Farmerzy od dawna chcieli, aby mogli kontrolować deszcz, a teraz manipulacja pogodą może to zrobić. Siewnik chmur, najbardziej powszechny sposób modyfikacji pogody, polega na wystrzeliwaniu jodku srebra lub innych substancji chemicznych w chmury, aby zachęcić je do opadów. Innymi słowy, srebrna kula może sprawić, że będzie padać.
Ta technika nie jest doskonała i nie rozwiąże problemu chronicznej suszy, ale jest stosunkowo niedroga, a wiele społeczności na całym świecie rozpaczliwie potrzebuje wody. Naukowcy używają modyfikacji pogody, aby zwiększyć opady deszczu i zwiększyć zasoby wody, rozproszyć mgłę i zminimalizować grad podczas burz. Prywatne firmy i grupy sponsorowane przez państwo wykorzystały nawet zasiewanie chmur, aby zrzucić świeży śnieg na góry narciarskie i wycisnąć deszcz przed ważnymi wydarzeniami, takimi jak Olimpiada w Pekinie w 2008 r.
Czym jest zasiewanie chmur?
Pomysł nie polega na tworzeniu chmur z powietrza, ale na wyciśnięciu każdej ostatniej kropli deszczu z naturalnie występujących chmur. Czym więc jest zasiewanie chmur?
Zasiewanie chmur polega na dodawaniu substancji do chmur poprzez wystrzeliwanie ich z ziemi lub zrzucanie z samolotów. Powietrze już zawiera parę wodną, ale zasiewanie chmur może zachęcić wodę do kondensacji, aż spadnie z nieba. Normalnie, kiedy powietrze wznosi się do atmosfery, ochładza się i tworzy cząsteczki zwane jądrami lodu, które łączą się ze sobą tworząc chmury. Kiedy wystarczająco dużo takich kropel chmur łączy się ze sobą, powiększają się one, aż stają się na tyle ciężkie, że spadają na ziemię w postaci opadów, zależnych od temperatury i innych warunków. Dodanie „nasion” daje chmurom impuls poprzez tworzenie jąder lodu, które rosną szybciej i są większe niż normalnie.
Siewnik lodowcowy to technika wyciskania wody z zimnych chmur. W 1946 roku Bernard Vonnegut (brat autora Kurta) był jednym z badaczy General Electric, którzy odkryli, że jodek srebra może pomóc chmurom tworzyć kryształy lodu. Naukowcy wciąż nie są pewni, jak to działa, ale możliwe, że lód łatwo łączy się z jodkiem srebra, ponieważ oba te związki mają podobną strukturę na poziomie molekularnym. Kiedy zderzają się kolejne cząsteczki, tworzą się kryształki lodu i wkrótce chmura jest pełna ciężkich kropelek wody, które stają się deszczem. Podobnie, higroskopijny zasiew jest techniką dla ciepłych chmur, gdzie prosta sól pomaga zachęcić krople wody do zderzenia i produkcji deszczu.
Inne techniki manipulacji pogodą, które były rozważane przez lata obejmują: dmuchanie burz z dala od lądu za pomocą wiatraków, chłodzenie oceanu za pomocą materiału kriogenicznego lub gór lodowych, opóźnianie parowania powierzchniowego za pomocą filmów monomolekularnych, wysadzanie huraganu bombami wodorowymi lub wiązkami laserowymi i wstrzykiwanie powietrza do centrum burzy. Zasiewanie chmur przeważyło, ponieważ jest to najprostszy i najbardziej opłacalny sposób na zmianę pogody.
Kto manipuluje pogodą?
Ale chociaż manipulacja pogodą utrzymuje się na obrzeżach społeczności naukowej, jest praktykowana szerzej niż można by się spodziewać. Ponad 50 krajów na całym świecie ma obecnie programy modyfikacji pogody, a Światowa Organizacja Meteorologiczna właśnie gościła spotkanie zespołu ekspertów w sprawie modyfikacji pogody w Genewie w czerwcu 2017 r.
Powody modyfikacji pogody są różne, w zależności od tego, gdzie odbywa się operacja. Rosja usunęła pokrywę chmur na święto narodowe, podczas gdy Indie skupiły się na zachęcaniu deszczu do spadania w warunkach suszy.
Chiny trafiły na pierwsze strony gazet, gdy władze powiedziały, że oczyściły niebo, strzelając wypełnionymi solą pociskami w chmury przed Olimpiadą w Pekinie w 2008 roku. Następnie, w 2016 roku, rząd chiński ogłosił, że przeznaczył 199 milionów juanów (29,76 milionów dolarów) do wydania na swój program modyfikacji pogody w celu zwalczania suszy i zmniejszenia wpływu klęsk żywiołowych.
