنها مرکز اجرایی و تحقیقاتی در زمینه تعدیل وضع هوا و انجام پروژه های افزایش بارش در کشور، روی این روش متمرکز شده است.
حال با توجه به موضوع کاهش بارندگی در کشور و نیز معضل کم آبی، استفاده از روش بارورسازی ابرها در محافل مختلف مدیریتی مطرح شده و قرار است به عنوان یکی از راهکارهای افزایش بارندگی اجرایی شود.
با این وجود اما در اینکه روش بارورسازی ابرها روش قطعی و تاثیرگذار برای حل معضل کم آبی است همچنان در محافل علمی محل مناقشه است.
موافقان بارورسازی ابرها می گویند که این روش یک واقعیت علمی تایید شده توسط مجامع علمی بین المللی است که در صورت مدیریت درست، می تواند باعث افزایش بارندگی شود. اما مخالفان این پروژه معتقدند که به اجبار و صرف هزینه بسیار نمی توان ابر بدون رطوبت را بارور کرد و اگر این روش کارگشا بود کشورهای پیشرفته مشتری اصلی آن بودند.
به اعتقاد مخالفان بارورسازی ابرها، حتی اگر باران زایی با این روش ممکن باشد، حجم بارش تولید شده بسیار محدود است و باید به جای اتکا به راه‌حل‌های کوتاه مدت، بر کاهش مصرف و نیاز آبی کشور تمرکز کنیم.
ضرورت ایجاد مرکز بارورسازی ابرها در شمالغرب
رضا کهولی؛ پژوهشگر حوزه آب با تاکید بر اینکه موضوع آب و گرمایش زمین یک مسئله جهانی است، گفت: بخش علمی استان وظیفه خود را در حوزه مدیریت آب انجام داده است.
وی با اشاره به اینکه در حال حاضر در تمام دنیا بحث بازچرخانی آب مطرح است، تاکید کرد: در بسیاری از کشورها اکنون صنایع از پساب کارخانجات خود در چرخه تولید استفاده می‌کنند. اما ما در اینجا با وجود احداث چندین تصفیه خانه، از آب آشامیدنی در صنایع از جمله پالایشگاه و پتروشیمی استفاده می‌کنیم.
کهولی با تاکید بر ضرورت بازچرخانی آب در حوزه شهری و صنعتی و استفاده از تکنولوژی‌های جدید در حوزه منابع آبی در شهرها افزود: علیرغم بحران آب در تبریز، همچنان شهرداری بازچرخانی آب را در اولویت قرار نداده است.
وی افزود: در بحث استحصال آب می‌توان از طریق تکنولوژی بارورسازی ابرها، حداقل ۹ درصد میزان بارش‌ها را افزایش داد و به همین منظور باید مرکز بارورسازی ابرها در شمالغرب کشور احداث شود.
دو منطقه میشو و سهلان، بهترین مکان برای ایجاد مرکز ثابت بارورسازی ابرها
مجتبی جلیل زاده؛ معاون حفاظت و بهره‌برداری شرکت آب منطقه‌ای آذربایجان شرقی گفت: دو منطقه میشو و سهلان، بهترین مکان برای ایجاد مرکز ثابت زمینی بارورسازی ابرها هستند.
وی با اشاره به کاهش میزان بارندگی‌ها در استان، افزایش دما و به‌تبع آن افزایش تبخیر آب اظهار کرد: برای مدیریت منابع آبی استان باید مصرف بخش کشاورزی از طریق تکنولوژی‌های نوین و تعریف معیشت جایگزین مدیریت شود، همچنین در بخش مصارف خانگی نیز ضروری است تا به صورت مستمر فرهنگسازی شود.
