بارورسازي ديناميكي ابرها

واقعيت مفهوم بارورسازي ديناميكي عبارت است از بارورسازي ابرهاي ابر سرد با مقادير كافي هسته يخ يا خنك كننده به منظور انجماد سريع ابر،به علت بارورسازي،آب مايع ابر سرد به ذرات يخ تبديل مي شود،گرماي نهان را آزاد مي كند.و شناوري را افزايش داده و بدين طريق حركت صعودي ابر را تقويت مي كند.در شرايط مناسب باعث رشد بيشتر ابر بخار آب بيشتر و بازده بيشتر بارندگي مي شود.علاوه بر آن ،ايجاد بارندگي ممكن است سبب حركت نزولي شديدتر و فعل و انفعال با محيط همرفت فعال تري را ايجاد كند.

مفهومم بارورسازي ديناميكي اولين بار توسط سيمپسون در ۱۹۶۷ محك زده شد.فرضيه زنجيره وقايع در اين آزمايشهاي اوليه توسط وودلي و همكاران در ۱۹۸۲ تشريح و خلاصه شد.تعداد كمي از مراحل فرض شده در زنجيره وقايع در آزمايشهاي گذشته بررسي يا تاييد و توسط مدلهاي عددي اثبات شده است.مشاهدات تجربي ،انجماد سريع ابرهاي بارور شده را نشان داده اند و شواهدي دال بر رشد ابر به ارتفاعات بالاتردر نتيجه بارورسازي ديناميكي ارائه گرديده است بدليل مشكل اندازه گيري و مستند كردن زنجيره واكنش هاي فرضي،آزمايشات اوليه شامل آزمايش FACE-1 و FACE-2 در زمره آزمايشات نوع جعبه سياه قرار گرفته است

بعد از برخي نتايج دلگرم كننده اوليه،اين مفهوم در بسياري از پروژه ها بررسي شده است.نتايج آزمايشهاي تگزاس نشان داد كه بارورسازي با يديد نقره ارتفاع ابر را تا حدود ۷% نواحي را تا ۴۳% افزايش داد.با وجود اين نتايج دلگرم كننده ،آنها سوالات جديدي را نيز مطرح كردند.افزايش در ارتفاع قله ابر بطور قابل توجهي كمتر از فرضيه هاي اصلي يا يافت شده در آزمايشهاي اوليه مي باشد

در واكنش به اين يافته ها فرضيه اوليه به منظور توضيح عدم افزايش در ارتفاع قله ابرهاي بارور شده را تعديل كردند.زماني كه يك ابر بارور نشده بتواند ۵ مرحله شامل مرحله رشد كومه اي،مرحله باران ابر سرد ،مرحله بارندگي قله ابر ،مرحله حركت نزولي و مرحله پراكندگي طي كند،ابرهاي بارور شده چندين مرحله بيشتر سپري مي كنند.دو مرحله اول همان مراحل قبلي هستند،مرحله سوم اثرات اوليه بارورسازي را بروز مي دهد،و مرحله يخي شدن نام دارد.اين مرحله همچنين شامل انجماد قطرات باران است كه بعدا منجر به مرحله تخليه مي شود.

ادامه مراحل بعدي شامل مرحله نزول و ادغام،مرحله كومولونيمبوس رشد يافته و در پايان مرحله همرفتي پيچيده است.در مواردي كه شناوري در مرحله يخي شدن نتواند آب را حمل كند پراكندگي رخ مي دهد.

 

رزنفلد و وودلي در سال ۱۹۹۳ تعديلهايي براي مدل مفهومي كه در برگيرنده توجه بيشتر به فرايندهاي خرد فيزيكي بود،پيشنهاد كردند. مدل مفهومي تعديل شده مشتمل بر توليد و حمل جرم بارندگي بيشتر در منطقه بارور شده و بالاي آن است كه مهلت بيشتري براي توسعه مداوم ابر فراهم مي شود. در مرحله بعد تخليه جرم افزوده يافته باعث افزايش حركت نزولي و بارندگي شده در حاليكه همزمان مهلت رشد اضافي در ناحيه اي كه مقداري از گرماي نهان رها شده قبلي را حفظ مي كند فراهم مي شود.اين مفهوم تعديل شده فرض مي كند كه وجود قطرات بزرگي تعديل شده فرض مي كند كه وجود قطرات بزرگي تبديل سريع آب ابرسرد به يخ را در ابر سهولت مي بخشد

