بزرگنمايي:

پیام سپاهان - امروزه به علت افزایش تقاضا و رشد روزافزون جمعیت با کمبود منابع آبی مواجه هستیم. جمعیت جهان در 45 سال آینده تا بیش از 40 درصد افزایش خواهد یافت. مهندسی آب و هوا به منظور به حداکثررساندن آب موجود و تقویت توانایی ابرها برای تولید باران ابداع شده است و شامل مداخلات تکنولوژیکی است که به منظور کاهش تغییرات آب و هوا یا اثرات حاصل از آن استفاده می‌شود. 
به گزارش ایسنا-منطقه اصفهان، این فرایند برای تحت تاثیر قرار دادن الگوهای آب و هوایی در جهت اهداف مطلوب بشر بود که توسط انسان انجام می‌گیرد. مهندسی آب و هوا به دو دسته تقسیم می‌شود. حذف دی اکسید کربن(CDR) برای خروج دی اکسید کربن از اتمسفر است تا آن را به صورت یک عنصر بی‌اثر درآورده و به شیوه‌ای ایمن برای طولانی مدت ذخیره کند و یا از آن به عنوان سوخت استفاده کند. در مقیاس بزرگتر، با کاشت درختان یا تیمار زمین از طریق وارد کردن مواردی مانند "biochar" می‌توان به این اهداف دست یافت.
CDR شامل ریختن آهن در اقیانوسها به منظور تشویق پلانکتونها به استنشاق کربن، یا به کارگیری درخت‌های مصنوعی است. این درختان دی اکسید کربن را به طور مستقیم از هوا می‌گیرند و شرایط آب و هوایی را بهبود می‌بخشند.
روش دیگر آن شامل مدیریت پرتودهی خورشیدی یا (SRM) است که هدف آن منعکس کردن پرتوهای خورشیدی وارد شده به جَو، است. روش‌هایی که به راحتی حرارت تابیده شده را از سطح زمین فراری می‌دهد و عاملی برای کاهش گرم شدن سیاره‌ای یا منطقه‌ای است. آمارها حاکی از آن است که انعکاس تنها 2درصد از پرتوهای خورشیدی وارد شده در جو، می‌تواند اثر افزایش دمای جهانی که با دوبرابر شدن سطح دی اکسید کربن ارتباط دارد، را خنثی کند.SRM برخی بخش‌های سطح زمین یا اتمسفر را طوری تغییر می‌دهد تا بازتاب بیشتری داشته باشد. دانه‌های ترانسژنیک با برگ‌های صیقلی تَر یا ورق‌های پلاستیکی عظیمی که در بالای یخچال‌های طبیعی زده می شود یا حباب‌های میکرو در سطح اقیانوس‌ها از جمله فعالیت‌هایی هستند که به منظور مدیریت پرتودهی خورشیدی در سطح زمین انجام می‌شود. 
در برخی از روش‌ها، ابرهای قرار گرفته در بخش پایینی اتمسفر را درخشان می‌کنند. بیشترین روش به کار رفته به عنوان SRM معرفی ترکیبات سولفات یا یک ماده مشابه در استراتوسفر یا تروپوسفر است که اثرات سردکنندگی را تقلید می‌کند که این مورد در فوران آتشفشانی نیز مشاهده می‌شود.
اهداف تغییرات آب و هوایی شامل "cloud seeding " یا بادارکردن ابرها، جلوگیری از سرمازدگی، از بین بردن ابرها و مه، اصلاح و مهار طوفان‌ها و مهارآتش سوزی است. برخی متخصصان دفاعی استفاده از این تغییرات را به عنوان یک سلاح نظامی پیشنهاد کرده‌اند. به عنوان مثال،آمریکا از بادارکردن ابرها در طی جنگ ویتنام استفاده کرد و امید داشت که افزایش بارندگی حرکت افراد و تجهیزات ویتنامی‌ها را در امتداد Ho Chi Minh سخت و دشوار کند.
باران مصنوعی به مجموعه اعمالی گفته می‌شود که به طور مصنوعی بارش را از طریق افزودن کردن موارد اضافی به ابر تحریک و افزایش می‌دهد. این مواد شامل یخ خشک(دی اکسید کربن جامد)، یدید نقره، پودر نمکی و غیره است. این فرایند Cloud seeding نام دارد که توسط هواپیما یا راکت‌ها انجام می‌شود و در بیشتر موارد به منظور افزایش مقدار بارش در طی دوره خشکسالی استفاده می‌شود. 
