بارورسازی ابرها خوب یا بی‌تاثیر؟

سیدمحمود حسینی‌صدیق، دانشجوی دکتری آب‌وهواشناسی: با توجه به موقعیت جغرافیایی دیده می‌شود که کشور ایران بین مناطق حاره و برون‌حاره و در قلمرو و نفوذ واچرخند جنب حاره قرار گرفته است. فرونشینی هوا برقرار و گرمایش بی‌دررو می‌شود. رطوبت به طور نسبی کاهش می‌یابد و همچنین تشکیل پرارتفاع ایران و عربستان فقط در ترازهای میانی و بالایی وردسپهر و کم‌فشار گرمایی در سطح زمین طی دوره گرم سال به‌علت تابش بیشتر خورشید که ناشی از افزایش زاویه تابش و طول مدت تابش است در نواحی مرکزی ایران، به‌خصوص دشت کویر و در حاشیه جنوبی رشته‌کوه‌های البرز، مرکز حرارتی قوی‌ای به‌وجود می‌آورد. این امواج حرارتی خود را به ‌بخش‌های وسیعی از کشور منتقل می‌کنند و باعث تشدید خشکی هوا و گرمایش زیاد هوا می‌شوند و همین امر موجب کمبود و نوسان ریزش‌های جوی سالانه شده و با تبخیر و تعرق پتانسیل (نیاز آبی بالقوه) زیاد، افزایش دمای هوا، واداشت تابشی و ساعات آفتابی موجب شده است که این مناطق با بحران کم‌آبی و خشکسالی مواجه شوند. امروزه برداشت از آب‌های سطحی و زیرزمینی بسیار بیشتر از میزان تغذیه طبیعی آنها است و اگر میزان آب در دسترس کمتر از تقاضای آب در یک حوضه آبخیز باشد، آنگاه بحران آبی اتفاق می‌افتد. لذا این واقعیت می‌تواند مبین این موضوع باشد که وضع سفره‌های آب‌های سطحی و زیرزمینی در بسیاری از مناطق بحرانی و ممنوعه است. به همین دلیل برخی مسئولان و کارشناسان به فکر ایجاد راه‌حلی برای جبران کمبود بارش افتاده‌اند و آن بارور‌سازی ابرهاست. برای ایجاد بارندگی وجود هوای مرطوب و عامل صعود لازم است. با توجه به اینکه سرزمین پهناور ایران منبع آبی بزرگ و قابل‌توجهی در داخل ندارد، باید بخار آب مورد نیاز از بیرون وارد شود. یکی از مناطق مستعد برای بارورسازی، مناطقی است که به‌طور کلی میزان تراکم ابر بالایی با مقدار 7 تا 8 اکتا داشته باشند. این موضوع یکی از معیارهای مهمی است که می‌تواند به‌عنوان شاخصی برای ابرناکی و پتانسیل باران‌زایی در یک منطقه مورد مطالعه قرار گیرد. بارورسازی ابرها یا ایجاد باران مصنوعی روشی برای تاثیرگذاری روی ابرهای طبیعی است که در آن با استفاده از مواد شیمیایی، آب بیشتری از ابر به شکل باران یا برف گرفته می‌شود. در 12جولای سال1946 وین‌سنت جی‌شفر حدود 105کیلوگرم از قرص‌های یخ خشک را از یک هواپیمای سبک به درون یک ابر استراتوکومولوس عدسی‌شکل (ابر سر) رها کرد. در مدتی حدود 5دقیقه ابر به پره‌های برف تبدیل شد و در زیر یک پایه ابر نزول کرد. درطول جنگ جهانی دوم نیز تحقیقات ادامه یافت و حتی فندیسین در یک پرواز پرهیاهو از درون هواپیما ماسه را به‌عنوان هسته انجماد درون ابر رها کرد، اما این ذرات به‌عنوان هسته‌های یخ‌ساز در تولید باران مصنوعی چندان موثر واقع نشدند. ونگوت با استفاده از ژنراتورهای تصعید یدور نقره که می‌تواند ذرات ریز یدور نقره را به‌عنوان هسته انجماد در شرایط مناسب صعود و ناپایداری جوی به پایه ابر برساند، در طبیعت مورد آزمایش قرار داد. مساله کم‌آبی و رشد فزاینده مصرف و لزوم یافتن راه‌های جدید استحصال آب به‌منظور رفع کمبودها، تاکید بر استفاده از تکنولوژی باران مصنوعی است.
