زینب مرزوقی، خبرنگار گروه نقد روز: در سال ۱۹۳۲ دانشمندان روسی در موسسه باران مصنوعی در جهت کشف راهی برای تعدیل مصنوعی آب و هوا سرگرم انجام تحقیقی شدند. نخستین آزمایش باروری ابر در سال ۱۹۳۷ در هلند به وسیله یخ خشک صورت گرفت. در سال ۱۹۴۲ یک دانشمند آلمانی بنام فندایزن آزمایش بارورسازی ابرها را توسط هواپیما انجام داد. او برای بارور کردن ابرها از شن و ماسه استفاده کرد اما نتیجه کار چندان موفقیت‌آمیز نبود. متاسفانه فندایزن در طول جنگ جهانی دوم کشته شد و نتوانست آزمایش‌های خود را ادامه دهد اما فعالیت‌های جدی در این زمینه پس از جنگ جهانی دوم آغاز شد. در سال ۱۹۴۶ میلادی دکتر برنارد ونگوت کشف کرد که بلورهای بسیار ریز یدید نقره باعث تشکیل بلورهای یخ در بخار آب می‌شوند. ونگوت به این دلیل یدید نقره را برگزید که فاصله مولکول‌ها در شبکه بلوری آن با فاصله مولکول‌های آب در شبکه بلور یخ بسیار نزدیک است همچنین او روشی را ابداع کرد تا بتوان ذره‌های بسیار‌ریزی از یدید نقره را فراهم آورد. در همان زمان وین سنت شیفر و اروینگ لانگ‌مویر در آزمایشگاه شرکت جنرال الکتریک آمریکا روی طرح بارورسازی ابرها با یخ خشک (دی‌اکسیدکربن جامد) کار می‌کردند. آنها مقدار زیادی یخ خشک را با هواپیما در میان ابرها پاشیدند و بارش مصنوعی ایجاد کردند. شفر در آزمایشگاه جنرال الکتریک برای اولین بار موفق به ایجاد باران مصنوعی شد. وی پی برد یخ خشک می‌تواند قطره‌های آب ابر سرد (قطره‌های آب مایع با دمای زیر صفر درجه سانتی‌گراد) را به کریستال‌های یخ تبدیل کند. او در آزمایشی در حدود 1.5 کیلوگرم یخ خشک را توسط هواپیما در داخل ابرهای استراتوکومولوس تزریق کرد. در این آزمایش، شفر بعد از حدود پنج دقیقه بارش برف در زیر ابر را مشاهده کرد. به این ترتیب شفر و دیگران، آزمایش‌های خود را ادامه دادند و در حدود سال‌های ۱۹۵۰ باروری ابرها به صورت یک فناوری آغاز شد. از آن تاریخ تاکنون پروژه‌های باروری ابرها در بسیاری از کشورهای جهان اجرا شده است. براساس گزارش‌های منتشر شده از طرف سازمان جهانی هواشناسی در حال حاضر بیش از ۵۰ کشور دنیا در حال اجرای پروژه‌های تحقیقاتی و اجرایی در زمینه تکنولوژی باروری ابرها هستند. در این میان می‌توان به کشورهای روسیه و آمریکا به‌عنوان دو کشور پیشگام که تحقیقات مفصل و دامنه‌داری در این زمینه انجام داده‌اند و دارای سابقه طولانی در اجرای پروژه‌های تحقیقاتی و اجرایی در این زمینه هستند، اشاره کرد.
فرآیند بارورسازی ابرها
بارورسازی ابرها یک روش تعدیل کننده آب و هواست که طی آن با افزودن هسته‌های تقطیر به جو، توانایی ابرها در تولید باران یا برف افزایش یافته و شرایط لازم برای تشکیل دانه‌های برف یا قطرات باران فراهم می‌شود. پس از بارور شدن ابرها، فرآیند بارش رخ می‌دهد. عملیات اضافه کردن مجموعه مواد شیمیایی به ابرها که نتیجه آن افزایش بارش برف و باران است، تعریف ساده بارورسازی ابرهاست. بارورسازی ابرها وقتی اتفاق می‌افتد که ذرات کوچکی در ابرها پخش شود تا به بارش برف یا باران کمک کنند. باروری ابرها به صورت هوایی انجام می‌شود. یک هواپیما یدید نقره(ترکیب شیمیایی) را بارگیری می‌کند. موشک‌های یدید نقره روی بال‌ها و بدنه قرار می‌گیرند. ابتدا باید خلبان به ارتفاع معینی برسد، یعنی در جایی قرار بگیرد که دما در آنجا ایده‌آل است. در این لحظه موشک‌های یدید نقره به ابر شلیک می‌شوند. یدید نقره باعث می‌شود که قطرات آب درون ابرها با هم منجمد شوند، دانه‌های کریستال برف را تشکیل دهند و درنهایت آنقدر سنگین شوند که ببارند.
