هواشناسی کشاورزی - تعديل آب و هوا به شيوه بارورسازي ابرها

	هواشناسی کشاورزی
	وبلاگ تخصصی هواشناسی کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد

تعديل آب و هوا به شيوه بارورسازي ابرها

جام جم - تعديل آب و هوا به عنوان شاخه جديدي در علوم جو براي کنترل محدود و مقطعي بارش ، مه زدايي و کاهش خسارات تگرگ براي محققان و دانشمندان مطرح است. دانشمندان علوم جو براساس کشفيات اوليه ، آزمايش هاي علمي گسترده اي را براي فناوري بارورسازي ابرها به عنوان روشي موثر در جهت تعديل آب و هوا به اجرا درآوردند به طوري که اگر اين فناوري بدرستي مورد استفاده قرار گيرد، به نتايج شگفت آوري مي توان دست يافت. تاکنون هدف از بارورسازي ابرها و اقداماتي که در اين زمينه صورت گرفته تعديل مه ، تگرگ ، باد و رعدوبرق بوده ؛ اما هدف عمده از اجراي طرح ها در اين خصوص افزايش بارش باران و برف است. طبق اطلاعات به دست آمده از کشورهاي عضو سازمان هواشناسي جهاني ، هم اکنون طرح هاي بارورسازي ابرها در بيش از 40 کشور جهان انجام مي شود. سال 1946 در آزمايشگاه هاي تحقيقاتي جنرال الکتريک نيويورک تحقيقاتي انجام شد که به تعديل حجم عظيمي از ابرها با هزينه مناسب منجر شد. از افرادي که در اين زمينه نقش بسزايي ايفا کرده اند، مي توان به برنارد ونگوت و وينست شيفر اشاره کرد. دانشمندان علوم جو براساس کشفيات اوليه ، آزمايش هاي علمي گسترده اي را براي کاربرد فناوري بارورسازي ابرها به عنوان روشي موثر در جهت تعديل آب و هوا به اجرا درآورده اند. فرآيندهاي طبيعي ابر و بارش جو علاوه بر اکسيژن ، نيتروژن و گازها حاوي مقادير متغيري از بخار آب است. مقدار بخار آب موجود در جو، در يک حجم مشخص با بالا رفتن دما افزايش مي يابد. رطوبت نسبي يکي از معيارهاي اندازه گيري بخار آب است. مي توان گفت رطوبت نسبي درصدي از بخار آب موجود در هوا در مقايسه با بيشترين مقدار بخار آبي است که هوا مي تواند در خود نگاه دارد. به عنوان مثال ، اگر دماي مجاور سطح زمين 25 درجه سانتي گراد و تراکم بخار آب نصف بيشترين مقدار موجود در آن درجه حرارت باشد، رطوبت نسبي 50 درصد خواهد بود. وقتي حجم هوايي با مشخصات فوق سرد مي شود، با صعود به ناحيه فشار هواي کمتر رطوبت نسبي افزايش مي يابد. ضمن اين که تراکم نسبي بخار آب و هواي خشک ثابت مي ماند. در اين حالت ، اگر دما به 12 درجه سانتي گراد برسد، رطوبت نسبي به صددرصد خواهد رسيد که در اين حالت مي گوييم هوا اشباع شده است. اگر سرد شدن ادامه يابد، ميزان بخار اضافه به ميزان مورد نياز براي حفظ حالت اشباع به قطرات ابر تبديل مي شوند. قطرات ابر در اطراف هسته هاي ميعان ابر به وجود مي آيد. ذرات هوا و نيز ميکروسکوپي معلق در جو هميشه وجود دارند، آنهايي که نسبتا بزرگ و جاذبه الرطوبه هستند، به عنوان هسته هاي ميعان ابر، مناسب تر هستند. از آنجايي که جو حاوي هسته هاي ميعان زيادي است ، بنابراين بيشتر ابرها از قطرک هاي کوچک با تراکم زياد تشکيل شده اند. بارورسازي ابرها در ايران حدود 10 سال از راه اندازي مرکز ملي بارورسازي ابرها مي گذرد که مسوولان اين مرکز معتقدند، تاکنون اقدامات فراواني در زمينه کسب دانش فني باروري ابرها، ايجاد مرکزي با عنوان مرکز ملي تحقيقات و مطالعات باروري ابرها، خريد هواپيما و تجهيزات مخصوص بارور کردن ابرها و تهيه رادارهاي هواشناسي انجام شده است. مسوولان اين امر معتقدند، در اين سالها موضوع باروري ابرها از جايگاهي ويژه در کشور و منطقه برخوردار است. به طوري که از سوي