34سال پس از اجرای نخستین برنامه موفقیت‌آمیز بارورسازی ابر در ایران، 20سال پس از راه‌اندازی دوباره طرح در کشور، 18سال پس از اجرای موفقیت‌آمیز برنامه بارورسازی ابر در شیرکوه یزد، 13سال پس از دستور رئیس‌جمهوری وقت (آقای هاشمی‌رفسنجانی) و تلاش وزیر وقت نیرو (بیژن نامدار زنگنه) برای راه‌اندازی مرکز ملی تحقیقات و مطالعات باروری ابرها، 12سال پس از اجرای موفقیت‌آمیز باروری ابرها در استان‌های گیلان، مازندران و گلستان، 2سال پس از اجرای موفقیت‌آمیز پروژه باروری ابرها در استان‌های فارس، یزد، کرمان، اصفهان، چهارمحال و بختیاری، کهگیلویه‌وبویراحمد، خراسان‌رضوی و جنوبی، قم و سمنان، بار دیگر درچند روز گذشته خبر دستیابی کشورمان به‌دانش بارورسازی ابرها از زبان وزیر نیرو آقای فتاح، روی خروجی خبرگزاری‌ها و رسانه‌های مختلف رفت.
پرویز فتاح، وزیر نیرو که هفته گذشته برای افتتاح چند طرح آب‌رسانی، در استان گیلان بود، گفت: درحال حاضر 2فروند هواپیمای آنتونوف خریداری و تجهیز و اولین ایستگاه باروری ابرها در استان یزد مستقر شده و قراراست که تعداد ایستگاه‌های بارورسازی ابر در کشور زیاد شود.
فناوری ما در این طرح به نوعی است که می‌توان حتی از هواپیماهای ساخت داخل نیز برای بارورسازی ابرها استفاده کرد.
باروری ابر در 40 کشور دنیا
تولید باران با استفاده از هرعمل مصنوعی که با تحریک و تغییر در فرآیندهای درونی ابر همراه‌است، باروری ابر نامیده می‌شود. معمولا باروری ابرها با اضافه‌کردن موادی خاص به‌نام عامل‌های باروری انجام می‌شود.
مهم‌ترین هدف برای باروری ابرها، افزایش میزان بارش، جلوگیری از بروز بلایای طبیعی از قبیل سیل، تگرگ، رعد وبرق، انتقال زمانی و مکانی بارش، زدودن مه مزاحم، تعدیل آب وهوا، تولید برف در ارتفاعات و... است.
الان حدود 40 کشور جهان، برنامه‌های باروری ابرها را انجام می‌دهند.جو زمین، حاوی مقادیر متغیری از بخار آب است. مقدار این بخار آب، رابطه مستقیمی با دمای هوا دارد.
مثلا اگر دمای هوا در سطح زمین 25 درجه و تراکم بخار آب، نصف بیشترین مقدار موجود در آن دما باشد، وقتی این حجم هوا به ارتفاعات بالاتر صعود می‌کند، میزان حجم بخار آبی که می‌تواند درخود نگه‌دارد کمتر می‌شود.
با رسیدن دما به 12 درجه، هوا از بخار آب اشباع می‌شود. اگر سرد شدن ادامه یابد، میزان بخار اضافه برمیزان مورد نیاز برای حفظ حالت اشباع، به قطرات ابر تبدیل می‌شوند.
قطرات ابر در اطراف هسته‌های میعان ابر به‌وجود می‌آید. ذرات میکروسکوپی معلق در جو که نسبتا بزرگ و جذب‌کننده هستند، برای هسته‌های میعان ابر، مناسب‌ترند.
بهترین روش برای بارور کردن ابرها، افزایش این هسته‌های میعان در ابر است. در باروری مصنوعی ابر، عامل بارورکننده برحسب دمای ابر تفاوت دارد. در ابرهای سرد (دمای ابر زیر صفر درجه) از یخ خشک و یدور نقره استفاده می‌شود و در ابرهای گرم (دمای ابر بالای صفر درجه) از قطرات آب و نمک طعام استفاده می‌شود.
روش‌های باروری ابرها
برای باروری ابر از 2روش هوایی و زمینی استفاده می‌شود. روش هوایی، بیشتر مناسب برای فصل تابستان است که به 3 طریق باروری در پایه ابر، باروری درون ابر و باروری تاج ابر صورت می‌گیرد. البته در مناطق کوهستانی، درفصل زمستان هم می‌توان از روش باروری زمینی استفاده کرد.
