Viljelijät ovat pitkään toivoneet voivansa hallita sadetta, ja nyt sään manipulointi voi tehdä juuri niin. Pilvien kylvössä, joka on yleisin tapa muuttaa säätä, ammutaan hopeajodidia tai muita kemikaaleja pilviin sateiden aikaansaamiseksi. Toisin sanoen hopealuoti voi saada sateen satamaan.
Tämä tekniikka ei ole täydellinen, eikä sillä voida ratkaista kroonista kuivuutta, mutta se on suhteellisen edullinen, ja monet yhteisöt eri puolilla maailmaa tarvitsevat epätoivoisesti vettä. Tutkijat käyttävät säänmuokkausta sateiden tehostamiseksi ja vesivarojen lisäämiseksi, sumun hajottamiseksi ja raekuurojen minimoimiseksi myrskyjen aikana. Yksityiset yritykset ja valtion tukemat ryhmät ovat jopa käyttäneet pilvien kylvöä pudottaakseen tuoretta lunta hiihtovuorille ja puristaakseen sateet pois ennen Pekingin olympialaisten kaltaisia suurtapahtumia vuonna 2008.
Mitä on pilvien kylvö?
Ajatuksena ei ole luoda pilviä tyhjästä, vaan puristaa viimeisetkin sadepisarat luonnossa esiintyvistä pilvistä. Mitä pilvien kylvö on?
Pilvien kylvö lisää aineita pilviin ampumalla niitä maasta tai pudottamalla niitä lentokoneista. Ilma sisältää jo valmiiksi vesihöyryä, mutta pilvien kylvö voi kannustaa vettä tiivistymään, kunnes se putoaa taivaalta. Normaalisti, kun ilma nousee ilmakehään, se jäähtyy ja muodostaa jääytimiksi kutsuttuja hiukkasia, jotka kasaantuvat yhteen ja muodostavat pilviä. Kun tarpeeksi monta pilvipisaraa yhdistyy, ne kasvavat suuremmiksi, kunnes ne ovat niin painavia, että ne putoavat maahan jossakin sademuodossa, joka määräytyy lämpötilan ja muiden olosuhteiden mukaan. ”Siemenen” lisääminen antaa pilville vauhtia luomalla jääytimiä, jotka kasvavat normaalia nopeammin ja suuremmiksi.
Glaciogeeninen kylvö on tekniikka, jolla kylmistä pilvistä puristetaan vettä. Jo vuonna 1946 Bernard Vonnegut (kirjailija Kurtin veli) oli yksi General Electricin tutkijoista, jotka havaitsivat, että hopeajodidi voi auttaa pilviä muodostamaan jääkiteitä. Tutkijat eivät vieläkään ole aivan varmoja siitä, miten se toimii, mutta on mahdollista, että jää sitoutuu helposti hopeajodidin kanssa, koska molemmilla on samanlainen rakenne molekyylitasolla. Kun useammat hiukkaset törmäävät toisiinsa, muodostuu jääkiteitä, ja pian pilvi on täynnä raskaita vesipisaroita, joista tulee sadetta. Vastaavasti hygroskooppinen kylvö on lämpimien pilvien tekniikka, jossa yksinkertainen suola auttaa rohkaisemaan vesipisaroita törmäämään toisiinsa ja tuottamaan sadetta.
Muita vuosien varrella harkittuja sään manipulointitekniikoita ovat muun muassa: myrskyjen puhaltaminen poispäin maasta tuulimyllyillä, valtameren jäähdyttäminen kryogeenisellä materiaalilla tai jäävuorilla, pinnan haihdunnan viivyttäminen monomolekyylisillä kalvoilla, hurrikaanin puhaltaminen hajalleen vety- tai laserpommeilla ja ilman ruiskuttaminen myrskyn ytimiin. Pilvien kylvö on vallinnut, koska se on yksinkertaisin ja kustannustehokkain tapa muuttaa säätä.
Kuka manipuloi säätä?
Vaikka sään manipulointi pysyttelee tiedeyhteisön marginaalissa, sitä harjoitetaan laajemmin kuin voisi olettaa. Yli 50 maassa eri puolilla maailmaa on tällä hetkellä säänmuokkausohjelmia, ja Maailman ilmatieteen järjestö järjesti juuri kesäkuussa 2017 Genevessä säänmuokkausta käsittelevän asiantuntijaryhmän kokouksen.
Säänmuokkauksen syyt vaihtelevat sen mukaan, missä operaatio tapahtuu. Venäjä on poistanut pilvipeitteen kansallisen juhlapäivän ajaksi, kun taas Intia on keskittynyt kannustamaan sadetta kuivuusoloissa.
Kiina nousi otsikoihin, kun viranomaiset kertoivat puhdistaneensa taivaan ampumalla suolalla täytettyjä luoteja pilviin ennen Pekingin olympialaisia vuonna 2008. Sitten vuonna 2016 Kiinan hallitus ilmoitti, että se oli osoittanut 199 miljoonaa juania (29,76 miljoonaa dollaria) säämuokkausohjelmaansa kuivuuden torjumiseksi ja luonnonkatastrofien vaikutusten vähentämiseksi.
