دکتر مجید علی‌آبادی، پژوهشگر برتر کشور در حوزه بارورسازی ابرها: کاهش بارش‌ها در سال آبی جاری و متعاقب آن پخش تصاویری از ناپدید شدن ابرها بر فراز دریاچه ارومیه پرسش‌های فراوانی را برای عموم مردم ایجاد کرده‌است. از سوی دیگر کارشناسان و مسئولان مختلف اظهار‌نظر‌های متفاوت و گاه متناقضی را بیان داشته‌اند که بر ابهامات افزوده‌است. «جوان» برای پاسخ به این پرسش‌ها به سراغ یکی از اساتید دانشگاه رفته است. دکتر مجید علی‌آبادی، پزوهشگر برتر کشور در حوزه بارورسازی ابرها و عضو ۲ درصد برتر پژوهشگر دنیا در سال‌های ۲۰۲۱ و ۲۰۲۲ است. گزارشی که در ادامه می‌آید، به قلم ایشان نوشته شده‌است.
برای پاسخگویی دقیق‌تر به موضوع کاهش بارندگی و نسبت آن با دزدیدن ابرها یا عقیم‌سازی ابرها، ابتدا باید به فرایند ایجاد ابرها نگاه مختصری داشته باشیم.
فرایند طبیعی تشکیل ابرها
به طور کلی هوای اطراف ما به دلیل وجود دریا‌ها و اقیانوس‌ها، تبخیر آب از سطح خاک، تنفس موجودات زنده و سایر پدیده‌های طبیعی و مصنوعی شامل مقدار زیادی بخار آب است. از آنجایی که هوای مجاور سطح زمین به دلیل تابش خورشید گرمتر از هوای لایه‌های بالاتر جو است، دارای دانسیته کمتری است و به طور طبیعی به سمت بالا صعود می‌کند. البته باید به این نکته توجه داشت که بخار آب با چشم قابل‌رؤیت نیست. هنگامی که این توده‌های مرطوب به طور طبیعی بالا می‌رود، سرد شده و اصطلاحاً به نقطه شبنم رسیده و بخار آب موجود در آن میعان یافته و به صورت قطرک‌های بسیار‌ریزی در می‌آید که ما آن را به صورت ابر مشاهده می‌کنیم. به عبارتی ابرها عمدتاً از قطر‌های بسیار ریز آب تشکیل شده‌اند که در مجاورت هوا با رطوبت نسبی صد‌درصد قرار گرفته‌اند. در دما‌های بسیار سرد و ارتفاعات بالای جو، بخشی از این قطرک‌های می‌توانند به کریستال‌های بسیار کوچک یخ نیز تبدیل شوند و شاهد تعادل ترمودینامیکی بین ملکول‌های آب به صورت جامد، مایع و گاز باشیم.
فرایند ایجاد بارش از ابر
ابرها را می‌توان به صورت کلی به دو دسته تقسیم‌بندی کرد. ابر‌های «گرم» که دمای آن‌ها بالاتر از صفر درجه سانتیگراد است و ابر‌های «سرد» که دمای آن‌ها کمتر از صفر درجه سانتیگراد است. در ابر‌های گرم اگر قطرک‌های بسیار ریز آب درون ابر به یکدیگر متصل شوند، قطرات درشت‌تری را تشکیل می‌دهند که نهایتاً به واسطه وزن خود سقوط کرده و شاهد بارش باران خواهیم بود. اصولاً به هم پیوستن قطرک‌های ریز آب نیاز به هسته‌های میعان دارد که توسط آئروسل‌ها (هواویزهای) موجود در جو تأمین می‌شود. انواع ذرات معلق در جو نظیر ذرات خاک رس، باکتری‌ها، و نمک‌ها می‌توانند به عنوان هسته‌های میعان عمل کنند. این ذرات معمولاً به طور طبیعی در ابر موجود بوده یا می‌توانند به صورت مصنوعی توسط عملیات بارورسازی ابرها، به داخل آن تزریق شوند.
اما برای ایجاد بارش در ابر‌های به اصطلاح سرد، نیاز به هسته‌های یخی است. در این نوع ابرها، رطوبت ابر اطراف هسته‌های یخی که کریستال‌های بسیار ریز یخ هستند، تجمع یافته و کریستال‌های یخ طبق پدیده‌های ترمودینامیکی نظیر پدیده برژرون رشد‌یافته و به اندازه‌ای بزرگ می‌شوند که به واسطه وزن خود سقوط می‌کنند و به صورت برف بارش می‌کنند. البته به دلیل گرما در لایه‌های زیرین جو ممکن است ذوب شوند و آن را به صورت بارش باران مشاهده کنیم. در خصوص این نوع ابرها هم اگر تعداد هسته‌های یخی داخل ابر کمتر از مقدار مورد نیاز باشد، می‌توان با عملیات بارورسازی ابرها، هسته‌های کافی را در منطقه دمایی مناسب برای ایجاد فرایند بارش به ابر تزریق کرد که برای این کار معمولاً از نانوذرات یدید نقره استفاده می‌شود.