 

با وجوديكه اين مدل مفهومي پذيرفتني است و زنجيره منطقي وقايع در افزايش بارندگي را ارائه مي كند،به علت اينكه بسياري از مراحل در زنجيره براي اندازه گيري خيلي مشكل است،اين مدل مفهومي بسيار پيچيده مي باشد.اگر يك ارتباط در فرايند نادرست باشد،رديابي اثرات بارورسازي بسيارمشكل خواهد بود.بويژه در ابرهاهمرفتي كه بطور طبيعي تغيير پذيري زيادي رانشان مي دهند.آزمايشهاي متمركز براي جمع آوري اطلاعات همانند مطالعات مدلسازي براي اثبات و حمايت اين فرضيه مورد نياز است

 

با وجود اينكه افزايش بارندگي از ابرهاي منفرد در يك مقياس محدود مستند شده اند ولي شواهدي دال بر تاثير بر روي بارندگي منطقه مستند نشده است بنابراين اين روش براي افزايش بارندگي به منظور تامين منابع آب هنوز بصورت يك فن آوري اثبات نشده باقي مانده است.

بارورسازي ابر گرم اصطلاح ( بارورسازي جاذب الرطوبه) بسته به طراحي آزمايش ،نوع ماده بارورسازي مورد استفاده و نوع ابري كه مورد آزمايش بوده است،معاني كمي مختلف از ابتدا بخود گرفت.در تمام موارد ،هدف نهايي افزايش بارندگي توسط عواملي مي باشد كه فرآيند هماميزي را افزايش دهد.وارد كردن مستقيم اندازه مناسبي از CCN كه بتواند به عنوان نطفه هاي مصنوعي قطره باران مصنوعي عمل كند با استفاده از اسپد هاي آب ،محلولهاي نمكي رقيق ،يا

نمكهاي پودر شده رايج ترين تكنيكهاي بارورسازي جاذب الرطوبه بودند كه در گذشته استفاده شدند.هدف اوليه وارد كردن نطفه هاي مصنوعي قطره باران (ذرات نمك با قطر بزرگتر از ?m 10 ) كوتاه كردن زمان عمل تعداد CCN در تعيين جمعيت اوليه قطركهاي ابر و بنابراين تسريع آغاز فرايند هماميزي است .اين مفهومم قبلا در برنامه هاي ايالات متحده و ساير كشورها استفاده گرديده است و هنوز در كشورهاي جنوب شرقي آسيا و هند مورد استفاده قرار مي گيرد با وجود اينكه اين فن آوري به طور گسترده در كشورهاي بسياري در جنوب شرقي آسيا استفاده شده است ،آزمايشهاي آماري گذشته با وجود اينكه بعضي از آنها حاكي از اثرات

مثبت بوده اند عموما بدون نتيجه بوده اند.نتايج مشاهدات و مدلسازي در مورد اين كه تحت شرايط معين طيف اندازه قطره (نطفه هاي مصنوعي) باروري بهينه،بارندگي در بعضي از ابرها مي تواند افزايش يابد،حمايت هاي را جلب كرده ند.

نقاط ضعف اين رهيافت اين است كه مقدار زيادي نمك مورد نياز بوده و پخش نمك در نواحي در جريان ورودي به ابر مشكل مي باشد.علاوه بر آن ،آهنگ رشد ذرات به قطرات باران بايستي به خوبي با نيم رخ جريان بالا و هماهنگ باشد و گرنه رشد آنها كارا نخواهد بود اندازه قطره باروري بهينه تابع سرعت صعود و ضخامت ابر است و بستگي به روش تزريق مواد براي مثال از كف ابر يا نزديك به قله ابر دارد.فيرلي و چن در سال ۱۹۷۵ در يك مدلسازي دريافتند كه بارورسازي با نمك فقط مقدار كمي قطرات بزرگ بدون اينكه اثر قابل ملاحظه اي بر روي فرآيند بارندگي داشته باشند ايجاد مي كند.مگر اينكه خرد شدن قطره جهت افزايش واكنش زنجيره كه اثرات بارورسازي را افزايش دهد عمل كند.در حاليكه برخي از اثرات بارورسازي نسبت داده شده اند بارورسازي با مواد جاذب الرطوبه معمولا نسبت به بارورسازي با هسته هاي يخ جذابيت كمتري دارد .يانگ در ۱۹۹۶ نشان داد كه بيشتر مواد بارورسازي ممكن است هدر روند زيرا فقط بخش كوچكي از توده به اندازه قطره بارور بهينه نزديك است .در حاليكه در اكثر آزمايشهاي بارورسازي با مواد جاذبه الرطوبه با استفاده از اين روش ابرهاي بارور شده از طيف وسيعي از قطره هاي قطره بذر پاشي استفاده مي شود .اين امر مي تواند توضيح دهد كه چرا بارورسازي با مواد جاذبه الرطوبه با ذرات بزرگ نتايج بسيار متفاوتي را ايجاد كرده است .

