التعليموظائف و تعليم
ما هو استمطار السحب
ما هو استمطار السحب
استمطار السحب هي تقنية صناعية يتم استخدامها لإسقاط المطر من الغيوم، وذلك عندما يتأخر هطول المطر، وقد تم تطبيقها لأول مرة قبل قرون عديدة، وتقوم العديد من الدول بتطبيق تقنيات مبتكرة تعتمد على هذا المبدأ.
- تتكون السحب الماطرة بشكل طبيعي من قطرات الماء المتجمدة على شكل بلورات ثلجية.
- تتكون جميع تلك القطرات السائلة أو المتبلورة من بخار الماء الموجود في السحب، والتي تنتج نتيجة لعمليات التبخر الطبيعية.
- عندما ينخفض الحرارة في طبقة الغلاف الجوي، والتي تسمى الأتموسفير، والتي تحتوي على السحب ويتكاثف فيها بخار الماء على جسيمات صغيرة من الغبار أو الأملاح، وتعرف هذه الجسيمات بنوى التكثيف، ومن المتفق عليه أنه بدون نوى التكثيف لا يمكن تكثيف بخار الماء وسقوطه على الأرض على شكل أمطار.
- تعد عملية الاستمطار تقنية صناعية تعتمد على تدخل الإنسان لجلب الأمطار وتكون منصبة على مواد مختلفة تعمل على التكثيف أو تشكيل الجليد.
- تعمل على زيادة فاعلية السحب في إنتاج الأمطار، وتعتبر تقنية تستخدم لتغيير مناخات جافة جدا لا تسقط فيها المطر أبدا، وبالتالي يتم التدخل البشري لزيادة فعالية السحب في إنتاج الأمطار.
- تعتمد عملية استمطار السحب على تحفيز السحب التي تحتوي على كميات كبيرة من بخار الماء، لتتسبب في سقوط الأمطار والثلوج، وتحدث عملية الاستمطار عندما تقع الأمطار من السحب على الأرض، ومع ذلك، لا تكون هذه الطريقة فعالة دائما.
كيف تتم عملية استمطار السحب
- يتم استمطار السحب من الأرض باستخدام مولدات أرضية، أو يمكن أن تتم عملية استمطار السحب عن طريق طائرات ومروحيات خاصة.
- يتم استخدام مركبات صناعية مثل مركب يوديد الفضة AgI للمساهمة في تكوين بلورات الجليد.
- هذا المركب موجود بشكل طبيعي جدا في البيئة ولكن بتركيز مختلف، وهو مركب كيماوي يمكن أن يسبب ضررا للإنسان والحياة عموما.
- تعمل محطات توليد أرضية على تسخين محلول يحتوي على كمية قليلة من يوديد الفضة، حيث يمكن إطلاقه نحو السحب عن طريق مدافع أرضية وطائرات مروحية خاصة بها.
- عندما يصل تلك المركبة إلى السماء، تعمل على شكل نواة تكثيف، حيث تتكاثف حولها قطرات بخار الماء.
متى تمت أول عملية استمطار السحب
- القرن السابع عشر يعتبر بداية استخدام عمليات الاستمطار الصناعي للسحب، وذلك عندما قام القائد نابليون بإطلاق المدفعية نحو السحب بهدف تفييتها لتسقط المطر على الأرض.
- بدأ الناس في استخدام البالونات لإيصال المواد إلى السحب لتحفيز تساقط الأمطار.
- تعتبر أول عملية وتجربة فعالة وناجحة التي تمت في عام 1946، وذلك من خلال العالم والخبير الكيميائي الأمريكي فينسينت جيه شيفر، حيث قام بتجربة أول عملية استمطار ناجحة وفعالة.
- بدأت الحكومات في الدول الكبرى مثل الصين والولايات المتحدة الأمريكية في العمل على تطبيق تقنيات الاستمطار، حيث أصبحت ترسل موادا اصطناعية إلى السحب بطرق مختلفة وفعالة مثل الطائرات المروحية أو إطلاق الصواريخ والمدافع أو عن طريق مولدات أرضية.
