فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 15 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
چگونگی بارور کردن ابرها
باروری ابرها در واقع یک روند طبیعی است که در آن ابرها به بخار آب تبدیل شده و سپس به باران مبدل می‌شوند. برای ایجاد باران مصنوعی باید عوامل ابر ، رطوبت ، دما و سایر شرایط جوی فراهم باشد به هر حال با انجام باروری منظم و برنامه‌دار ابرها مقدار بارش را می‌توان در یک دوره کامل به میزان 5 تا 25 درصد افزایش داد. می‌دانیم رطوبت (وزن بخار آب موجود در یک متر مکعب هوا) عامل مهمی در تشکیل ابرهاست، همچنین می‌دانیم که هر قدر هوا گرمتر باشد، قابلیت بیشتری برای داشتن بخار آب و تشکیل ابر دارد. اما برای تشکیل ابر ضمن وجود رطوبت و دمای زیر نقطه شبنم ، وجود ذرات میکروسکوپی گرد و خاک ، دوده بلورهای نمک و ... لازم است.
به هر حال دو ساز و کار اصلی برای بارش از ابرها به نام روند باران گرم و روند باران سرد معروفند. بعد از اینکه دانشمندان متوجه شدند که در مناطق حاره ، باران از ابرهایی بارش می‌کند که هرگز دمای آنها زیر صفر نیست آن را باران گرم نامیدند. در این ابرها قطرات درشت آب که ابر را تشکیل می‌دهند در برخورد با قطرات کوچک ، آنها را جذب می‌کنند (پدیده ادغام) و به این ترتیب شروع به بارش می‌کنند.
در روند باران سرد ، یعنی زمانی که دمای ابر یا قسمتی از آن پایین‌تر از سفر می باشد، در آن پاره‌ای ابر از قطرات آب و بلورهای یخ تشکیل شده است. در این عمل بلورهای یخ با جذب رطوبت اطراف خود سریعا شروع به رشد می‌کنند تا اینکه وزن آن باعث فرود آنها می‌شود. این بلورها هنگام فرود اگر از مکانهای گرم بگذرند به باران تبدیل و در غیر این صورت به صورت برف فرود می‌آیند.
انسان از طریق باروری ابرها می‌تواند از لحاظ تعداد و نوع هسته‌های تشکیل باران به طبیعت کمک کند. باروری بوسیله هسته‌های تراکم در اندازه‌های بزرگ (به عنوان مثال عناصر جذب کننده رطوبت مانند بلور نمک و اوره) می‌تواند برای سرعت دادن به روند بارش گرم بکار رود. باروری بوسیله هسته‌ای منجمد (از قبیل یدور نقره و یخ خشک) در افزایش باران در روند بارش سرد به ابرهایی که کمبود هسته دارند کمک قابل توجهی می‌کند.
باروری ابرهای کوهستانی
در مناطق کوهستانی ابرها بوسیله هوای مرطوب که به بالا می‌روند و سرد می‌شوند تقریبا از غرب به شرق بر روی کوهها تشکیل می‌شوند. اگر این روند را بطور طبیعی به حال خود بگذاریم خیلی از این ابرها توانایی تولید باران را ندارند و بیش از 90% از رطوبت خود را در جو به جای می‌گذارند. اگر بعضی از این ابرها را با یدور و یخ خشک و دیگر مواد با استفاده از مولدهای زمینی یا هواپیما بارور کنیم بین 5 تا 20 درصد روند بارندگی را افزایش خواهیم داد.
باروری ابرهای کومولوس
باروری ابرهای کومولوس روند پیچیده‌تری دارد. برای تشکیل این ابرهای بزرگ ، هوای گرم و مرطوب لایه‌های نزدیک به زمین ، بالا رفتن و سرد می‌شوند، تا جایی که ذرات بخار حاوی آنها متراکم شده و تشکیل ابر می‌دهد. دلیل صعود این حجم از هوا می‌تواند گرمای خورشید که روی زمین می‌تابد و یا یک جبهه هوای گرم باشد. از یدور نقره و یا یخ خشک زمانی استفاده می‌شود که دمای سطح بالایی ابر حدود 5- درجه سانتیگراد و یا کمتر باشد. هدف از این عمل زیاد کردن بلورهای یخ موجود در قسمت سرد شده ابر میباشد. زمانی که این بلورها بوسیله قطرات آب سرد شده ، احاطه می‌شوند سریعا به وضعی می‌رسند که باعث فرود آنها می‌شود. این بلورها هنگام فرود ذوب شده و قطرات باران را تشکیل می‌دهند.