مرکز ملي تحقيقات و مطالعات باروري ابرها در سال آبي 85 - 86 در مساحتي حدود يک سوم کشور اين فعاليت انجام شد. وزارت نيرو براساس ماده 19 قانون ملي شدن آب ها و ماده 29 قانون توزيع عادلانه آب وظيفه استحصال آب از طريق باروري ابرها را به عهده دارد. جز اين ماده قانوني ، صورتجلسه اي نيز با سازمان هواشناسي مبادله شده که براساس آن وظيفه تحقيقات درخصوص باروري ابرها به عهده سازمان هواشناسي است و وظيفه انجام مطالعات و اجراي طرح هاي باروري ابرها را وزارت نيرو عهده دار شده است. براساس گزارش هاي منتشر شده ، طرح باروري ابرها در سال آبي 85 - 86 با استفاده از 2 فروند هواپيماي مجهز به تجهيزات مخصوص باروري ابرها از ابتداي آذر 1385 در محدوده اي به شعاع 400 کيلومتر از مرکز يزد که شامل استان هاي يزد،کرمان ، فارس ، اصفهان ، چهارمحال و بختياري و کهگيلويه و بويراحمد و بخش هايي از استان هاي خراسان رضوي و جنوبي ، قم و سمنان مي شود، به اجرا درآمده است که اين فعاليت ها تداوم خواهد يافت. همچنين بر اساس گزارش مرکز ملي تحقيقات و مطالعات باروري ابرها، در طول دوره عمليات به راه اندازي مجدد رادارهاي هواشناسي مستقر در استان هاي يزد و کرمان اقدام شد و سايت راداري کوهپايه اصفهان نيز به بهره برداري رسيد. تعديل مه در جهان تعديل مه براي بهبود بخشيدن به عملياتي که در بسياري از فرودگاه ها صورت مي گيرد، کاربرد دارد. به طور خاص ، شرکت هاي خطوط هوايي از فناوري تعديل آب و هوا بهره مند مي شوند. هم اکنون سيستم هاي عملياتي در چندين فرودگاه عمده و مهم کشور امريکا به کار برده مي شود. در ابتدا تاييد روي پراکنش مه سرد که شامل قطرک هاي آب ابر سرد در دماي زير صفر درجه سانتي گراد است ، بود. در عين حال ، پيشرفت هايي در زمينه تعديل مه گرم صورت گرفته ؛ اما هنوز فناوري کم هزينه اي جهت پراکنش مه گرم شناخته نشده است. بارورسازي مه ابرسرد يا يک استراتوس يکي از کاربردهاي فناوري تعديل آب و هواست که تاثير آن به طور واضح و آشکار نشان داده مي شوند. هواپيماهاي سبک بيشتر براي پرواز بالاي مه فرستاده مي شوند و قرص هاي يخ خشک را روي مه رها مي کنند. در نتيجه بلورهاي يخ رشد مي کنند و طي 10 تا 15 دقيقه تبديل به برف سبک شده و فرو مي ريزند. بارش برف وضوح موقتي ايجاد مي کند که مي تواند روي باند فرودگاه تاثير بگذارد. اين رادارها مي توانند تمام سيستم هاي ورودي از غرب و جنوب غرب کشور به منطقه عملياتي را رصد کنند و مشخصات دقيق آن را شامل ارتفاع ابر، ضخامت و تراکم آن ، برش هاي افقي و عمودي از ابرها، ميزان بارش لحظه اي و تجمعي و نقاط حادثه زا در ابر را بررسي کرده و براي تصميم گيري درخصوص عمليات باروري ابرها در اختيار بگذارند. يکي از نکات مهم در طراحي و اجراي طرح هاي باروري ابرها، نياز آبي منطقه و تاثير اقتصادي اجراي طرح باروري ابرهاست که اين نکات در طراحي منطقه اجراي عمليات باروري ابرها در نواحي مرکزي کشور نقش ويژه اي داشته است. هم اکنون طرح باروري ابرها در قالب يک طرح مطالعاتي و اجرايي و در طول دوره اجراي عمليات ، ظرفيت بارورسازي ابرها در منطقه را بررسي مي کند و سپس به نتايج به دست آمده به همراه تامين امکانات سخت افزاري و نرم افزاري ، بستري براي اجراي عمليات باروري ابرها در ديگر نقاط کشور فراهم مي کند. بارورسازي ابرها گاهي اوقات با بارورسازي ابرها با استفاده از انواع و تعداد مناسب هسته ها در زمان و مکان مناسب ، مي توان طبيعت را در کنترل فرآيند بارش ياري کرد. بارورسازي با استفاده از