بارورسازی ابرها فقط در زمستان ممکن است که دمای هوا منفی 25درجه سانتی‌گراد و ابر هم باید زاینده و قطر ابر به‌اندازه کافی باشد، سرعت باد و هسته تراکم را هم باید سنجید. البته ‌هنگامی که سرعت بالاروی ابر کمتر از 6متر در ثانیه باشد، ابر خود از راه تولید بیشینه خرده‌یخ به شکل طبیعی می‌تواند بارور شود و به بارورسازی مصنوعی نیازی نیست. بنابراین اولین قدم در بارورسازی ابرها، شناخت دقیق از رفتار و سازوکار دینامیک ابرها در هر منطقه از کشور، ایجاد زیرساخت‌های مناسب (ایستگاه‌های مجهز به رادار و کاوشگر) و رصد مداوم ابرهاست وگرنه هر اقدام بدون مطالعه علمی و دقیق نه‌تنها منجر به خسارت‌های اقتصادی و زیست‌محیطی قابل‌توجه خواهد بود، بلکه ممکن است شرایط فعلی را نیز بدتر کرده و وقت و سرمایه ملی را به هدر دهد. فرآیند تشکیل ابر، یک فرآیند بسیار پیچیده است؛ مهم‌ترین عوامل و عناصر تاثیرگذار در تکوین و شکل‌گیری یک ابر عبارتند از: رطوبت، دما، دینامیک جو و عوارض توپوگرافی؛ هیچ‌یک از این عوامل و عناصر از روزی به روز دیگر و از مکانی به مکانی دیگر یکسان و پایدار نیستند. براساس پژوهش‌های صورت‌گرفته توسط دانشمندان آب‌وهواشناس ایرانی، میزان ابرناکی و مقادیر ابر در جو ایران حدود 25درصد است که در مقایسه با میانگین ابرناکی جهانی (50درصد) ایران کشوری کم‌ابر است. در بررسی بلندمدت، مقدار ابرناکی در ایران با 3 تا 6 اکتا (نیمه‌ابری) در اکثر ماه‌های سال به غیر از اردیبهشت، خرداد، تیر، مرداد، شهریور و مهر در سواحل جنوبی و غربی دریای‌خزر و همچنین شمال غرب ایران مشاهده شد و شرایط صاف و کمی ابری با مقدار صفر تا 3 اکتا در نواحی مرتفع آذربایجان، زاگرس و خراسان و در گستره‌ وسیعی از ایران مرکزی، شرق و جنوب شرق و غرب ایران مشاهده شد. در میان فصول، بیشترین درصد ابرناکی در فصل زمستان و کمترین مقدار آن در فصل تابستان است. در این رابطه، درصد فراوانی آسمان تمام‌ابری (7 تا 8 اکتا)، از اهمیت بیشتری برخوردار است و یک معیار مطمئن در اجرای موفق عملیات باروری به‌شمار می‌رود، چون امکان وجود ابرهای مناسب در این شرایط بیشتر است. تغییرات رفتار ابرناکی در کشور ایران به‌علت سامانه‌های مختلفی است که از هر 8جهت جغرافیایی وارد کشور می‌شوند، مثلا سامانه‌هایی که از سمت شمال وارد کشور ایران می‌شوند از لحاظ رفتار و سازوکار متفاوت از سامانه‌هایی هستند که از سمت جنوب یا جنوب شرق و غرب وارد ایران می‌شوند؛ بنابراین ویژگی‌ها و رفتار هرکدام از این سامانه‌ها و به تبع، مقدار ابرناکی آنها نیز یکسان نیست. در عین حال همین سامانه‌ها با منشأ یکسان نیز در تمام موارد ابرهای یکسانی را ایجاد نمی‌کنند چراکه هرکدام از عناصر درون آن ممکن است نسبت به روز قبل و حتی نسبت به ساعت قبل تغییر کرده و رفتار و سازوکار درون ابر را تغییر دهند. همچنان که مقادیر بارش ابرهایی با منشأ یکسان متفاوت است و حتی نوع بارش آنها متفاوت می‌شود بنابراین هر اقدامی برای بارورسازی ابرها مستلزم شناخت دقیق از رفتار کلی ابرهایی است که وارد هر منطقه جغرافیایی می‌شوند. با این همه با دستیابی به رفتار کلی ابرها بازهم نمی‌توان یک سازوکار واحد را برای همه آنها به کار برد، چراکه رفتار درونی ابر از سامانه‌ای به سامانه دیگر متفاوت است.
