Cloud Seeding: Bilim Adamları Neden Kar Yapmaya Çalışıyor?

Su, dünyadaki yaşamın neredeyse tüm yönlerini etkileyen değerli bir kaynaktır. Aynı zamanda sınırlıdır, bu nedenle insanlar arzın talebi karşılamasını sağlamak için çeşitli yöntemler kullanırlar.

Bu tekniklerden biri bulut ekimidir - yağmur veya kar oluşumunu teşvik etmek için atmosfere parçacıklar ekler. Bugün, Batı ve Amerika'daki devlet kurumları, kamu hizmetleri kuruluşları ve kayak bölgeleri dahil olmak üzere pek çok varlık, dağlardaki kış kar yağışını artırmak için bulutlar ekiyor. Daha fazla kar paketi, yerel su kaynaklarını besleyen, mahsulleri sulayan ve hidroelektrik enerjisi üreten barajları besleyen daha fazla ilkbahar ve yaz akışı anlamına gelir.

Bulut tohumlama, hava alanlarındaki sisleri dağıtma, yaz yağışlarını artırma ve dolu durumu azaltma çabalarında da kullanılmıştır. Aslında, bulut ekimi dünya çapında 50'den fazla ülkede gerçekleşiyor. Yine de, tüm bu faaliyete rağmen, çalışıp çalışmadığını hala bilmiyoruz.

Atmosferik bilim insanlarıyız ve son zamanlarda, bulut tohumlamasını kış fırtınalarından dağ kar küresini arttırmanın bir yolu olarak değerlendirmek için bir alan araştırması yaptık. Sonuçlarımız açıkça, en azından belirli koşullar altında, bulut parçacıklarının evrimini ve büyümesini değiştirmenin mümkün olduğunu, aksi takdirde gerçekleşmeyecek olan kar yağışına yol açtığını göstermektedir. Sonraki soru, bulut tohumlamanın batı ABD'deki su yöneticileri için etkili bir araç olup olmadığıdır.

Bulutların İçinde Kristaller Yaratmak

Bulutlar, yağış olarak düşmeyecek kadar küçük su damlacıklarından oluşur. Bu damlacıklar genellikle 0 ° Fahrenheit (eksi 18 santigrat derece) veya daha düşük bir sıcaklıkta, donma noktasının altındaki sıcaklıklara aşırı soğutulur. Birçok durumda, bir bulutun önemli miktarda yağış üretmesi için (aşırı soğutulmuş sıvının varlığında hızla büyüyebilen) buz kristalleri mevcut olmalıdır. Hava olarak oluşan bulutlar için bir dağın üstünden kaldırılır, buz kristali veya çok az olması halinde, bulutu oluşturan su damlacıklarının birçoğu basitçe dağın rüzgar tarafında buharlaşır.

Kış bulutu ekilmesi, süper soğutulmuş suyun bir bulutta olduğu zaman, yapay buz çekirdeği görevi gören parçacıkların tanıtılmasıyla değiştirilebileceği hipotezine dayanır. Bu işlem, süper soğutulmuş suyu, sonunda kar olarak yüzeye düşecek kadar büyüyecek şekilde kullanacak olan buz kristalleri oluşturur.

Bulut tohumlaması, ünlü romancı Kurt Vonnegut'un kardeşi atmosferik bilim adamı Bernard Vonnegut'un öncülüğünü yaptı. 1947'de Vonnegut’ın laboratuarı, gümüş iyodürün, doğal olarak meydana gelen buz çekirdeklerinden çok daha sıcak sıcaklıklarda buz oluşturabilecek etkili bir buz çekirdeği olduğunu gösterdi.

Gelecek 40 yıl boyunca, bulut ekimi üzerine çalışan bilim adamları, bulut fiziğinin neredeyse tüm yönleriyle ilgili önemli keşifler yaptı. Buna rağmen, 2003 yılında Ulusal Araştırma Konseyi “kasıtlı hava değişikliği çalışmalarının etkinliğine dair ikna edici bir bilimsel kanıt bulunmadığı” sonucuna varmıştır. Bununla birlikte, etki alanı üzerine araştırmalar yapılırken, operasyonel bulut tohumlama üzerine baskı yapan devletler ve topluluklar dur.

SNOWIE'ye Giden Yol

Bu programlar neden çalıştıklarına dair bilimsel kanıt olmadan var? Cevap basit: Batılı devletler suya ihtiyaç duyuyor ve karar vericilerin birçoğu bulut tohumlamanın onu üretmek için uygun maliyetli bir yöntem olabileceğine inanıyor.