تگرگ در ابرهای بزرگتری از نوع کومولوس - نیمبوس تشکیل می‌شود، این ابرها جریان بالا رونده بسیار شدیدی دارند، برای جلوگیری از تشکیل تگرگ ، مقدار زیادی یدور نقره در بخشهای مخصوص از ابر اضافه می‌کنند. اضافه کردن هسته‌های مصنوعی انجماد باعث ایجاد یک رقابت برای جذب ذرات منجمد آب می‌شود و به همین خاطر ذرات تگرگ نمی‌تواند زیاد رشد کند، چون رشد آنها بستگی بوجود ذرات آب دارد و اگر ذرات تگرگ بزرگ نباشد، زمانی که از ابر به طرف زمین فرود می‌آیند وقت کافی برای ذوب شدن دارند.
زدودن مه
از این روش در بسیاری از فرودگاههایی که در آنها مه مرتبا خلل در پروازهایشان ایجاد می‌کند استفاده می‌کنند چون مشخصات فیزیکی مه سرد (در این نوع مه قطرات ریز آْب در دمای زیر صفر سرد شده‌اند) شباهت زیادی به ابر سرد دارد. معمولا از هواپیماهای کوچک برای پاشیدن یخ خشک روی این مه‌ها استفاده می‌شود و همانند ابرهای سرد ذرات مه سرد شده به بلورهای یخ تبدیل شده و همانند یک برف ملایم به زمین فرود می‌آیند و این باعث پراکندگی موقتی مه بر باند فرودگاه می‌شود و گاهی اوقات این پراکندگی با کمک پرتو خورشید و گرم شدن سطح زمین بیشتر می‌شود.
نکاتی مهم در مورد باروری ابرها
تجربه 24 کشور در سطح جهان نشان داده است که باروری ابرها می‌تواند مقدار بار را بین 10 تا 25 درصد افزایش دهد و خسارات ناشی از تگرگ را بین 30 تا 70 درصد کاهش دهد.
موادی که در باروری ابرها استفاده می‌شود مثل نمک خشک ، اوره یا یدور نقره هرگز باعث آلودگی نمی‌شود و خطری ایجاد نمی‌کند زیرا مقدار این مواد بیار ناچیز است (تراکم نقره به نسبت 109/1 است).
تا به حال نشانه‌ای وجود ندارد که باروری ابرهای منطقه باعث کاهش بارش در مناطق مجاور شده باشد (حتی تا شعاع 160 کیلومتری).
باروری ابرها هرگز عملی بر خلاف طبیعت نیست، زیرا گاهی حیات انسان و تولیدات مواد غذایی او وابسته به این روش ابداع انسان است.
با توجه به هزینه طرحهای وابسته به باروری ، هزینه تمام شده هر متر مکعب باران تولیدی 5 ریال و قسمت نفوذی به سفره‌های زیرزمینی 50 ریال (بر اساس محاسبات باروری ابرها در استان یزد در سال 1377 که هزینه کل طرح 50 هزار کیلومتر مربع حدود 600 میلیون مر مکعب بود، تنها 150 درصد آن به سطح زمین رسید و بطور متوسط حدود 12 میلیمتر بارندگی در استان مذکور بویژه اطراف شهر یزد ایجاد کرد) است.