W 2015 roku Zjednoczone Emiraty Arabskie (ZEA) uruchomiły program badawczy o wartości 5 milionów dolarów na „naukę o wzmacnianiu deszczu”. Zasoby wód gruntowych były na wyczerpaniu, a zapotrzebowanie na wodę ma się podwoić w ciągu najbliższych 15 lat, ponieważ kraj nadal się rozwija. W 2016 roku ZEA przeprowadziły 177 operacji zasiewu chmur – głównie higroskopijnego zasiewu w górach, aby dodać wodę do warstw wodonośnych i zbiorników.
Stany Zjednoczone również nie są obce manipulacji pogodą. Od połowy lat 60. do początku lat 80. NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) aktywnie realizowała Projekt STORMFURY, program eksperymentalnej modyfikacji huraganów. Siewnik chmur był szczególnie wykorzystywany na Wielkich Równinach i w zachodnich stanach do walki z suszą.
Wyoming właśnie zakończyło badania za 15 milionów dolarów w ciągu 10 lat, które wykazały, że siewnik chmur może dodać średnio 10 procent więcej śniegu do istniejącej burzy. W Idaho w tym roku, National Science Foundation częściowo sfinansowała projekt badawczy, aby przetestować zasiewanie chmur w celu zwiększenia opadów śniegu w pobliżu społeczności, gdzie może być stosowany do nawadniania upraw i hydroenergii.
„Idaho Power jest zainteresowany umieszczeniem więcej śniegu na ziemi w górach, co prowadzi do większej ilości wody w rzekach z topnienia śniegu”, powiedział naukowiec atmosferyczny Jeff French z University of Wyoming, w oświadczeniu. „Z kolei to prowadzi do większej zdolności wytwarzania energii przez cały rok.”
Weighing the Costs and Benefits
Messing with the weather is a tricky science, and more research is needed to explain exactly how it works. Istnieje zdrowy sceptycyzm, który kwestionuje, czy zasiewanie chmur i inne techniki są skuteczne. Ponieważ systemy pogodowe są złożone i niemożliwe do powielenia, trudno jest udowodnić, ile deszczu zostało dodane do chmury.
Oprócz udowodnienia skuteczności, istnieje również ryzyko związane z modyfikacją natury. Wprowadzenie soli lub innych substancji chemicznych do deszczu mogłoby zmienić mikroklimat i ewentualnie zakłócić wzrost pobliskich upraw, co zniweczyłoby cały cel. Istnieje również potencjał do nadużywania tej nauki poprzez używanie jej jako taktyki wojskowej do wymuszania burz na wrogach lub sabotowania upraw, chociaż ta praktyka jest zakazana przez ONZ.
Niemniej jednak, manipulacja pogodą jest warta zbadania, ponieważ gdy jest używana właściwie, ma tak duży potencjał do pracy dla większego dobra. Może zmniejszyć mgłę na lotniskach, zminimalizować zanieczyszczenie powietrza w dużych miastach i być wykorzystywana do produkcji energii wodnej. Jest on stosowany głównie w celu dodania wody do obszarów o chronicznej suszy, a nawet niewielki wzrost procentowy może przejść długą drogę w kierunku tworzenia lepszych warunków rolniczych.
Może również zapobiec lub zmniejszyć szkodliwe pogody, takie jak grad, huragany i tornada. W kanadyjskiej prowincji Alberta, w 2012 roku, naukowcy próbowali wykorzystać zasiewanie chmur do złagodzenia burzy gradowej. Wysunęli hipotezę, że zasiewanie chmur spowoduje redystrybucję pary wodnej w chmurach, tworząc mniejsze kamienie gradowe, a nie grad wielkości piłki golfowej, który był przewidywany. Zebrane później dane radarowe wykazały, że burza była o 27 procent łagodniejsza niż przewidywała pierwotna prognoza. Trudno jest udowodnić przyczynę i skutek, ale meteorolodzy zaangażowani w projekt twierdzą, że dzięki niemu udało się zaoszczędzić do 100 milionów dolarów CAD na szkodach materialnych. W miejscach, które są podatne na silne burze, nawet niewielkie zmniejszenie intensywności gradu może zaoszczędzić miliony i łatwo zrównoważyć koszty programu manipulacji pogodą.
Zasiewanie chmur jest nadal niedoskonałą nauką z miejscem na postęp, ale jednym z potencjałem, aby pozytywnie zmienić sposób, w jaki pogoda wpływa na nasze życie.
.