بارور کردن ابرها

بارور کردن ابرها یا ابرآمایی یکی از بهترین روش شناخته‌شده تعدیل آب و هوا است که برای تحریک تشکیل باران در یک ابر مورد استفاده قرار می گیرد. این کار معمولاً با انتقال ذراتی مناسب به داخل ابرهای حاوی آب بسیار سرد انجام می شود.

ایده‌ای جالب  و کاربردی که نزدیک به ۷۰ 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 ۱۳۲۵ 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 ۱۳۲۵ آنچه را که در ذهن داشت در محیط بسته آزمایشگاهی به واقعیت تبدیل کرد و حالا با گذشت نزدیک به ۷۰ سال، هدیه او به جهان دست کمی از یک صنعت مدرن ندارد.

بارش طبیعی موقعی رخ می دهد که آب فوق سرد با ذرات شن، نمک و گرد و غبار تماس پیدا می کند و بلورهای یختشکیل می شود. بلورهای یخ، هسته هایی (ذرات مایع یا جامد ریز معلق در جو) را ایجاد می کنند که قطرات آببیشتری می توانند به آنها ضمیمه شوند، به این ترتیب اندازه قطرات بزرگ می شوند. موقعی که قطرات آب یا ذرات برفبه اندازه کافی بزرگ می شوند می توانند به صورت باران یا برف فرود آیند.
در فرایند باروری ابر، تعداد این هسته های در دسترس افزایش می یابد تا فواید بیشتری از رطوبتداخل ابر به دست آید. در این شرایط قطرات باران یا برفی تشکیل می شوند که درصورتی که باروری ابر صورت نمیگرفت تشکیل نمی شدند.
به طورکلی ابرها چه در تابستان و چه در زمستان بارش کاملاً مؤثری ندارند.در زمستان مشکل این است که به اندازه کافی بلورهای های یخ در ابرها وجود ندارد. ایده این است که ذراتی شبیه به یخبه آنها اضافه شود تا بتوانند ببارند. شناخته شده ترین ذره برای بارور کردن ابرها در این شرایط یدید نقره است.
مدت ها است انسان می داند که ساختار یدید نقره در سطح مولکولی خیلی شبیه به ساختار یخ است و شاید به همینخاطر است که یخ ها می خواهند به آن متصل شوند. به این ترتیب یدید نقره به مانند یک هسته برای تشکیل قطرات باران و ذرات برف مورد استفاده قرار می گیرد.
درنتیجه در فرایند تشکیل باران سرد با استفاده از باروری ابرها، می توان از یدید نقره به عنوان هسته برای بلورهای یخبهره برد.زمان اولین اکتشافات در آزمایشگاه در زمینه باروری ابرها به دهه ۱۹۴۰میلادی برمی گردد که با موادی مثل یدید نقرهانجام گرفت. ماجرا از این قرار بود که محققی به نام دکتر وینسنت جی شافر، در آزمایشگاه جنرال الکتریک در نیویورکدر زمینه ایجاد ابرهای مصنوعی در یک اتاق سرد تحقیقاتی انجام می داد. در حین انجام یکی از آزمایش ها شافراحساس کرد اتاق خیلی گرم است و یخ خشک داخل اتاق قرار داد تا فضا را خنک کند. بخار آب داخل اتاق، ابری را اطراف یخ خشک تشکیل داد. درواقع بلورهای یخ داخل یخ خشک، هسته هایی را تشکیل داده بودند که درنتیجه آنقطرات آب فوق سرد می توانستند داخل اتاق تشکیل شوند. (قطرات آب فوق سرد زمانی به وجود می آیند که آب دردماهایی پایین تر از نقطه انجماد است).

این اتفاقی که دانشمند آمریکایی مشاهده کرد، فرایند تشکیل باران سرد است.فرایند دیگر، فرایند تشکیل باران گرم است. فرایند تشکیل باران گرم معمولاً در ابرهای مناطق گرمسیری رخ می دهد که هرگز به نقطه انجماد نمی رسند. در این ابرها، قطرات باران حول یک هسته باران پسند تشکیل می شوند. هسته بارانپسند یک ذره مانند نمک یا گردوغبار است که آب را جذب می کند. قطرات کوچک هم با هم برخورد می کنند و یکیمی شوند تا قطره ای را تشکیل می دهند که به قدری بزرگ و سنگین است که می تواند ببارد.به این ترتیب اصطلاح باران سرد (در خلال فرایندی که بلورهای یخ را درگیر می کند به وجود می آید) و باران گرم (درخلال فرایندی که به طور کامل مایع است به وجود می آید) برای توصیف دو فرایند مربوط به بارش طبیعی ابر مورداستفاده قرار می گیرند.
براساس همین دسته بندی، بسته به دمای حجم ابری که قرار است بارور شود، دو نوع مختلف از عوامل مورد استفاده قرار می گیرند که این عوامل هم نوع فناوری خود را دارند.

بیشترین عواملی که در باروری ابرها برای تولید باران سرد و طرح های باروری ابرها برای تقویت بارش برف به کار میروند یدید نقره و یخ خشک (دی اکسید کربن منجمد) هستند. عواملی دیگر مانند گازهای مایع (به عنوان مثال نیتروژنمایع) نیز می توانند برای بارور کردن ابرها در این دسته مورد استفاده قرار گیرند.

بیشترین عواملی که در باروری ابرها برای تولید باران گرم به کار می روند شامل برخی از انواع نمک (به عنوان مثال نمکمعمولی و خشک کلرید کلسیم) هستند. این نمک ها پردازش می شوند و به شکل پودر درآورده می شوند تا باعث رشدقطرات آب ابرها شوند. ذرات نمک، بخار آب ابرها را جذب می کنند و قطراتی را تشکیل می دهند که به قطراتی که درابر هستند اضافه می شوند و بارش را به وجود می آورند.عواملی که ذکر شد از مبدأ زمین و از داخل سیلندرهایی یا از طریق یک هواپیمای در حال پرواز به ابرها منتقل میشوند . در برخی نقاط جهان از راک زمین به هوا نیز برای بارور کردن ابرها همچون کشور چین استفاده میشود.

بارورسازی ابرها در ایران
از ایران می‌توان به عنوان یکی از کشورهای پیشرو در این عرصه یاد کرد. نخستین بار در سال‌های ۱۳۵۳ تا ۱۳۵۷ 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 ۱۳۶۸ تا ۱۳۷۴ 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 ۱۳۷۶ 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 ۱۳۸۷ 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.