فضای کره زمین که به مانند موتور حرارتی عظیم عمل می‌کند از انرژی خورشید برای جریان باد و بالابردن بخار آب از سطح اقیانوس‌ها، جنگل‌ها و منابع طبیعی و ذخیره کردن آنها در داخل ابرها که نهایتاً به باران تبدیل می‌شود استفاده می‌کند. تقریباً همه انرژی خورشیدی که در سطح زمین جذب می‌شود وارد پائین‌ترین لایه‌های حرارت محسوسی فضا می‌شود یا به صورت حرارت پنهان مربوط به تبخیر آب درمی‌آید. انرژی خورشیدی در سطح گسترده‌ای برای مدتی به صورت حرارت بالقوه تبخیر ذخیره می‌شود و بعداً بخار آب به صورت ابر متراکم تخلیه خواهد شد. توفان‌های شدید و توفان همراه با رعد و تندر در اثر آزاد شدن حرارت پنهان در بخار آب به وجود می‌آید. بهرحال انرژی بادها به طور عمده در اثر وجود اختلاف درجه حرارت در نقاط مختلف سطح زمین به وجود می‌آید. چون ابرها عملاً کلیه آب موجود در فضای کره زمین را تولید می‌کنند هرگونه تغییر در آنها بسیار حائز اهمیت خواهد بود. چرا مردم باید به وسیله بارور کردن ابرها به دنبال کاهش فقر، جلوگیری از کمبود آب و مبارزه با قحطی مواد غذائی باشند؟
پیوند دوگونه گل سرخ، درخت انبه، گیاهان دیگر و سایر درختان باعث تولید انواع مختلف گیاهان و درختان دیگری شده است که محصول بیشتر و بهتری را در اختیار انسان قرار داده‌اند. دو رگه‌گیری در گاوهای اهلی باعث تولید گاوهائی شده است که محصول شیر آنها به مراتب بیشتر است. انقلاب سبز محصولات بیشتری از شالیزارها بدست آورد که باعث رونق اقتصادی کشاورزان و کارگران مزارع برنج شد. تزریق مواد شیمیائی در داخل ابرها آنها را به ابرهای پرباری تبدیل کرد که تولید مقادیر قابل توجه نزولات جوی برف و باران در طول سال باعث می‌شود.
روشنفکران، دانشمندان و مهندسین چینی نه تنها این واقعیت‌های علمی را شناسائی کرده‌اند بلکه این اصول علمی را به فناوری‌های مفید بارورکردن ابرها به منظور توسعه و رشد کشاورزی، صنعتی و اقتصادی تبدیل کرده‌اند تا به این ترتیب فقر و بیماری را از بین ببرند. با درک این مفاهیم بسیاری از مردم در سایر کشورها به این حقیقت پی برده‌اند که منابع آب متعارف مانند آبهای سطحی و زیرزمینی که از رودخانه‌ها و دریاچه‌ها تأمین می‌شوند برای رفع نیاز در حال رشد جمعیت روزافزون برای مصرف شرب، آبیاری و تولید برق آبی کافی نیست. آنها مایلند از طریق بارورکردن ابرها فرودگاهها را از وجود مه پاک کنند و از بروز توفان‌های تگرگ و شدید جلوگیری کنند و با خشکسالی‌های مکرر و آثار مضر گرم شدن کره زمین مبارزه کنند. در صورتی که ابرها توسط ذرات یخ یا هسته‌های اصلی املاح نقره (Silver iodide nuclei) بارور نشوند آنها نمی‌توانند به مراکز جذب رطوبت از بخار آب موجود در هوا تبدیل شوند. در این شرایط توسعه ابرها توسط بارور کردن آنها ابرهای دیگری را دربر می‌گیرد. بعلاوه بعضی از ابرها به دلیل عدم کفایت عمق آنها خود به خود تولید باران نمی‌کنند و بنابراین لازم است آنها را با مواد شیمیائی بارور کنیم به طوری که اندازه و عمق آنها برای بارندگی افزایش یابد. بعضی از ابرها حتی در صورتی که دارای عمق کافی باشند و هسته اصلی آنها کافی نباشد فقط بین 10 تا 20 درصد رطوبت موجود در آنها به باران تبدیل شود. در صورتی که هسته‌های یخی بیشتری در آنها تزریق کنیم این گونه ابرها به سطح مطلوب نزدیک شده و می‌توانند مقدار بیشتری از رطوبت هوا را به باران تبدیل کنند. همچنین درمورد ابرهای گرم در صورتی که از تزریق مقدار کافی مواد شیمیایی جذب کننده رطوبت استفاده نکنیم، این گونه ابرهای گرم نمی‌توانند در یک منطقه معین حدود 25 درصد باران اضافی در سال تولید کنند.