آیا ابرها ناپدید می‌شوند؟
واقعیت این است که از نظر علمی همانطور که ابرها تشکیل می‌شوند، می‌توانند ناپدید شوند و به عبارت عامیانه از بین بروند! ما در بسیاری از مواقع به طور طبیعی شاهد ناپدید شدن ابرها هستیم. مثلاً وقتی ابر‌هایی که از غرب کشور وارد می‌شوند از رشته کوه‌های زاگرس عبور می‌کنند و به داخل کویر مرکزی ایران وارد می‌شوند، مشاهده می‌کنیم که به مرور زمان تضعیف شده و حتی ناپدید می‌شوند. اگر بخواهیم به صورت دقیق و علمی صحبت کنیم، باید بگوییم که ابرها با چهار مکانیزم مختلف می‌توانند ناپدید شوند که این مکانیزم‌ها عبارتند از: ۱- افزایش دما ۲- مخلوط‌شدن با هوای خشک ۳- فرو رفتن هوا در ابر ۴- حرکت عمودی رو به پایین ابر یا اصطلاحا DVM که گاهی در شب‌ها اتفاق می‌افتد.
محل مناقشه کجاست؟
از آنجایی که هر یک از چهار مکانیزم فوق می‌تواند ابرها را تضعیف و ناپدید کند، هر یک از عوامل طبیعی یا حتی مصنوعی که بتواند یکی از مکانیزم‌های فوق را فعال کند، می‌تواند ابرها را ناپدید کند. البته باید توجه داشت هنگامی که یک ابر اصطلاحاً ناپدید می‌شود، ملکول‌های آب درون ابر از بین نمی‌روند، بلکه در اثر تبخیر، به بخار آب تبدیل شده که دیگر قابل‌رؤیت نیست. این بخار آب می‌تواند با جریان‌های جوی به نقاط دیگر یا ارتفاعات بالاتر منتقل شود و مجدداً ابر جدیدی در اثر میعان بخار آب تشکیل شود. اگر بخواهیم تمام اختلاف‌نظر‌ها را در خصوص قضایای اخیر و اظهار‌نظر‌های ظاهراً متناقض را جمع‌بندی کنیم باید بگوییم که محل مناقشه واقعی اینجاست که آیا پیشرفت‌های علمی برخی کشور‌ها به جایی رسیده‌است که بتوانند یک یا چند مکانیزم از مکانیزم‌های فوق را در یک منطقه کوچک یا یک منطقه وسیع فعال کنند؟
جمع‌بندی بررسی نظرات متخصصان و کارشناسان مختلف
اگر به اظهار‌نظر‌های منتشر‌شده در روز‌های اخیر توجه کنیم، متوجه می‌شویم که اغلب متخصصان بر مبنای علم و تخصص ویژه خود اظهارنظر کرده‌اند و به تخصص‌ها و رشته‌های تخصصی دیگر کمتر توجه داشته‌اند که البته اغلب این اظهارنظر‌ها نیز مطابق با اصول علمی تأیید‌شده بوده‌است. عموماً متخصصان هواشناسی و اقلیم شناسی معتقدند گرمایش زمین و تغییرات اقلیمی و برخی فعالیت‌های انسانی نظیر مصرف بالای انرژی و آلودگی هوا و ذرات معلق عامل اصلی کاهش بارندگی‌ها یا ناپدید شدن ابرها بوده‌است که به نوعی به مکانیزم‌های چهارگانه فوق بخصوص مکانیزم‌های اول و دوم اشاره دارد. این متخصصان معتقدند امکان فعال‌سازی عمدی هیچ‌یک از مکانیزم‌های فوق در منطقه‌ای به وسعت دریاچه ارومیه یا مناطق وسیعی از کشور توسط فناوری‌های روز دنیا وجود ندارد. از سوی دیگر برخی از مسئولان و بعضاً متخصصان برخی رشته‌های دیگر دانشگاهی بر پایه آموخته‌های علمی خود معتقدند فعال‌سازی برخی از مکانیزم‌های فوق بخصوص مکانیزم اول (افزایش دمای ابر) توسط فناوری‌های روز امکانپذیر بوده و در شرایط فعلی محتمل است. البته برخی از این افراد در اظهار‌نظر‌های خود به مباحث تخصصی هواشناسی و اقلیم شناسی گاهی بی‌توجه بوده‌اند که باعث طرح انتقاداتی از سوی متخصصان هواشناسی و اقلیم‌شناسی شده‌است.