هسته هاي ميعاني بزرگ مانند ذرات جاذبه الرطوبه ، مواد نمکي متداول و کپسول هاي اوره ، فرآيند بارش ابر گرم را تسريع مي کند. بارورسازي با استفاده از هسته يخ مانند ذرات يديدنقره ، يا با استفاده از ذرات يخ ابرها يا مواد بسيار خنک کننده مانند قرص هاي يخ خشک يا پروپان مايع مي تواتند کارايي فرآيند بارش «ابرسرد» در برخي از ابرها را افزايش دهد. يديد نقره معمولا از دستگاه هايي که ژنراتورهاي سوخت مايع ، يا فلزهاي پيروتکنيک ناميده مي شوند، آزاد مي شوند. آنها مي توانند تعداد 10 به توان 14 ذره از يک گرم يديدنقره آزاد کنند. توانايي هسته سازي يديدنقره با کاهش دما افزايش يافته و با نوع دستگاه تغيير مي کند. در بيشتر دستگاه هاي دماي آستانه اي که در دماي پايين تر از آن ، يديدنقره هسته يخ موثر است 5 (منفي پنج) درجه سانتي گراد است. بارورسازي ابرهاي کوهساري و همرفتي وقتي هواي مرطوب ضمن صعود از کوه ها سرد مي شود، ابرها تشکيل مي شوند. ابرهايي که از اين طريق شکل مي گيرند، ابرهاي کوهساري ناميده مي شود. بيشتر اين ابرها در زمستان از انبوهي از قطرات ابر سرد به وجود مي آيند؛ البته بسياري از اين ابرها در بارش بي تاثيرند. بيش از 90 درصد رطوبت مايع آنها آزاد هستند تا زماني که با نزول هوا و گرم شدن در باد پناه کوه قطرک ها تبخير مي شوند. بعضي از اين ابرها حاوي ذرات يخ کافي براي تبديل قطرات ابر سرد به بارندگي نيستند. بارورسازي اين نوع ابرها با استفاده از مواد مصنوعي هسته هاي يخ ، باعث افزايش کارايي بارندگي مي شود. ابرهاي کوهساري ديگري که حاوي مقادير فراوان يخ و هسته هاي يخ مصنوعي افزوده شده هستند، سبب افزايش کارايي بارش نمي شوند. بارورسازي چنين ابرهايي در واقع مقدار بارندگي را به کمتر از آنچه ممکن است توليد کنند، کاهش مي دهد. هر چند شواهد کمي براي حمايت از اين نظريه وجود دارد، متصديان تعديل آب و هوا بايد درباره انواع مختلف ابرهايي که در زمستان از روي رشته کوه ها عبور مي کنند، شناخت کافي داشته باشند.در بارورسازي اين ابرها از مواد مختلفي استفاده شده است ، يديدنقره که با ژنراتورهاي زميني يا از هواپيما بالاي قله ابر آزاد مي شود، بيشترين کاربرد را داشته است. مطالعات آماري بارندگي و اطلاعات جريان رودخانه اي نشان مي دهد که در برخي طرح هاي بارورسازي ابرهاي زمستاني کوهساري 5 تا 15 درصد بارندگي فصلي در منطقه هدف افزايش يافته است. ابرهاي همرفتي در بارندگي تابستاني در سراسر جهان نقش مهمي ايفا مي کنند و منبع عمده بارش در فصول مناطق حاره اي هستند. تعديل ابرهاي همرفتي بسيار پيچيده تر از ابرهاي زمستاني کوهساري است. بارورسازي ابرهاي همرفتي با هسته هاي ميعان بزرگ امکان پذير است ؛ اما از آنجايي که ميزان مواد مورد نياز زياد است ، اين روش به ندرت عملي است. اگر شرايط مناسب باشند، ابرهاي همرفتي مي توانند تحريک شوند تا اين که بيشتر رشد کرده و دوام طولاني تري داشته باشند. تحقيقات نشان مي دهد وارد کردن يديدنقره يا يخ خشک به قسمت هاي ابر سرد يک ابر سبب انجماد قطرات مي شود در اثر انجماد گرماي نهان انجماد به مقدار زيادي آزاد شده ، گرماي آزاد شده شناوري ابر را بيشتر کرده و سبب مي شود ابر بيشتر رشد کند. هم اکنون انجمن تعديل آب و هوا به نام weather modification Association در کشور امريکا با عنوان انجمن تحقيقات کنترل آب و هوا تاسيس شده است که 200 عضو را در 5قاره جهان مستقر کرده است که مي تواند در ارائه دستاوردها و تجارب جهان به ديگر کشورها بسيار فعال و موثر عمل کند.