 این ویژگی ذاتی جو و هر پدیده‌ای مرتبط با جو است. البته این به مفهوم آن نیست که هیچ‌کدام از رفتارهای جو قانونمند نبوده و جملگی اصولا غیرقابل پیش‌بینی هستند بلکه باید توجه داشته باشیم وقتی با جو سروکار داریم باید رفتار آن را به‌طور مستمر رصد و پیگیری کنیم تا بهتر و دقیق‌تر اقدام و پیش‌بینی کنیم. با این توصیف مختصر از رفتار ابرها متوجه می‌شویم که بارورسازی ابرها مستلزم شناخت دقیق آن است تا مناسب‌ترین روش، زمان و مکان را برای بارورسازی ابرها انتخاب کنیم، بنابراین لازم است ابتدا با ابزارهای دقیق همچون رادارها و کاوشگرها، شاخص‌های ناپایداری (شاخصK، شولتر، آب قابل بارش جو و شاخص CAPE)، رفتار بارش و ویژگی ابرها در هر منطقه شناسایی شود، چراکه ممکن است هر اقدام نامناسب با ابر نه‌تنها به باروری ابر کمکی نکند بلکه بارش معمول آن را نیز دچار اختلال کند. به‌عنوان مثال گاهی برای بارورسازی (رشد قطرات) درون ابر یدید نقره به درون ابر اضافه می‌کنند. بنابراین بارورسازی موفقیت‌آمیز آن مستلزم اطلاع دقیق از ترمودینامیک ابر (مقدار بخار آب، دما، جریانات بالا و پایین سو، ویژگی شیمیایی و فیزیکی آئروسل‌های درون آن) در همان لحظه است تا میزان دقیق یدید لازم برای وارد کردن به درون ابر، مقدار یخ خشک مورد نیاز یا هر روش دیگری انتخاب شود چراکه افزایش بیش از مقدار لازم حتی ممکن است رشد قطرات را متوقف کرده و ابر درحال بارش را مضمحل کند. به‌طور کلی، براساس گزارش‌ها و تحقیقات بین‌المللی هنوز دلیل علمی مبنی‌بر موفقیت روش بارور‌سازی ابرها در جهان به اثبات نرسیده است؛ درواقع با اینکه این روش در برخی کشورها جواب داده اما چون قابل کنترل نیست، نمی‌تواند روش مناسبی برای ایجاد بارندگی در کشورها باشد. بارور‌سازی ابرها در هر منطقه‌ای متفاوت است و این بسته به وضعیت آب‌وهوای کشور دارد. کشوری که در منطقه خشک و مرطوب قرار دارد، با کشور دارای آب‌وهوای سرد و زمستانی متفاوت است. ایالات‌متحده آمریکا که برای چندین دهه روی پروژه‌های باروری ابرها در سطح وسیعی تحقیق انجام داده‌ است، از دهه۱۹۹۰ میلادی به‌بعد، ضمن آنکه سرمایه‌گذاری در این زمینه را به‌طور مشخص کاهش داده‌اند، در عین حال، استفاده از تکنولوژی باروری ابرها را از اولویت خود خارج کرده و حتی در خشکسالی‌های گسترده و شدیدی همچون خشکسالی اخیر در ایالت کالیفرنیا نیز به‌سراغ این تکنولوژی برای افزایش بارش‌ها نرفته‌اند. اما این روش در کشور روسیه که دارای هوای سرد همراه با تگرگ و بارش فراوان است، بسیار موفق بود. بارور کردن ابرها در مقیاس بزرگ و کوچک آب‌وهوایی در کشور ایران با نتیجه 10 تا 15درصد تاثیر چندانی روی بارندگی‌ها ندارد و افرادی که درحال انجام چنین فعالیت‌هایی هستند درواقع به‌دنبال هدر دادن بودجه کشور هستند. برای آنکه بارورسازی ابرها بتواند تاثیری هرچند کوچک در بارش‌های یک منطقه کوچک و برای یک مدت کوتاه داشته باشد در درجه اول باید فرآیند وقوع تشکیل ابرها در سطح بالایی، میانی و پایینی جو و همچنین بارش را به‌طور دقیق شناخت.