آیا پدیده‌های جوی اخیر کاملاً طبیعی است؟
اگر بخواهیم منصفانه به موضوع نگاه کنیم، بحث گرمایش زمین، تغییر اقلیم و گسترش آلودگی‌ها مهم‌ترین عامل پدیده کم بارشی در ایران و بسیاری از دیگر کشور‌ها بوده‌است و غیر قابل انکار است، اما از سوی دیگر باید پذیرفت فعال‌سازی برخی مکانیزم‌ها مثل مکانیزم اول (افزایش دما) حداقل در یک منطقه محدود می‌تواند محتمل باشد و نباید با قاطعیت آن را مردود دانست، چراکه پیشرفت‌های علمی در این‌گونه فناوری‌ها با توجه به رشد روزافزون آن‌ها دور از ذهن نیست. تجهیزات الکترومغناطیسی ارسال امواج، دستگاه‌های یونیزاسیون جو و برخی دستگاه‌ها و تجهیزات الکترونیکی دیگر می‌توانند به‌طور خواسته یا ناخواسته باعث افزایش دمای ابرها در جو شوند و این افزایش دما می‌تواند با تشدید افزایش دمای طبیعی، باعث کاهش قابل‌ملاحظه بارندگی‌ها شود. اگر چه به نظر می‌رسد برای ایجاد چنین شرایطی نیاز به صرف انرژی بسیار بالایی است، ولی ممکن است راه‌حل‌های کوتاه‌تری برای ایجاد این تغییرات به کمک انرژی‌های طبیعی نظیر اغتشاش در لایه یونوسفر یا منابع دیگری هم موجود باشد. طبق اصول علمی پذیرفته‌شده، افزایش دما و افزایش برخی آلاینده‌ها و ذرات معلق در هوا می‌توانند اثرات چشمگیری در کاهش بارندگی‌ها داشته‌باشند. نکته جالب اینجاست که کارایی موادی نظیر یدید نقره که به صورت مصنوعی ابرها را بارور می‌کنند نیز با افزایش دمای ۳، ۲ درجه سانتیگراد می‌تواند بیش از ۱۰ برابر کاهش یابد!
شمشیر دولبه فناوری‌ها
اگر چه تاکنون فناوری‌های مختلفی برای بهبود کیفیت زندگی بشر کشف و به کار گرفته‌شده‌است، اما همواره این فناوری‌ها توانسته‌اند به عنوان شمشیر‌های دولبه به کار گرفته‌شوند. فناوری‌های تعدیل آب و هوا نیز از این قاعده کلی مستثنی نیستند. فناوری‌هایی نظیر بارورسازی کلاسیک ابرها با یدید نقره، دستگاه‌های یونیزاسیون جو و امواج الکترومغناطیسی می‌توانند در صورتی که توسط افراد فاقد تخصص و تجربه به کار گرفته‌شوند، اثرات بازدارندگی بر بارش‌های طبیعی داشته‌باشند. در تاریخچه علم تعدیل آب و هوا نیز گزارش‌هایی مبنی بر به کارگیری این فناوری‌ها توسط ایالات‌متحده در جنگ ویتنام یا کوبا به چشم می‌خورد که مؤید استفاده خصمانه از این فناوری‌ها برای تحت تأثیر قرار دادن کشور‌های مقابل است که لزوم تأمل بیشتر در این خصوص را آشکارتر می‌سازد.
لزوم تشکیل یک مرکز تخصصی با بهره‌گیری از کلیه متخصصان
از آنجایی که وقوع پدیده‌های جوی بسیار پیچیده بوده و تابع عوامل بسیار زیادی می‌باشد که بررسی و اظهار نظر درخصوص آن‌ها به علوم و تخصص‌های مختلفی نیاز دارد، به نظر می‌رسد جهت جلوگیری از طرح سؤالات و ابهامات در ذهن مردم شایسته است، یک مرجع تخصصی در این خصوص با بهره‌گیری از کلیه متخصصان دانشگاهی در رشته‌های مختلف دانشگاهی نظیر هواشناسی، اقلیم شناسی، فیزیک، شیمی، هوافضا و مهندسی برق تشکیل شود و با بررسی همه‌جانبه موضوع و بررسی کلیه داده‌ها و مستندات و لحاظ کردن کلیه جوانب و احتمالات، نظریه نهایی کارشناسی و تخصصی به مردم منتقل شود. در این صورت کمتر شاهد ایجاد ابهام در میان مردم و پخش شایعات بی‌اساس خواهیم‌بود.