Yhdistyneet arabiemiirikunnat (Arabiemiirikunnat, UAE) käynnisti vuonna 2015 viiden miljoonan dollarin tutkimusohjelman ”sateen tehostamistiedettä” varten. Pohjavesivarannot olivat käymässä vähiin, ja veden kysynnän ennustetaan kaksinkertaistuvan seuraavien 15 vuoden aikana maan kasvun jatkuessa. Vuonna 2016 Arabiemiirikunnat toteuttivat 177 pilvien kylvöoperaatiota – pääasiassa hygroskooppista kylvöä vuoristossa veden lisäämiseksi pohjavesivarastoihin ja säiliöihin.
Yhdysvalloillekaan sään manipulointi ei ole vierasta. 1960-luvun puolivälistä 1980-luvun alkuun NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) jatkoi aktiivisesti Project STORMFURY -ohjelmaa, joka oli hurrikaanien kokeellinen muokkausohjelma. Pilvien kylvöä on käytetty erityisesti Suurilla tasangoilla ja läntisissä osavaltioissa kuivuuden torjumiseksi.
Wyomingissa saatiin juuri valmiiksi 15 miljoonan dollarin tutkimus, joka kesti 10 vuotta ja jossa todettiin, että pilvien kylvö voi lisätä olemassa olevaan myrskyyn keskimäärin 10 prosenttia lisää lunta. Idahossa National Science Foundation rahoitti tänä vuonna osittain tutkimushanketta, jossa testataan pilvien kylvämistä lumen määrän lisäämiseksi lähellä yhteisöjä, joissa sitä voidaan käyttää viljelykasvien kasteluun ja vesivoiman tuotantoon.
”Idaho Power on kiinnostunut lisäämään lumen määrää vuoristossa, mikä johtaa siihen, että jokiin tulee enemmän vettä lumen sulamisesta”, sanoi ilmakehätutkija Jeff French Wyomingin yliopistosta lausunnossaan. ”Tämä puolestaan johtaa suurempaan sähköntuotantokapasiteettiin ympäri vuoden.”
Kustannusten ja hyötyjen punnitseminen
Sään hallitseminen on hankalaa tiedettä, ja tarvitaan lisää tutkimusta, jotta voidaan selittää, miten se tarkalleen ottaen toimii. On ollut tervettä skeptisyyttä, joka kyseenalaistaa sen, ovatko pilvien kylvö ja muut tekniikat tehokkaita. Koska sääjärjestelmät ovat monimutkaisia ja mahdottomia kopioida, on vaikea todistaa, kuinka paljon sadetta on lisätty pilveen.
Tehon todistamisen lisäksi luonnon muokkaamiseen liittyy myös riskejä. Suolan tai muiden kemikaalien lisääminen sateeseen voisi muuttaa mikroilmastoa ja mahdollisesti häiritä läheisten viljelykasvien kasvua, mikä tekisi tyhjäksi koko tarkoituksen. On myös mahdollista käyttää tiedettä väärin käyttämällä sitä sotilaallisena taktiikkana pakottamalla myrskyjä vihollisiin tai sabotoimalla satoja, vaikka Yhdistyneet kansakunnat kieltää tämän käytännön.
Sään manipulointi on kuitenkin tutkimisen arvoinen asia, sillä oikein käytettynä sillä on niin paljon potentiaalia toimia suuremman hyvän hyväksi. Sillä voidaan vähentää sumua lentokentillä, minimoida ilmansaasteita suurkaupungeissa ja käyttää vesivoimaa. Sitä käytetään enimmäkseen veden lisäämiseen kroonisesta kuivuudesta kärsiville alueille, ja jo pienikin prosentuaalinen lisäys voisi auttaa pitkälle parempien maatalousolosuhteiden luomisessa.
Se voi myös ehkäistä tai vähentää tuhoisaa säätä, kuten raekuuroja, hurrikaaneja ja tornadoja. Kanadan Albertan maakunnassa vuonna 2012 tutkijat yrittivät käyttää pilvien kylvöä raekuurojen lieventämiseksi. He olettivat, että pilvien kylväminen jakaisi pilvien vesihöyryn uudelleen niin, että pilvet muodostaisivat pienempiä raekiviä ennustetun golfpallon kokoisen raekuuron sijaan. Jälkeenpäin kerätyt tutkatiedot osoittivat, että myrsky oli 27 prosenttia lievempi kuin alkuperäinen ennuste. Syytä ja seurausta on vaikea todistaa, mutta hankkeeseen osallistuneet meteorologit sanovat, että hankkeen avulla säästettiin jopa 100 miljoonaa dollaria omaisuusvahingoilta. Paikoissa, jotka ovat alttiita ankarille myrskyille, raekuurojen voimakkuuden vähäinenkin väheneminen voisi säästää miljoonia ja korvata helposti sään manipulointiohjelman kustannukset.
Pilvien kylvö on edelleen epätäydellinen tiede, jossa on vielä kehitettävää, mutta jolla on potentiaalia muuttaa myönteisesti tapaa, jolla sää vaikuttaa elämäämme.