Οι απαρχές της σποράς νεφών χρονολογούνται από τη δεκαετία του 1940 στις ΗΠΑ. Οι Vincent J. Schaefer και Bernard Volnnegut κατάφεραν για πρώτη φορά να διεγείρουν την πυρηνοποίηση πάγου στα σύννεφα με τη βοήθεια ξηρού πάγου και ιωδιούχου αργύρου. Σήμερα η μέθοδος εξακολουθεί να έχει περιορισμούς.

Ο έλεγχος του καιρού είναι κάτι που η ανθρωπότητα επιθυμεί εδώ και πολύ καιρό. Αυτό που φαινόταν αδύνατο, ανέφικτο, άρχισε να γίνεται πραγματικότητα στα μέσα του 20ού αιώνα, όταν ο αυτοδίδακτος Αμερικανός χημικός Vincent Joseph Schaefer (1906-1993), με την ανεκτίμητη βοήθεια του επιστήμονα Bernard Volnnegut (1914-1997), επινόησε τη μέθοδο της σποράς νεφών. Αρχικά δοκιμάστηκε με επιτυχία στο εργαστήριο και εφαρμόστηκε στην ατμόσφαιρα, με ελπιδοφόρα αλλά ανάμεικτα αποτελέσματα. Ας ρίξουμε μια ματιά στο ιστορικό πλαίσιο μέσα στο οποίο ξεκίνησε αυτή η ερευνητική γραμμή, στην προσέγγιση της σποράς των νεφών και στις δυσκολίες που προέκυψαν.

Η “λεκάνη” σκόνης και η Σχολή του Μπέργκεν.

Στη δεκαετία του 1930 – τη δεκαετία πριν από την ανακάλυψη του Schaefer – συνέβησαν δύο γεγονότα που ήταν τελικά καθοριστικά για την ανάπτυξη της σποράς των νεφών και της δυνατότητας δημιουργίας βροχής ή χιονιού. Στις ΗΠΑ επικρατούσε μια επίμονη ξηρασία (μεταξύ 1932 και 1939), η οποία συνοδευόταν από καταστροφικές καταιγίδες σκόνης, οι οποίες κατέστρεφαν τα πάντα στο πέρασμά τους, προκαλώντας μεγάλες ζημιές στη γεωργία, μαζική έξοδο αγροτών και λιμό που προκάλεσε μεγάλο αριθμό θανάτων. Η έλλειψη νερού κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, που είναι γνωστή ως Dust Bowl, σημάδεψε μια ολόκληρη γενιά Αμερικανών.

Την ίδια στιγμή, μια ομάδα ταλαντούχων Σκανδιναβών μετεωρολόγων – με επικεφαλής τον Βίλεμ Μπγιέρκνες (1862-1951) – έφερνε επανάσταση στη μετεωρολογία, θέτοντας τις θεωρητικές της βάσεις. Ένας από τους σημαντικότερους εκπροσώπους της λεγόμενης Σχολής του Μπέργκεν ήταν ο Σουηδός Tor Bergeron (1891-1977), στον οποίο οφείλουμε την πρώτη περιγραφή της διαδικασίας σχηματισμού κατακρημνισμάτων σε μικτά και ψυχρά νέφη.

Μαζί με τον Γερμανό μετεωρολόγο Walter Findeisen (1909-1945), διατύπωσε μια θεωρία, η βασική παραδοχή της οποίας είναι ότι η συνύπαρξη σταγονιδίων υπέρψυκτου νερού και παγοκρυστάλλων σε αυτά τα σύννεφα, σε ορισμένες θερμοκρασίες, ευνοεί την ανάπτυξη των τελευταίων χάρη στην αυξημένη εξάτμιση των πρώτων.

Το αποτέλεσμα είναι ο σχηματισμός πυρήνων πάγου, οι οποίοι δημιουργούν νιφάδες χιονιού ή σταγόνες βροχής.