از رسیدن ایران به فناوری بارورسازی ابرها تا کارایی آن برای خشکسالی
دقیقا دو روز گذشته روح الله دهقانی‌فیروزآبادی، معاون علمی فناوری و اقتصاد دانش‌بنیان رئیس‌جمهور گفت: «فناوری فعلی بارورسازی ابرها یک تکنولوژی قدیمی است که سال‌های سال استفاده می‌شده و شامل فناوری یونیزاسیون جو (فناوری تبدیل مولکول‌های ماده تشکیل‌دهنده ابر به یون‌های مثبت و منفی برای بارورسازی) می‌شود و اخیرا در حال توسعه یافتن است و کشورهای دنیا در بحث مهندسی اقلیم در حال کار کردن هستند. بنابراین اینکه بعضا گفته می‌شود امکان مهندسی اقلیم وجود ندارد، یک اشتباه راهبردی است. قطعا چنین فناوری‌ای وجود دارد اما اینکه شدت و ضعف اثرگذاری آن چه میزان باشد، یک بحث دیگر است. معتقدم با یک برنامه سالانه ۵۰۰ میلیارد تومانی طبق محاسباتی که ما در معاونت علمی، فناوری و اقتصاد دانش‌بنیان رئیس‌جمهور داشته‌ایم، طی یک برنامه‌ریزی ۵ ساله امکان افزایش بارندگی تا حد بسیار خوب و معقولی با روش بارورسازی ابرها وجود دارد. ما فرصت‌های بارشی خوبی داریم که می‌توان از آن استفاده کرد.» معاون علمی فناوری و اقتصاد دانش‌بنیان رئیس‌جمهور همچنین بیان کرد: «خوشبختانه در کشور، فلرها و مواد اولیه بارورسازی ابرها با فناوری کاملا بومی و کیفیت بالا وجود دارد که بسیار بالاتر از محصولات خارجی است. فلرهای بارش‌زایی که در آزمایشگاه‌های کشورهای خارجی آزمون و تست و قابلیت‌های آنها تایید شده است. همچنین امکانات و وسایل پروازی و ژنراتورهای ثابت در کشور را هم داریم. فقط یک عزم جدی نیاز است تا بحث بارورسازی ابرها در یک برنامه جدی ۵ ساله اجرا شود. من تعهد می‌دهم طی ۵ سال کمتر از ۳ هزار میلیارد تومان هزینه دارد ولی آثار و برکات آن بسیار بالاتر از این میزان هزینه‌کرد خواهد بود.»
چقدر تئوری بارورسازی ابرها برای مقابله با خشکسالی در ایران واقعیت دارد؟
در سال‌های اخیر و با وقوع خشکسالی‌های مکرر در کشور، هر از گاهی حرف از بارورسازی ابرها به میان می‌آید و گفته می‌شود که راه نجات کشور از خشکسالی و بازگشت روزهای بارانی پربرکت، بارورسازی ابرهاست. اما چقدر این گزاره‌ها واقعی است و اصلا تا چه حد بارورسازی ابرها کارایی کافی برای بارش باران دارند؟ حسین ثنایی‌نژاد، عضو هیات‌علمی دانشگاه فردوسی مشهد و از پژوهشگران مطرح کشور در حوزه بارورسازی ابرها است. او در گفت‌وگو با «فرهیختگان» گفت: «برای بارش باران باید رطوبت کافی در جو باشد. پایداری کافی که حاصل فرآیند دینامیکی و ترمودینامیکی است در جو وجود داشته باشد که صعود هوا را میسر کند و در این فرآیند صعود، هوا سرد شود و به شرایط تراکم برسد. وقتی این شرایط تراکم حاصل از ناپایداری و رطوبت کافی فراهم شد، آن وقت است که باید هسته‌های تراکم موجود باشد و بخار آب حول این هسته‌های تراکم شکل بگیرد. در اینجاست که اگر جو به اندازه کافی هسته تراکم (ذرات گردوغبار، کانی‌ها و نمک‌ها را هسته تراکم می‌گویند) داشته باشد، باروری ابرها معنا پیدا می‌کند. اما باز هم در این مرحله، هنوز تا بارندگی فاصله داریم و باید دو عامل دیگر و شرایط تراکم به اندازه‌ای باشد که قطرک‌هایی که تشکیل شده، به اندازه کافی بزرگ شوند تا بتوانند بر نیروی شناوری جو و اصطکاک ناشی از مولکول‌های هوا غلبه کنند و بریزند. پس از آنکه فرو ریختند، باید دمای هوای لایه زیر ابر به اندازه‌ای بالا نباشد که این قطره‌هایی که درحال ریزش هستند را کاملا تبخیر کند و در اصطلاح هواشناسی، تبخیر میان‌راهی اتفاق بیفتد و بارشی که اتفاق افتاده اصلا به زمین نرسد.»
