क्लाउड सीडिंग: क्यों वैज्ञानिक इसे बर्फ बनाने की कोशिश कर रहे हैं

जल एक मूल्यवान संसाधन है जो पृथ्वी पर जीवन के लगभग सभी पहलुओं को प्रभावित करता है। यह भी सीमित है, इसलिए आपूर्ति सुनिश्चित करने के लिए लोग कई तरह के तरीकों का इस्तेमाल करते हैं।

ऐसी ही एक तकनीक है क्लाउड सीडिंग - बारिश या बर्फ के निर्माण को बढ़ावा देने के लिए वातावरण में कणों को जोड़ना। आज पूरे पश्चिम में कई राज्य - जिनमें राज्य और स्थानीय सरकारी एजेंसियां, उपयोगिताओं और स्की क्षेत्र शामिल हैं - पहाड़ों में बर्फबारी को बढ़ावा देने के प्रयास में सीड क्लाउड्स। अधिक स्नोकप का अर्थ है अधिक वसंत और गर्मियों में अपवाह, जो स्थानीय जल आपूर्ति को खिलाता है, फसलों की सिंचाई करता है, और पनबिजली पैदा करने वाले ईंधन बांध।

क्लाउड सीडिंग का उपयोग हवाई अड्डों पर कोहरे को फैलाने, गर्मियों की वर्षा को बढ़ावा देने और ओलों को कम करने के प्रयासों में भी किया गया है। वास्तव में, क्लाउड सीडिंग दुनिया भर में 50 से अधिक देशों में होता है। फिर भी, इस सब गतिविधि के बावजूद, हम अभी भी यह नहीं जानते हैं कि यह काम करता है या नहीं।

हम वायुमंडलीय वैज्ञानिक हैं और हाल ही में सर्दियों के तूफानों से पर्वतीय स्नो बैग को बढ़ाने के साधन के रूप में क्लाउड सीडिंग का मूल्यांकन करने के लिए एक क्षेत्र अध्ययन किया है। हमारे परिणाम स्पष्ट रूप से प्रदर्शित करते हैं, कम से कम कुछ शर्तों के तहत, बादल कणों के विकास और विकास को बदलना संभव है, जिससे बर्फबारी हो सकती है अन्यथा नहीं हुई होगी। अगला सवाल यह है कि क्या क्लाउड सीडिंग पश्चिमी संयुक्त राज्य में जल प्रबंधकों के लिए एक प्रभावी उपकरण हो सकता है।

बादलों के अंदर क्रिस्टल बनाना

बादल पानी की बूंदों से बने होते हैं जो वर्षा के रूप में गिरने के लिए बहुत छोटे होते हैं। ये बूंदें अक्सर हिमांक बिंदु से नीचे के तापमान तक अच्छी तरह से सुपरकोल हो जाती हैं - जैसे 0 डिग्री फ़ारेनहाइट (माइनस 18 डिग्री सेल्सियस) या ठंडा। कई परिस्थितियों में, किसी भी महत्वपूर्ण मात्रा में वर्षा का उत्पादन करने के लिए बर्फ के क्रिस्टल (जो सुपरकूल तरल की उपस्थिति में तेजी से बढ़ सकते हैं) एक बादल के लिए मौजूद होना चाहिए। बादलों के लिए जो हवा के रूप में एक पहाड़ पर उठाया जाता है, अगर कोई बर्फ के क्रिस्टल, या उनमें से बहुत कम होते हैं, तो मौजूद हैं, पानी की बहुत सारी बूंदें जो बादल बनाती हैं, बस पहाड़ के नीचे की तरफ वाष्पित हो जाती हैं।

विंटर क्लाउड सीडिंग एक परिकल्पना पर आधारित है कि जब सुपरक्रूल्ड पानी एक बादल में मौजूद होता है, तो इसे कृत्रिम बर्फ नाभिक के रूप में कार्य करने वाले कणों को पेश करके संशोधित किया जा सकता है। यह प्रक्रिया बर्फ के क्रिस्टल बनाती है जो सुपरकूल पानी का उपयोग बड़े पैमाने पर विकसित करने के लिए करेंगे कि वे अंततः बर्फ के रूप में सतह पर गिर जाते हैं।

क्लाउड सीडिंग का श्रेय वायुमंडलीय वैज्ञानिक बर्नार्ड वॉनगट ने दिया, जो प्रसिद्ध उपन्यासकार कर्ट वोनगुट के भाई थे। 1947 में, वोनगुट की प्रयोगशाला ने दिखाया कि सिल्वर आयोडाइड एक प्रभावी बर्फ नाभिक था जो प्राकृतिक रूप से बर्फ नाभिक की तुलना में बहुत गर्म तापमान पर बर्फ बना सकता है।