Η διαδικασία αυτή -που τώρα μετονομάστηκε σε διαδικασία Wegener-Bergeron-Findeisein- ήταν γνωστή στον Vincent J. Schaerfer όταν, στις αρχές της δεκαετίας του 1940, άρχισε να ενδιαφέρεται για το θέμα. Εργαζόταν στο ερευνητικό εργαστήριο της General Electric, του οποίου προΐστατο ο διάσημος νομπελίστας χημείας Irving Langmuir (1881-1957), ο οποίος τον ενθάρρυνε να διερευνήσει την πυρηνοποίηση του πάγου σε νέφη που περιείχαν νερό σε κατάσταση υποσύντηξης (βασικό στοιχείο της διαδικασίας). Προτού πραγματοποιήσει πειράματα στο εργαστήριο, ο Schaefer άρχισε να πραγματοποιεί δοκιμές στο σπίτι, δοκιμάζοντας, χωρίς ιδιαίτερη επιτυχία, τη δυνατότητα διέγερσης κρυστάλλων πάγου σε έναν καταψύκτη εισάγοντας σε αυτόν ουσίες όπως ταλκ, αλάτι και σκόνη.

Μετέφερε τα πειράματά του στο εργαστήριο της General Electric, ξεκινώντας τα μια ζεστή μέρα του Ιουλίου του 1946, όταν ο θάλαμος ψύξης δεν ήταν αρκετά δροσερός για τους σκοπούς του. Για να μειώσει περαιτέρω τη θερμοκρασία στο εσωτερικό του θαλάμου, εισήγαγε ξηρό πάγο -μια ουσία γνωστή και ως ανθρακικό χιόνι (CO2 σε στερεή μορφή, το οποίο επιτυγχάνεται κάτω από τους -78,5°C)- στο θάλαμο και παρατήρησε πώς, μετά από λίγο, αναδύθηκε ένα γαλακτώδες σύννεφο που σχηματιζόταν από μυριάδες παγοκρυστάλλους. Είχε πετύχει τη σπορά σύννεφων. Λίγες εβδομάδες αργότερα, ο βοηθός του, ο Vonnegut, διαπίστωσε ότι το ιωδιούχο άργυρο (ένα άλας με κρυσταλλική δομή που μοιάζει πολύ με εκείνη του συνηθισμένου πάγου) ήταν επίσης ένα αποτελεσματικό στοιχείο πυρηνοποίησης.

Ένα κομμάτι ξηρού πάγου χρησιμοποιήθηκε για να δημιουργηθεί ένα γαλακτώδες σύννεφο από μυριάδες κρυσταλλίτες πάγου. “Η σπορά του νέφους είχε επιτευχθεί. Αργότερα, ο ιωδιούχος άργυρος βρέθηκε επίσης να είναι ένας αποτελεσματικός πυρηνοποιητής”.

Ενθαρρυνόμενοι από τον ενθουσιασμένο Langmuir να επαναλάβουν τα πειράματα και να τα κάνουν γνωστά στον κόσμο, άρχισαν να τα εφαρμόζουν στην πράξη εκτός εργαστηρίου, με τη βοήθεια μικρών αερόπλοιων, τα οποία κατά τις πτήσεις τους γύρω από ορισμένα σύννεφα, που είχαν προηγουμένως επιλεγεί, διασκορπούσαν την ουσία στο πέρασμά τους. Σύντομα διαπιστώθηκε ότι τα αποτελέσματα που προέκυπταν διαρκούσαν περισσότερο με το ιωδιούχο άργυρο απ’ ό,τι με τον ξηρό πάγο.