aa

سابقه اجراي طرح باروري ابرها در ايران
در سال پنجاه و سه براي نخستين بار طرح باروري ابرها توسط وزارت نيرو به مدت چهار سال
به منظور افزايش ذخيره آبي سدهاي لتيان و كرج،با بهره گيري از امكانات اجرايي يك شركت كانادايي
و با استفاده از سي دستگاه ژنراتور زميني تصعيد يدور نقره و يك فروند هواپيما به اجرا درآمد ميزان
.متوسط افزايش بارندگي در ايران طرح سيزده درصد گزارش شده است
در سال شصد و هفت، تجهيزات بجا مانده از طرح جاجرود و كرج به يزد منتقل گرديده و سپس در سالهاي
۷۵،۷۴،۷۳،۷۰،۶۹
.عمليات باروري ابرها با استفاده از ژنراتور زميني در ارتفاعات شيركوه يزد اجرا گرديده است
bb

سابقه تاسيس مركز ملي تحقيقات و مطالعات باروري ابرها
با توجه به تاكيد رياست محترم جمهوري وقت در سمينار اقتصاد آب در آذرماه ۱۳۷۵
مبني بر ايجاد مركز باروري ابرها، با ابلاغ وزير وقت نيرو در بهمن ماه ۱۳۷۵ مركز ملي تحقيقات و
.مطالعات باروري ابرها در يزد تاسيس و رسما آغاز به كاركرد
cc

اهداف مركز
بهره گيري از دانش و تجربيات كشورهاي پيشگام در زمينه ايجاد باران مصنوعي-
تبادل اطلاعات و تجربيات با مراجع بين المللي و سازمانهاي دست اندر كار علوم جوي ومجريان-
.باروري ابر در كشورهاي مختلف
ايجادبانك اطلاعاتي غني در ارتباط با وظايف تحقيقاتي مركز-
اجراي عمليات باروري ابرها در سطح كشور با همكاري كشورهاي پيشگام براي انتقال تدريجي-
تكنولوژي به منظور كسب استقلال فني و اجراي عمليات با استفاده از كليه امكانات فني و انساني
.داخل كشور
.انجام امور مطالعاتي اجرايي ديگر كه بتواند به تحقق اهداف و برنامه هاي مركز كمك نمايد-

قابليتهاي فن آوري باروري ابرها
استحصال منابع جديد آب-
تعديل آب و هوا-
ايجاد برف در ارتفاعات-
انتقال زماني و مكاني بارش-
جلوگيري از بروز سيل-
تبديل تگرگ به باران-
رفع مه در فرودگاهها و اتوبانها-