+ نوشته شده در یکشنبه بیست و یکم بهمن 1386ساعت 13:59 توسط مریم سلاجقه |

صفحه نخست
پست الکترونیک
آرشیو
عناوین مطالب وبلاگ

درباره وبلاگ

وبلاگی تخصصی در باره "هواشناسی کشاورزی" که جمعی دانشجو و معلم در آن گرد آمده اند تا تجربیات و علائق تخصصی خود را با هم شریک شوند و دیگران را هم اگر راهی بدینجا یافتند گرامی دارند با دریافت نظرات ارزشمندشان

نوشته های پیشین

دی 1388
آذر 1388
آبان 1388
مهر 1388
شهریور 1388
مرداد 1388
خرداد 1388
اردیبهشت 1388
فروردین 1388
بهمن 1387
دی 1387
آذر 1387
آبان 1387
مهر 1387
مرداد 1387
تیر 1387
خرداد 1387
اردیبهشت 1387
اسفند 1386
بهمن 1386
دی 1386
آذر 1386
آبان 1386
مهر 1386
مرداد 1386
تیر 1386
خرداد 1386
اردیبهشت 1386
فروردین 1386
اسفند 1385
بهمن 1385
دی 1385

نویسندگان

حسین ثنائی نژاد
محمد موسوی بایگی
مریم حاج حیدری
نصیر حسینی
نرگس رجب زاده
مریم سلاجقه
الهام عابدینی
زهرا فراهانی
صادق قضنفری
سعیده کوزه گران
آمنه میان آبادی
دکتر امین علیزاده
بهرام قلی زاده
مهرنوش اقتداری
دکتر کمالی
سمیرا نوری
نرجس عبدالمنافی
حسن صالحی
چکاوک خواجه امیری
غلام رضا خالقی
علی رضا دشتی
فلاح
فاطمه طالبی
مینا ممیزی
نوشین خالقی
مهری شاهدی

پیوندها

سایت مهندسی آب سولار ( آبها )
Nationalgeography
ASEAN Specialized Meteorology Centre (ASMC)
National Centre for Environment Prediction (NCEP)
مهار بیابان زائی