Τα πολλά υποσχόμενα αποτελέσματα, τα οποία προκάλεσαν χιονόπτωση, προκάλεσαν το ενδιαφέρον των αμερικανικών ενόπλων δυνάμεων και ξεκίνησε το πρόγραμμα Cirrus, με δηλωμένο στόχο την τεχνητή τροποποίηση του καιρού. Ο αχαλίνωτος ενθουσιασμός του Irving Langmuir ανακόπηκε από τους μετεωρολόγους της Μετεωρολογικής Υπηρεσίας των ΗΠΑ, οι οποίοι αμφισβήτησαν τα πλεονεκτήματα της μεθόδου.

Η σπορά με ιωδιούχο άργυρο και οι περιορισμοί της.

Παρά τις προσπάθειες του Langmuir να αποδείξει ότι οι εκστρατείες σποράς νεφών είχαν αλλάξει την ατμοσφαιρική συμπεριφορά σε διάφορες περιοχές των ΗΠΑ, η λεπτομερής ανάλυση των μετεωρολογικών καταγραφών δεν πιστοποίησε το γεγονός αυτό, αποδεικνύοντας ότι οι μετεωρολόγοι είχαν δίκιο. Δεν αμφισβητήθηκε η αναμφισβήτητη ικανότητα πυρηνοποίησης μιας ουσίας όπως o ιωδιούχος άργυρος, αλλά η έκταση της μεθόδου σποράς και η αποτελεσματικότητά της. Αυτό οφείλεται στην πολυπλοκότητα των διεργασιών που λαμβάνουν χώρα στο εσωτερικό των νεφών και στις δυσκολίες που συνεπάγεται η μέθοδος σποράς.

Το να πιστεύει κανείς ότι για να προκαλέσει ένα σύννεφο να αφήσει βροχή ή χιόνι ή, αντίθετα, για να εμποδίσει τη βροχόπτωση αρκεί ένα ελαφρύ αεροσκάφος να πετάξει πάνω από την περιοχή του και να ρίξει ιωδιούχο άργυρο, ή ένα κανόνι με μια μπαταρία φωτοβολίδων να κάνει το ίδιο από το έδαφος, θα ήταν μάλλον αφελές . Τα σύννεφα δεν είναι “παγωμένα” αντικείμενα στο χώρο και στο χρόνο που επιτρέπουν μια ενδελεχή προκαταρκτική ανάλυση όλων όσων συμβαίνουν σε αυτά. Είναι δυναμικές διεργασίες που λαμβάνουν χώρα στην ατμόσφαιρα, σε συνεχή εναλλαγή.

Υπάρχουν ακόμη τεχνικοί περιορισμοί για να γνωρίζουμε πού σε ένα νεφελώδες περιβάλλον και σε ποια χρονική στιγμή η σπορά μπορεί να είναι επιτυχής. Έχουν περάσει περισσότερα από 70 χρόνια από τότε που ο Vincent J. Schaefer και ο Bernard Vonnegut ανακάλυψαν την ικανότητα πυρηνοποίησης του πάγου των νεφών από ξηρό πάγο και ιωδιούχο άργυρο, αντίστοιχα.

Έκτοτε, έχουν σημειωθεί μεγάλες πρόοδοι στις τεχνικές σποράς νεφών, αλλά η ικανότητα τροποποίησης των νεφών κατά βούληση και μεταβολής των καιρικών συνθηκών παραμένει περιορισμένη. Οι μεγάλες εκστρατείες που ξεκίνησαν σε ορισμένες χώρες όπως η Κίνα και τα Ηνωμένα Αραβικά Εμιράτα αποτελούν πάνω απ’ όλα πηγή αβεβαιότητας, της αβεβαιότητας ενός πιθανού πειράματος μεγάλης κλίμακας με απρόβλεπτες συνέπειες.

πηγή: José Miguel Viñas – Meteored Spain
https://www.yourweather.co.uk/news/science/cloud-seeding-an-experiment-with-unpredictable-consequences-weather-manipulation-climate.html

via: Σάκης Αρναούτογλου
https://www.facebook.com/SakisArnaoutoglouForecasts/posts/495976041892095