بنابراین بارور کردن ابرها به تنهائی شرایطی را برای جذب رطوبت هوا فراهم می‌کند که باعث تولید برف و باران بیشتر خواهد شد. بنابراین دولتی که از این فناوری استفاده نکند و صرفاً از منابع آب اولیه مانند رودخانه‌ها و دریاچه‌ها و منابع آب ثانوی مانند چاههای کم عمق و عمیق استفاده کند برای مردم مقدار بسیار محدود آب تأمین خواهد کرد. ولی دولت‌های روشنفکر سعی می‌کنند از منبع آب سوم را که به صورت ابر در آسمان وجود دارد از طریق عملیات بارور کردن ابرها به منظور افزایش آب قابل دسترسی برای شرب، کشاورزی، تولید برق آبی، پرکردن منابع آب سطحی و زیرزمینی به میزان وسیع برای رفع نیاز جمعیت در حال افزایش در اغلب کشورهای در حال رشد کنترل کنند. روشنفکران چینی معتقدند که عدم اجرای عملیات
بارور کردن ابرها در هر یک از کشورهای استوائی باعث ازدیاد فقر، بیکاری، بیماری، ضعف اقتصاد و شورش در جامعه خواهد شد.
نقشی که تأمین آب به عنوان سیستم رشد اقتصادی و به عنوان ضابطه رفاه عمومی و آب به عنوان طلای آبی ایفا می‌کند بسیار حائز اهمیت است. بنابراین کشورهای پیشرفته جهان نه تنها دائماً در حال توسعه منابع آب توسط مهارکردن کلیه آبهای زیرزمینی و سطحی هستند بلکه از منابع آب تجدیدپذیر نامحدود و استفاده نشده یعنی ابرهای بی‌شمار موجود در آسمان بهره‌برداری می‌کنند.
دانشمندان، کارمندان، صاحبان صنایع و سیاستمداران روشنفکر در حدود 50 کشور در مدت 40 سال برای مقاصد زیر مشغول فعالیت در زمینه بارورکردن هستند.
1- افزایش میزان بارندگی سالیانه برای مصرف شرب و کشاورزی
2- پراکنده کردن مد در داخل فرودگاهها وجاده‌ها
3- افزایش تولید برق از طریق نیروگاههای برق آبی با ارزان‌ترین قیمت
4- جلوگیری از توفان و تگرگ به منظور کاهش خسارت به جان مردم، محصولات کشاورزی و دارائی‌های آنها
5- کاهش اثرات ویران‌کننده خشکسالی‌های مکرر
6- کاهش اثرات زیان‌بار گرم شدن کره زمین و درجه حرارت زیاد در فصل تابستان
7- افزایش میزان بارندگی سالیانه برای توسعه و بهبود جنگل‌ها، حیات وحش و محیط زیست
چندین کشور پیشرو مانند آمریکا، استرالیا، چین، تایلند، کشورهای اروپائی، روسیه، آمریکای لاتین، کشورهای عربی، اندونزی و پاکستان از فناوری‌های پیشرفته بارور کردن ابرها برای مقاصد مذکور در حال بهره‌برداری هستند.
چندین ایالت هند علاقمند به توسعه و رشد اقتصادی و کشاورزی و بهبود رفاه مردم مشتاق آموزش تجربه‌های موفق سایر کشورها نظیر چین و آمریکا هستند و با تغییرات لازم و مناسب شرایط آب و هوائی، پستی و بلندی، جغرافیائی و زیست محیطی محلی، فناوری‌های مذکور را در این زمینه پذیرفته‌اند.
قطره‌های ابر در هوا به وسیله متراکم‌شدن ذرات موجود تشکیل می‌شود. ذرات دود، خاک و غیره به عنوان هسته‌های اصلی یا مرکزی ابر (CCN) شناخته می‌شوند. مجموع هسته‌های اصلی مذکور در زمان‌های مختلف و مکانهای متفاوت دچار نوسان می‌شوند و در تبدیل قطرات ابر به قطره‌های باران تأثیر دارند.
بارور کردن ابر با مواد شیمیایی مصنوعی برای ایجاد تغییر در ابرها و تبدیل آنها به باران انجام می‌شود.
همان طور که تشکیل ذرات ابر به حضور CCN نیاز دارند، تشکیل بلور یخ در ابر سرد (با درجه حرارت زیر صفر یخ‌بندان) حضور هسته‌های اصلی یخ لازم است و حضور هسته‌های اصلی جذب کننده رطوبت باعث تبدیل ابر گرم به باران خواهد شد.