ما هي المواد المستخدمة في عمليات الاستمطار
تحتاج عملية الاستمطار الصناعية للسحب إلى استخدام العديد من المواد، وهذا يعتمد على تقنية الاستمطار والطريقة والهدف المراد تحقيقه، وتتوفر العديد من المواد النشطة التي يمكن استخدامها في عمليات الاستمطار ويمكن تصنيفها على النحو التالي:
- في درجات حرارة منخفضة: في حالات انخفاض درجات الحرارة، يمكن استخدام الجليد الجاف أو ثاني أوكسيد الكربون الصلب. كما يمكن استخدام يوديد الفضة، فهما فعالان جدا في جذب الرطوبة في درجات حرارة منخفضة جدا وتجميدها. يمكن لهما تشكيل نوى يتجمد حولها بخار الماء وتساعد في تكوين بلورات الجليد وتعزيز هطول الأمطار.
- في درجات حرارة أعلى من درجات التجمد: يمكن استخدام جزيئات كلوريد الكالسيوم في هذه الحالة لتشكيل نوى تكثيف تجمع حولها قطرات من بخار الماء ، ويمكن استخدام هذه الطريقة لتجنب الأضرار التي تنتج عن تساقط الجليد على المحاصيل والمباني.
ما هي الشروط الجوية الضرورية لنجاح عملية الاستمطار
يعد عملية الاستمطار تقنية علمية دقيقة جدا وتحتاج إلى ظروف جوية مناسبة لتحقيق الاستمطار، وتتمثل هذه الظروف في الشروط التالية:
- يجب معرفة الوقت المناسب لاستخدام تقنية الاستمطار.
- من الواجب المعرفة الكميات المناسبة من المواد الصناعية التي يمكن حقنها في السحب.
- وجود سحب تراكمية غنية ببخار الماء، فبدونها يمكن أن تفشل عملية الاستمطار.
- يجب معرفة نوعية المواد التي ترسل للسحب بناء على درجات حرارة السحب.
- وجود تيارات هوائية كبيرة وتكون تلك التيارات صاعدة للأعلى لنقل الجسيمات الاصطناعية.
تقنيات الاستمطار المتاحة
- زيادة كثافة الغيوم من بخار الماء: يتم ذلك عن طريق إرسال طائرات ترش كميات ضخمة من بخار الماء من السحب لمساعدتها على التكاثف وتساقط الأمطار الموجودة فيها.
- الحث على التكاثف بطرق جوية: يتم ذلك بواسطة إرسال مروحيات تحمل رشاشات تنثر مركبات من الجليد الجاف أو الأملاح أو يوديد الفضة ذات درجات حرارة منخفضة وتتم على شكل تيارات فوق سحب محددة تم اختيارها مسبقا وهذا يساعد على تشكيل نوى تتكاثف حولها قطرات من بخار الماء.
- الحث على التكاثف عن طريق مولدات أرضية: يتم إرسال مواد نوى التكثيف عبر تيارات موجهة من الأرض إلى موقع تواجد السحاب، سواء بواسطة مدافع أو تبخير تيود الصوديوم، وتقوم التيارات الهوائية الصاعدة بنقلها إلى السحاب، حيث يمكن توجيهها بواسطة تيارات محددة وموجهة نحو السحاب.
أهداف عمليات الاستمطار الصناعي
هناك العديد من الأهداف لعمليات الاستمطار الصناعي التي لا تتوقف فقط عندما يمطر، ومن بين أهداف عمليات الاستمطار الصناعي هي:
- زيادة في هطول الأمطار وخاصة في المناطق الجافة التي نادرا ما تشهد هطولا كثيفا للأمطار فيها.
- تعجيل هطول المطر وخاصة باستخدام ثاني أكسيد الكربون بشكل جليدي يساهم في تبريد السحب بشكل كبير وتسريع هطول المطر.
إيجابيات عمليات الاستمطار الصناعي
للتلقيح الاصطناعي العديد من الفوائد التي يمكن تقديمها كما يلي:
- تزايد نسبة هطول الأمطار بمقدار 10 إلى 25 في المئة في الكثير من الحالات.
- إنتاج المطر في حالة الجفاف وعدم كفاية المطر في منطقة ما، يعد استمطار السحب من أفضل الطرق لتحسين كمية الهطول المطري.
- تحسين مستويات المعيشة في مناطق فقيرة يتم عن طريق زيادة الإنتاج بزيادة كميات المطر.
- تحسين الأحوال الجوية التي يمكن أن تؤدي إلى عواصف مدمرة.
- تحولت طبيعة هطول المطر من كرات جليدية مدمرة للنباتات إلى أمطار أكثر أهمية للمحاصيل.
- المساهمة في إطفاء الحرائق عن طريق إرسال جزيئات الملح للسحب لتسقط فوق أماكن الحرائق.
- المساهمة في تحقيق تغيرات مناخية تعمل على تقليل تأثيرات الجفاف العالمية.