بارورسازی ابرها تنها در مقیاس محدود قابل اجرا است
این استاد دانشگاه ادامه داد: «موارد زیادی از تبخیر میان راهی داریم. حتی برای برف هم همین است. قطعا شما هم دیده‌اید که تا یک ارتفاعی برف باریده و از یک ارتفاعی به بعد برف نباریده است. بنابراین در این مراحل چندگانه، کمک به بارش فقط در جایی قابل انجام است که هسته تراکم به اندازه کافی وجود نداشته باشد. یعنی همه شرایط دیگر برای بارش وجود داشته باشد و صرفا کمبود هسته تراکم داشته باشیم. آن وقت است که باروری انجام می‌شود و می‌تواند به وقوع بارندگی کمک کند. ما در ایران، مشکل هسته تراکم نداریم. چیزی که در جومان بسیار وجود دارد، گردوغبار است. بنابراین در همین تئوری ساده، مشخص است که ما نمی‌توانیم از باروری ابرها استفاده کنیم. خصوصا در کشورمان. پس از اینکه همه اینها اتفاق بیفتد _با فرض اینکه تمام شرایط را داریم_ گستره مانور ما روی جو بسیار محدود است. یعنی ما برای استحصال آب باید منطقه‌‌ای بسیار بسیار وسیعی را بارور کنیم که این امکانات فوق‌تصور می‌خواهد. بارورسازی با هواپیما اتفاق می‌افتد. شما تصور کنید که برای بارورسازی آسمان تهران، چند هواپیما نیاز است که در یک رفت و برگشت این کار را انجام دهند تا یک‌بار به‌طور کامل بارور کنند؟»
ثنایی‌نژاد در ادامه عنوان کرد: «قصدم این است که بگویم باروری ابرها اگر هم انجام شود، در مقیاس بسیار محدود باید انجام شود. همان سخنی که رئیس سازمان هواشناسی کشور هم گفت. بارورسازی ابرها برای کار تحقیقاتی یا اصلاح وضع هوا انجام می‌شود. به‌شخصه حتی در سفرهای کاری هم ندیده‌ام که بارورسازی ابرها در موارد صنعتی صورت بگیرد. ابرهای محدودی را می‌توان بارور کرد. آن هم ابرهای سیبی تک‌واحدی که حاصل شرایط خاصی در جو هستند و اگر بخواهند تگرگ ببارند در منطقه محدودی به اندازه 30 کیلومتر مربع شاید بتوانیم با استفاده از تکنولوژی بارورسازی ابرها از تگرگ خسارت‌زا جلوگیری کنیم. این کل کاربردی است که می‌توان برای چنین تکنولوژی متصور بود. البته همین مورد را هم من سراغ ندارم که در جهان به‌صورت صنعتی مورد استفاده قرار بگیرد اما به‌صورت آزمایشی انجام شده است.»
چرا آمریکا برای مقابله با خشکسالی از بارورسازی ابرها استفاده نکرده است؟
این استاد دانشگاه در پاسخ به پرسش «فرهیختگان» نیز گفت: «بارورسازی ابرها هم از لحاظ هزینه برای کشور صرفه اقتصادی ندارد، هم اینکه امکان بارورسازی در سطح گسترده وجود ندارد و هم اینکه از لحاظ تئوری دانش کافی بارورسازی ابرها برای استحصال آب را نداریم. حتی اگر رطوبت در جو وجود داشته باشد اما ناپایداری در جو وجود نداشته باشد، این امکان صورت نمی‌گیرد. ایجاد ناپایداری در جو، شرایط فوق‌العاده دینامیکی و فوق دینامیکی لازم دارد که به وجود آمدن آن در ید بشر نیست. از مراحل بارش باران تنها در یک مرحله می‌توانیم دخالت کنیم و آن هم به‌صورت محدود است. اصلا عاقلانه نیست که 3 هزار میلیارد تومان برای چنین شرایطی هزینه شود.»
آیا در روسیه و آمریکا نیز بارورسازی ابرها منجر به استحصال آب نمی‌شود؟ ثنایی در این‌باره پاسخ داد: «اصلا بارورسازی ابرها برای استحصال آب صورت نمی‌گیرد و تنها برای تحقیقات یا اصلاح وضع هوا به‌صورت محدود انجام می‌شود. من سراغ ندارم که این تکنولوژی به‌صورت مداوم استفاده شود. در نقشه‌های هوایی خشکسالی آمریکا که به‌روز هم هستند، ما همیشه برخی مناطقی داریم که بارندگی‌شان از نرمال کمتر است. اگر این کار انجام‌پذیر بود، چرا آمریکا برای استحصال آب، بارورسازی ابرها را انجام نداده است؟ چراکه تئوری کار انجام این کار را به‌صورت گسترده به ما نمی‌دهد. من از مسئولان درخواست دارم که بیهوده پول مملکت را صرف این کار نکنند. مقداری مطالعات را بیشتر کنند و بیهوده این کار را انجام ندهند. من و همکارانم آمادگی همکاری داریم تا توضیح دهیم چرا این کار قابل اجرا نیست.»