در روش هوایی، مواد لازم برای تولید هسته‌های میعان را با استفاده از هواپیما به ابر تزریق می‌کنند. بعد از شلیک گلوله حامل یدید نقره توسط هواپیما یا راکت به داخل ابر، حدود ۴۵ تا ۵۰ دقیقه بعد، ابر شروع به باریدن می کند.
این مدت، زمانی است که ابر از مکانی که برای باریدن در نظر گرفته شده، فاصله می‌گیرد. برای همین مکان تزریق این مواد باید به دقت انتخاب شود تا با محل مورد نیاز باران، درلحظه بارش تطبیق پیداکند. آب بارانی که از این روش به‌دست می‌آید، مقداری نیترات به‌همراه دارد که اضافه‌شدن آن به خاک، باعث حاصلخیزترشدن خاک می‌شود.
در ایران از 2روش برای بارورکردن ابرها استفاده می‌شود که یکی روش باروری قله ابر و دیگری باروری درون ابر است. برای باروری قله ابر از گلوله‌های پرتابی یدور نقره استفاده می‌شود. این روش بر روش‌های دیگر ترجیح دارد.
چون هنگام اجرای عملیات، می‌توان ابر و محل مناسب آن را دید و عامل باروری، سریع‌تر و با دقت بیشتر به ابر تزریق می‌شود. روش دیگر در کشورمان، تزریق افقی نیتروژن مایع است. این دو روش عملکردهای متفاوتی دارند.
گلوله‌های یدور نقره پرتابی، هسته‌های یخی مصنوعی را وارد منطقه فوق سرد ابری می کنند و نیتروژن مایع با ایجاد سرمایش شدید در ابر، از بخار آب وآب فوق سرد هسته‌های یخی تولید می‌کند.
سابقه باروری ابرها در ایران
نخستین بار، در سال 1353 طرح باروری ابرها توسط وزارت نیرو برای افزایش ذخیره آبی سدهای لتیان و کرج، به‌وسیله یک شرکت کانادایی و با استفاده از 30 دستگاه ژنراتور زمینی تصعید یدور نقره و یک هواپیما اجرا شد. میزان متوسط افزایش بارندگی در این طرح، 13درصد گزارش شد.
در سال 1367، تجهیزات به‌جا مانده از طرح جاجرود و کرج به یزد منتقل شد و سپس در سال‌های 75،74،73،70،69 عملیات باروری ابرها با استفاده از ژنراتور زمینی در ارتفاعات شیرکوه یزد اجرا شد.
با توجه به تاکید رئیس جمهور وقت (آقای هاشمی) در سمینار اقتصاد آب در آذر1375 مبنی بر ایجاد مرکز باروری ابرها، با ابلاغ وزیر وقت نیرو (آقای زنگنه) در بهمن 1375 مرکز ملی تحقیقات و مطالعات باروری ابرها در یزد تاسیس شد.
آیا یدور نقره برای محیط زیست و سلامت خطرناک است؟
تاکنون تحقیقات وسیعی در مورد تاثیرات زیست محیطی باروری ابرها صورت گرفته است .چون در این برنامه بیشتر از یدور نقره استفاده می‌شود، لذا بر تاثیر این ترکیب مطالعات بیشتری می‌شود.
یدورنقره جزء مواد سمی نیست و چون در آب غیرقابل حل است، مسمومیت ایجاد نمی‌کند. غلظت یدور نقره در آب باران ناشی از عملیات باروری ابرها، بین 2 تا 48 واحد در تریلیون گزارش شده است درحالی که این مقدار کمتر از یک هزارم میزان مجاز در آب آشامیدنی است.
در هر عملیات باروری از مقدار ناچیزی یدورنقره استفاده می‌شود و تحقیقات در دنیا، هیچ گونه عوارض زیست محیطی را نشان نداده‌است. در روش نیتروژن مایع هم چون نیتروژن پس از انتشار در هوا، به سرعت تبدیل به گاز می‌شود، هیچ گونه آلودگی ایجاد نمی‌کند.
بارورسازی ابرهای کوهساری
هوای مرطوب، موقع صعود از کوه‌ها سرد می‌شود و ابرها تشکیل می‌شوند. اینها، ابرهای کوهساری هستند. بیشتر این ابرها ذرات یخ کافی برای تبدیل قطرات ابر سرد به باران را ندارند.