اقدامات انجام شده از بدو تاسيس
ايجاد ارتباط با كشورهاي پيشگام در زمينه باروري ابرها، بررسي گزارشات و-
.مقالات دريافتي و جمع بندي آنان
.جمع بندي كليه اقدامات انجام شده در زمينه باروري ابرها در كشورها-
عقد قرارداد با رصدخانه مركزي روسيه به منظور اجراي عمليات آزمايشي باران –
.مصنوعي در مناطق مركزي ايران
.تحليل بارندگي و مطالعات اقليمي و هواشناسي استان يزد و مناطق مركزي ايران-
.تهيه اطلس ابرناكي استانهاي يزد،گيلان،مازندران و نيز اطلس كلي ابرناكي كشور-
تهيه شرح خدمات پيرامون امكان سنجي و مكانيابي اجراي طرح ايجاد باران مصنوعي در-
.پهنه كشور
مطالعات مربوط به مكانيابي محل استقرار ژنراتورهاي زميني تصعيد يدور نقره جهت –
.باروري ابرها در استان يزد
تهيه فيلم از نحوه اجراي عمليات باروري ابرها،دوبلاژ فيلم باروري تهيه شده در كشور –
.سوريه،تهيه گزارشات متعدد، عكس،اسلايد و نيز ترجمه مقالات
جذب كارشناس و نيروي امساني از طريق آزمون ، مصاحبه و برگزاري دوره هاي تخصصي-
.زير نظر استادان ايراني و روسي
آماده نمودن سايت راداري جهت نصب رادارهاي هواشناسي و مطالعه و مكانيابي مناطق –
.مناسب جهت ايجاد شبكه رادارهاي هواشناسي در مناطق مركزي كشور
.راه اندازي سايت راداري شيركوه با برد موثر به شعاع ۲۰۰ كيلو متر-
برگزاري گردهمايي علمي مربوط به باروري ابرها، با حضور كارشناسان ايراني و خارجي-
.و ارائه مقالات مختلف در اين زمينه
اجراي عمليات باروري ابر به منظور افزايش بارش همراه با مطالعه ابرها و تحقيقات جوي در-
استان يزد و ايران مركزي با استفاده از هواپيماي ويژه ، مجهز به سيستم شليك يدور-
نقره ، سيستم تزريق نيتروژن مايع به درون ابر، دستگاههاي اندازه گيري پارامترهاي جوي
.و يك دستگاه رادار هواشناسي
انجام عمليات تابستانه باران مصنوعي و مطالعه ابرها و سيستم هاي حاكم بر منطقه شمال-
.كشور با استفاده از هواپيماي مخصوص باروري ابر
.تهيه گزارش فني از عمليات باروري ابرها در مناطق مركزي و مناطق شمالي كشور-
روشهاي بكار رفته جهت باروري ابرها در ايران
در ايران از دو روش براي بارور كردن ابرها استفاده مي شود، يكي روش باروري قله ابر و ديگري
باروري درون ابر مي باشد باروري قله ابر از گلوله هاي پيرو تكنيك پرتابي يدور نقره
استفاده شده كه اين روش بر روشهاي ديگر ترجيح دارد زيرا هنگام اجراي عمليات امكان ديدن
ابر و محل مناسب از ابر وجود داشته و نيز عامل باروري سريعتر و با دقت بيشتر به درون ابر
تزريق مي شود جهت باروري درون ابر در ايران هم از روش پيرو تكنيك پرتابي و هم تزريق افقي
.نيتروژن مايع استفاده مي شود
اين دو روش داراي عملكردهاي متفاوتي هستندگلوله هاي پيروتكنيك پرتابي هسته هاي يخي
مصنوعي را وارد منطقه فوق سرد ابري مي كنند و نيتروژن مايع را با ايجاد سرمايش شديد در ابر
.توليد هسته هاي يخي از بخار آب وآب فوق سرد ابر را ميكنند

سازمانهاي حمايت كننده و همكار
مركز ملي تحقيقات و مطالعات باروري ابرها زير مجموعه اي از سازمان مديريت منابع آب ايران
وابسته به وزارت نيرو ميباشد سازمانها و ارگانهاي مختلفي اين مركز را در انجام هر چه بهتر
.عملياتهاي باروري ابرها در ايران ياري نموده اند
:اسامي اين سازمانها عبارتند از
رياست جمهوري، وزارت نيرو،سازمان مديريت منابع آب ايران،استانداري يزد،شركت
آب منطقه هاي يزد،مركز تحقيقات منابع آب ايران ،دفتر بررسيهاي علمي صنعتي
رياست جمهوري،شوراي عالي امنيت ملي،سفارت ايران در روسيه،سازمان هواپيمايي
مشور،ستاد كل نيروهاي مسلح،وزارت امور اقتصاد و دارايي،گمرك،شركت هواپيمايي
صافات،مخابرات استان يزد،برقمنطقه اي استان يزد،دانشگاه يزد،بنياد مستضعفان
و جانبازان انقلاب اسلامي، اداره هواشناسي يزد