تزریق مواد شیمیایی مصنوعی یا سایر مواد در داخل ابرهای مناسب به منظور باران بیشتر در مکانهای
انتخاب شده برای بهبود منابع آب به عنوان باران مصنوعی یا بارور کردن ابر یا مدیریت بارندگی شناخته شده‌اند.
آزمایش‌ها و عملیات در زمینه تغییر هوا به منظور افزایش بارندگی سالیانه، پراکنده‌کردن مه، از بین بردن توفان تگرگ و آرام کردن توفان‌های شدید برای به حداقل رساندن خسارت‌های وارده به محیط زیست در حال اجرا است. در بعضی از کشورها مانند آمریکا این گونه طرحهای تغییر آب و هوا توسط آکادمی ملی علوم آمریکا ارزشیابی شد و 13 مورد از این طرح موفق شدند و مقدار بارندگی در آنها بیش از حد انتظار بود و مقدار باران در مقایسه با مکانهای نزدیک که در آنها طرح اجرا نشده بود بین 7 تا 57 درصد افزایش داشت. برای فرد فعال در این زمینه بارور کردن ابر هم یک هنر است و هم علم و فعالیت در این راه باعث رسیدن به هدف بهداشت و رفاه مردم و حفظ سرمایه‌های زیست محیطی آنها خواهد شد. بهرحال دانشمندان خوشبین در نظر دارند برای اقدام در این رشته بایستی از روش منطقی برای پیشرفت آن استفاده کرد و عدم فعالیت به مشکلات و خطرهای نامطلوب‌تر برای جامعه منتهی می‌شود.
تشکیل ابر و تولید باران
در اثر حرارت خورشید سطح آبهای طبیعی گرم می‌شود و این گرما بخار آب موجود در سطح آب را به سوی آسمان می‌فرستد. بخار آب به صورت قطره‌های آب روی هسته‌های اصلی ذرات نمک با رطوبت نسبی
78 درصد و روی سایر ذرات با رطوبت صد در صد متراکم می‌شود. این گونه هسته‌های اصلی شامل غبار، دود، خاک و بلورهای نمک است. در حالیکه اندازه ذرات نمک یک میکرون میباشد (میکرون برابر یک میلیونیم متر است) سایر ذرات شعاعی بین یک صدم تا یک دهم میکرون دارند. هسته‌های اصلی یخ ذرات ویژه‌ای هستند که قطرات ابر بر روی آنها منجمد می‌شود و یا بلورهای یخ مستقیماً از بخار آب تشکیل می‌شود.
طبق نظریه برگرون Bergeron، در هر هزار قطره ابر بسیار سرد یک بلور یخ که بر روی هسته‌های مصنوعی تشکیل می‌شود برای تولید باران لازم است. چون یک متر مکعب ابر دارای 100 میلیون قطره ابر است یک صد هزار هسته مرکزی لازم خواهد بود. بنابراین یک قطره 10 میکرونی ابر به 100 میکرون گلوله یخ تبدیل می‌شود و سرعت خروج آن به اندازه کافی زیاد هست که به صورت قطره باران به زمین برسد. از آنجائیکه طبیعت معمولاً حدود یک هزار هسته اصلی در هر مترمکعب ابر تولید می‌کند هر مقدار تراکم (غلظت) بیشتر این مقدار باعث افزایش باران خواهد شد. قطره‌های ابر بر روی ذراتی به شعاع‌های 5/0، 1/0 و 01/0 میکرون با میزان رطوبت‌های به ترتیب 2/100، 101 و 110 درصد تشکیل می‌شود.
وقتی که مه از روی زمین بلند می‌شود و بالا می‌رود ابرهای صفحه‌ای شکل تشکیل می‌شوند که به نام ابرهای استرتوس معروف هستند. در صورتی که به دلیل حرکت ابرها به طرف بالا، بالاتر از زمین تراکم اتفاق افتد، توده‌های کوچک ابرها به نام ابرهای پشته یا توده (کمولوس) تشکیل می‌شوند.
براساس ارتفاع و ضخامت، ابرها را می‌توان به قرار زیر طبقه‌بندی کرد.
نوع ارتفاع نام ابر
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 15 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
دانلود مقاله چگونگی بارور کردن ابرها