2004 yılında, Wyoming eyaletinde önceki çalışmalarla aynı sonuca varmış bir pilot proje başlatıldı: Bulut ekimi yağışları arttırmış olabilir, ancak artış fırtına sistemlerinde doğal değişkenlikle de açıklanabilir. Bununla birlikte, Ulusal Bilim Vakfı tarafından finanse edilen bir kardeş proje, yeni bilgisayar modelleme araçlarının ve geliştirilmiş cihazların bazı yeni bilgiler üretebileceğini gösterdi.

Bu arada, Idaho Power Company, şirketin devam etmekte olan operasyonel bulut ekim programını değerlendirmek için Ulusal Atmosferik Araştırma Merkezi ile birlikte çalışıyordu. Bu işbirliğinden, Idaho Power’ın bulut ekim programının etkinliğini değerlendirmek için yeni bilgisayar modelleme araçları ve daha iyi enstrümanlar kullanma fikri geldi. Nihai sonuç projemiz, Tohum ve Doğal Orografik Kış Bulutları: Idaho Deneyi veya SNOWIE oldu.

Gümüş İyodundan Kar'a

2017 kışında, dağlık konumlarda konumlandırdığımız Doppler (DOW'ler) ve bir araştırma uçağına monte ettiğimiz Wyoming Cloud Radar (WCR) gibi sofistike radarlar ve silahlarla yola çıktık. Bu araçlar, yağışların nerede ve ne zaman ortaya çıktığını belirlemek için bulutların içine bakmamızı sağladı.

Bulutlar, gümüş iyodür parçacıklarıyla tohumlandıktan sonra, uçakların ekili bölgelere girip çıktıkça bulut parçacıklarının ince ayrıntılarını incelemek için araştırma uçağının kanatlarından asılı olan görüntüleme problarını kullandık. 10 haftalık saha projemize sadece iki hafta kala radarımız, bulutun tohumlanmasından kaynaklanan yadsınamaz ilk yağış sinyalini tespit etti.

Gümüş iyodür partiküllerini serbest bırakmanın buz kristali oluşumunu başlattığını ve bu kristallerin karda büyüdüğünü ve dağın yüzeyine düştüğünü açık ve net sinyaller gördük. Tohumlamadan etkilenen bölgelerde, buz kristali konsantrasyonları yüzlerce artmış ve bu da kar oluşumuna neden olmuştur. Buna karşılık, tohumsuz bulut bölgelerinde sadece 1 kilometre uzaklıktaki bulut, çoğunlukla küçük sıvı damlacıklarından ve çoğunlukla buzdan yoksun bırakılmış halde kalmaya devam etti.

Gördüğümüzün aslında bulut ekimi nedeniyle olduğunu nasıl söyleyebiliriz? Bir durumda, bir uçak, gümüş iyodürü serbest bırakarak, rüzgar yönüne dik olan düz bir yol boyunca ileri geri geçti. Gümüş iyodür, zig-zag tüyüyle bulut içinde aşağı doğru dağılmaya başladı - uçağın uçuş düzeni tarafından oluşturulan ve doğal olarak gerçekleşmeyen bir desen. Gümüş iyodürün bulutlarda ne zaman ve nerede serbest bırakıldığına dayanarak tahminimize uyan zig-zag düzeninde şekillenen radar ekoları gördük.

Cloud Seeding Bir Fark Yaratabilir mi?

Şimdi bulut tohumlamanın kar yağışına yol açabileceğini bildiğimize göre, suyun dağ dengesindeki su dengesini değiştirip değiştiremeyeceğini görmek istiyoruz. SNOWIE'den elde edilen veriler bilgisayar modellerinde, bulut tohumlamanın mevsimsel kar yağışını nasıl etkileyebileceği ve etkisini ölçebileceği konusundaki fikirlerimizi test etmek için kullanılacak. Sonuçta, su yöneticileri ve kamu görevlileri bulut ekimi nedeniyle ne kadar ek yağış üretilebileceğini ve yerel havzalardaki yağışları artırmanın maliyet etkin bir yol olup olmadığını bilmek isteyeceklerdir.

Illinois Üniversitesi'nden Robert M. Rauber, Colorado Üniversitesi'nden Katja Friedrich, Wyoming Üniversitesi'nden Bart Geerts, Roy Rasmussen ve Ulusal Atmosfer Araştırmaları Merkezi'nden Lulin Xue ile Idaho Power Company'den Mel Kunkel ve Derek Blestrud bu yazıda tartışılan SNOWIE çalışmasına katıldı.

Bu makale, ilk olarak Jeffrey French ve Sarah Tessendorf tarafından The Konuşma'da yayınlandı. Orijinal makaleyi buradan okuyun.