در زمان خشکسالی اغلب ابرهایی وجود دارند، اما بارانی نمی‌بارد. بشر می‌تواند تلاش کند تا باران را ایجاد کند که به آن بارندگی مصنوعی می گویند. زمانیکه دمای ابرها نزدیک به صفر است، این امکان وجود دارد که کریستالی از یخ ایجاد شود. پس بخارات آبی به فرم مایع تبدیل نمی شوند. این فرایند توسط باردارکردن ابرها متابولیزه شده و باران ایجاد می‌شود. بر اساس نظر کارشناسان ناسا در 2014، کالیفرنیا 11 تریلیون گالون از این ماده تا پایان خشکسالی لازم دارد. این میزان برای لس انجلس 1.4 بیلیون گالن تخمین زده شده است.
اهداف دیگر آن شامل از بین بردن مه و ضعیف کردن برخی بادها ، کاهش رعد و برق و تگرگ در توفان‌ها است. در فرودگاه‌ها، زمانی که مه خیلی سرد است، مقدار زیادی یخ خشک را در محیط فرودگاه وارد می‌کنند که سبب ناپدید شدن مه می‌شود زیرا این ماده مایع را به یخ تبدیل می‌کند"، یخ بر روی زمین می‌نشیند و هوا صاف می‌شود. با اضافه کردن یخ خشک تشکیل تگرگ مهار می‌شود. تگرگ می تواند بسیار خطرناک باشد و گاهی سبب ایجاد رعد و برق شود، مهار تشکیل تگرگ سبب مهار تشکیل رعد و برق می شود. دانشمندان روسی استفاده این روش را برای مهار تگرگ بسیار کارامد دانستند، اما دانشمندان آمریکایی این فرایند را که از اوایل تا اواسط 1900 به کار می رفت، ناکارامد می‌دانند. در سال 1960 برای نخستین باراز cloud seeding برای تضعیف طوفان‌ها استفاده شد. البته این نکته اثبات نشده است که طوفان‌ها به طور طبیعی ضعیف شدند یا باردارکردن طوفان سبب این اتفاق شده است. با این وجود، انجام آزمایش‌هایی با باردار کردن طوفان‌ها برای پاسخ به این پرسش در زمان حاضر مشکل است.علت آن خطرناک بودن مسیری است که می‌تواند چنین نتیجه ای ایجاد کند. 
بادارکردن ابرها می‌تواند به طور طبیعی اتفاق بیفتد، اما در بیشتر موارد توسط انسان ایجاد می‌شود.cloud seeding طبیعی زمانی رخ می‌دهد که کریستالهای یخ از ابرهای سیروس در ابرهای کومولوس یا استراتوس واقع در مکان پایین‌تری در اتمسفر، بیفتد. کریستال‌های یخ مانند دانه‌هایی عمل می‌کنند که تشکیل کریستال‌های بزرگتر یخ را آغاز می کند تا سبب تشکیل باران شود. یکی از اهداف این فرایند، افزایش تولید برف است.
"Schaefer Vincent " در سال 1946 اصول cloud seeding را شرح داد و همراه با همکارش، یک روشی را ابداع کرد که از واحدهای فریز شده موادی مانند نمک، پودر تالکوم، خاکها، گرد و غبار و مواد شیمیایی دیگر استفاده کرد تا رشد کریستال‌های یخ را تحریک کند. او آزمایش خود را برای پیدا کردن دمای مناسب با تعبیه کردن محدوده دمای40- درجه برای آب مایع مطالعه کرد. در همان ماه همکارش دکتر" Bernard Vonnegut" روش دیگری به نام seeding را ابداع کرد. یخ خشک و یدید نقره در تغییر شیمی فیزیک ابرهای بسیار سرد موثر بودند، بنابراین در تقویت بارش برف زمستانی بر روی کوه‌ها و مهار طوفان‌ها مفید بودند.
در حال حاضر، می‌دانیم که فرایند تشکیل باران چیست. این فرایند با بخار شدن آب از دریا یا یک منبع آبی انجام می گیرد. سپس این بخارات با حرکت باد به سمت بالا در تروپوسفر سفر می کند که سبب می‌شود برخی قطرات ظاهر شوند. فرایند ادامه پیدا می کند و وقتی ضخامت قطرات نزدیک به 0.2 میلی‌متر رسید آنها دیگر نمی‌توانند، در هوا شناور باقی بمانند و به صورت باران به سمت زمین می روند. با شناخت این روش، بارندگی مصنوعی ابداع شد.
منابع
weathermodification
2016 Cloud Seeding FAQ’s
aastha C, Essay on Cloud Seeding: Meaning, History and Types, Atmosphere, Geography, geography notes
انتهای پیام