بارورسازی این نوع ابرها با استفاده از مواد مصنوعی، باعث افزایش کارایی بارندگی می‌شود. زمان تأثیر مواد باروری 20 تا 40 دقیقه بعد از تزریق است و باتوجه به سرعت و حرکت ابر، در فاصله حدود 50-40 کیلومتری محل تزریق اثرات بارورسازی نمایان می‌شود.
بارورسازی ابرهای همرفتی
ابرهای همرفتی در بارندگی تابستانی در سراسر جهان نقش مهمی دارند و منبع عمده بارش در مناطق حاره‌ای هستند. باروری ابرهای همرفتی، بسیار پیچیده‌تر از ابرهای زمستانی کوهساری است.
بارورسازی ابرهای همرفتی با هسته‌های میعان بزرگ امکان پذیر است؛ اما از آنجایی که میزان مواد مورد نیاز زیاد است، این روش به ندرت عملی است. اگر شرایط مناسب باشند، ابرهای همرفتی می‌توانند تحریک شوند تا اینکه بیشتر رشد کرده و دوام طولانی‌تری داشته‌باشند.
تحقیقات نشان می‌دهد وارد کردن یدورنقره یا یخ خشک به قسمت‌های سرد یک ابر سبب انجماد قطرات می شود. در اثر انجماد گرمای نهان انجماد به مقدار زیادی آزاد شده، گرمای آزاد شده شناوری ابر را بیشتر کرده و سبب می‌شود ابر بیشتر رشد کند.
پاشیدن مواد میعان‌زا
از ژنراتورهای زمینی و هواپیما به قطعات ابر همرفتی، باعث آزاد شدن گرمای نهان انجماد قطرات آب شده و این گرما باعث شناوری بیشتر ابر و رشدکردن زیاد آن می‌شود، برای همین، کنترل کردن بارورسازی این ابرها بسیار پیچیده‌تر است.
گهواره گربه
مهم‌ترین ماده درعملیات باروری ابرها، یدور نقره است. این ماده است که با پاشیدن آن در دل ابرها، باعث تشکیل هسته‌های میعان شده و عامل باران‌زایی ابرهاست. ماجرای کشف این ماده و ردپای آن در ادبیات معاصر هم جالب است.
سال 1946 در آزمایشگاه های تحقیقاتی جنرال الکتریک نیویورک تحقیقاتی انجام شد که به تعدیل حجم عظیمی از ابرها با هزینه مناسب منجر شد. مهم‌ترین نقش را در این تحقیقات دو شیمی- فیزیکدان فارغ‌التحصیل از دانشگاه MIT برعهده داشتند؛ برنارد وونه‌گات و وینست شیفر.
این برنارد وونه‌گات، برادر بزرگ‌تر کورت وونه‌گات جونیور [کبیر] نویسنده شهیر رمان‌های هجو، طنزسیاه و علمی-تخیلی آمریکایی است. از کورت، داستان‌های زیادی به فارسی ترجمه شده که هرکدام از آنها شاهکارهای تاریخ ادبیات در نیمه دوم قرن بیستم هستند؛
آثاری مثل سلاخ‌خانه شماره 5، شب‌مادر، مجمع‌الجزایر گالاپاگوس، اسلیپ‌استیک، زمان‌لرزه‌و...اما یکی از این داستان‌ها، یعنی گهواره گربه، ماجرای ماده‌ای است که وارد آب شده و باعث جامد شدن‌آن در یک حالت غیرطبیعی می‌شود.
این ایده را کورت از این کشف برادرش گرفته است. کورت، نه‌تنها در این کتاب بلکه در بسیاری از آثار دیگرش به این کشف بزرگ برادرش اشاره می‌کند. اما این کتاب صرفا حول ماده‌ای می‌گردد که سرانجام با خواص غیرطبیعی خود دنیا را نابود می‌کند.
برنارد وونه‌گات، کاشف این اثر یدور نقره، غیر از این، 28 پتنت دیگر هم به‌نام خود ثبت‌کرده‌است. او همچنین در سال‌های پایانی عمرش، برنده جایزه «ایگ‌نوبل» شد.
این جایزه به کشفیات و مقالات نبوغ‌انگیز دانشمندان داده‌می‌شود که البته ته‌مایه‌های طنز هم در آنها باشد. برنارد برنده ایگ‌نوبل هواشناسی 1997 به‌خاطر مقاله«اندازه سرعت توفان‌های مرکزی آمریکا با استفاده از شدت صدای مرغ‌ها» شد!