ضرورت مستقر شدن هواپیماهای بارورسازی ابرها در استان
احمد فاخری‌فرد؛ استاد دانشکده مهندسی آب دانشگاه تبریز با تاکید بر اینکه تحقیقات گسترده‌ای در دانشگاه تبریز در حوزه دریاچه ارومیه و آجی چای صورت گرفته است، گفت: اقدامات متعددی از سوی بخش‌های مختلف علمی استان در این زمینه صورت گرفته و حتی به صورت دشت به دشت میزان مصرف آب و تعیین کاربری اراضی مشخص شده است، اما تاکنون هیچ یک از این طرح‌های علمی اجرایی نشده‌اند.
وی بر ضرورت حرکت به سمت هوشمندسازی، ارتقای سیستم‌های آبیاری، تعیین الگوی کشت، مدیریت بارش‌های غیر فصل زراعی و هدایت بارش‌ها به سمت منابع زیرزمینی برای مدیریت مصرف آب تاکید کرد.
فاخری‌فرد ادامه داد: در حال حاضر باید با انجام روش‌های کوتاه مدت، میان‌مدت و درازمدت در راستای احیای دریاچه ارومیه گام برداریم.
وی انتقال آب از دریاچه وان، مقابله با برداشت‌های غیر مجاز از خط رودخانه در فصول غیر زراعی، بهره‌گیری از آب‌های تسویه‌خانه‌های شهرهای اطراف دریاچه ارومیه و مدیریت مصرف در داخل حوزه را از نکات اساسی در رابطه با احیای دریاچه ارومیه دانست.
فاخری‌فرد همچنین با تاکید بر اهمیت بارورسازی ابرها در شمالغرب کشور گفت: اگر هواپیماهای بارورسازی ابرها در استان مستقر شود، ما با توجه به سرعت، ضخامت و دمای ابر، به‌راحتی می‌توانیم در زمان مناسب ابرها را بارور کنیم.
شناسایی ۲۷ نقطه آذربایجان‌شرقی برای توپخانه‌های ابری
یوسف غفارزاده، مدیرعامل شرکت آب منطقه‌ای آذربایجان‌شرقی در گفت‌وگو با خبرنگار فارس در تبریز در خصوص بارورسازی ابرها در استان بیان داشت: بارورسازی ابرها در استان ما سابقه ۱۵ ساله دارد که تاثیرگذاری تا ۱۰ درصدی داشته است که در نوع خود زیاد است.
وی با بیان اینکه دو روش برای بارورسازی ابرها وجود دارد، ادامه داد: یکی از روش‌ها این است که هواپیما و هلی‌کوپتر به بالای ابرها رفته و ابرها را بارور می‌کنند و روش دیگر این است که از پایین به روش ژنراتور و توپخانه‌های ابری مستقر شده و ابرها را بارور می‌کنند.
وی یادآور شد: با توجه به اینکه مقوله بارورسازی با هواپیما اقتصادی نیست و همچنین با توجه به اینکه مرکز بارورسازی در شهر یزد قرار گرفته است، تردد و اجاره هواپیما غیراقتصادی و سخت است، از این‌رو استان آذربایجان‌شرقی به عنوان استان پایلوت انتخاب شده است و ۲۷ نقطه در استان انتخاب شده و توپ‌ها مستقر شده تا در زمان‌های لازم عملیات شلیک و باروری اتفاق بیافتد.
مدیرعامل شرکت آب منطقه‌ای استان خاطرنشان کرد: امید است تا پایان سال این سامانه مهم را در استان مستقر کنیم تا کمکی در بارورسازی ابرها بشود.
اظهارات مخالفان و موافقان بارورسازی ابرها که در اجرای این پروژه نقشی نداشته و صاحبنظران کاملا مستقل اجرای این طرح هستند، بر یک موضوع مشترک است و آن این است که این روش علمی اگرچه در کشورهای مختلف پیاده سازی شده اما روش قطعی و صددرصدی برای حل مشکل کم آبی و افزایش بارندگی نخواهد بود و بهترین راه در کشور ما مانند سایر کشورها می تواند مدیریت بر مصرف و تقاضای آب باشد.