अगले 40 वर्षों में क्लाउड सीडिंग का अध्ययन करने वाले वैज्ञानिकों ने क्लाउड भौतिकी के लगभग सभी पहलुओं के बारे में महत्वपूर्ण खोज की। इसके बावजूद, 2003 में, राष्ट्रीय अनुसंधान परिषद ने निष्कर्ष निकाला कि "अभी भी जानबूझकर मौसम संशोधन प्रयासों की प्रभावकारिता का कोई ठोस वैज्ञानिक प्रमाण नहीं है।" फिर भी, राज्यों और समुदायों ने परिचालन क्लाउड सीडिंग के साथ दबाव डाला, जबकि इसकी प्रभावशीलता के आधार पर शोध किया गया। पड़ाव।

SNOWIE के लिए पथ

ये कार्यक्रम वैज्ञानिक सबूतों के बिना क्यों मौजूद हैं जो वे काम करते हैं? इसका उत्तर सरल है: पश्चिमी राज्यों को पानी की आवश्यकता होती है, और कई निर्णय निर्माताओं का मानना ​​है कि क्लाउड सीडिंग इसका उत्पादन करने के लिए एक लागत प्रभावी तरीका हो सकता है।

2004 में व्योमिंग राज्य ने एक पायलट परियोजना शुरू की, जो पिछले कई अध्ययनों के समान थी: क्लाउड सीडिंग से वर्षा में वृद्धि हो सकती है, लेकिन वृद्धि को तूफान प्रणालियों में प्राकृतिक परिवर्तनशीलता द्वारा भी समझाया जा सकता है। हालांकि, नेशनल साइंस फाउंडेशन द्वारा वित्त पोषित एक बहन परियोजना ने प्रदर्शित किया कि नए कंप्यूटर मॉडलिंग उपकरण और बेहतर इंस्ट्रूमेंटेशन कुछ नई अंतर्दृष्टि पैदा कर सकते हैं।

इस बीच, इडाहो पावर कंपनी नेशनल सेंटर फॉर एटमॉस्फेरिक रिसर्च के साथ काम कर रही थी ताकि कंपनी के चालू ऑपरेशनल क्लाउड सीडिंग प्रोग्राम का मूल्यांकन किया जा सके। इस सहयोग से Idaho Power के क्लाउड सीडिंग प्रोग्राम की प्रभावशीलता का आकलन करने के लिए नए कंप्यूटर मॉडलिंग टूल और बेहतर इंस्ट्रूमेंटेशन का उपयोग करने का विचार आया। अंतिम परिणाम हमारी परियोजना, सीडेड और नेचुरल ऑस्ट्रोग्राफिक विंटरटाइम क्लाउड्स थे: इडाहो एक्सपेरिमेंट, या एसएनओडब्ल्यूआईई।

सिल्वर आयोडाइड से लेकर स्नो तक

2017 की सर्दियों में, हमने परिष्कृत रडार से लैस किया, जैसे कि डॉपलर ऑन व्हील्स (DOWs), जिसे हमने माउंटेनटॉप स्थानों और व्योमिंग क्लाउड राडार (WCR) में रखा था, जिसे हमने एक शोध विमान पर रखा था। इन उपकरणों ने हमें यह निर्धारित करने के लिए बादलों में सहकर्मी बनाने में सक्षम किया कि कहां और कब वर्षा विकसित हो रही थी।

बादलों को सिल्वर आयोडाइड कणों से सींचा जाने के बाद, हमने इमेजिंग प्रोब का इस्तेमाल किया, जो अनुसंधान विमानों के पंखों से बादल कणों के बारीक विवरणों की जांच करने के लिए लटकाए गए, क्योंकि विमान बीहड़ क्षेत्रों में और उसके बाहर से गुजरे थे। हमारे 10-सप्ताह के फील्ड प्रोजेक्ट में सिर्फ दो हफ्ते, हमारे रडार ने क्लाउड सीडिंग से होने वाली वर्षा के पहले निर्विवाद संकेत का पता लगाया।

हमने स्पष्ट और स्पष्ट संकेत देखा कि सिल्वर आयोडाइड कणों को जारी करने वाले बर्फ के क्रिस्टल का निर्माण शुरू कर रहे थे, और ये क्रिस्टल बर्फ में बढ़ रहे थे और पर्वत की सतह पर गिर रहे थे। बोने से प्रभावित क्षेत्रों के अंदर, बर्फ क्रिस्टल सांद्रता सैकड़ों से बढ़ गई, जिससे बर्फ का निर्माण हुआ। इसके विपरीत, गैर-बीज वाले बादल क्षेत्रों में सिर्फ 1 किलोमीटर दूर, बादल ज्यादातर छोटे तरल बूंदों और बड़े पैमाने पर बर्फ से रहित बने रहे।

हम कैसे बता सकते हैं कि हमने जो देखा वह वास्तव में क्लाउड सीडिंग के कारण था। एक मामले में, एक विमान एक सीधी पटरी के साथ आगे और पीछे से गुजरा, जो हवा की दिशा के लंबवत था, सिल्वर आयोडाइड जारी करता है। सिल्वर आयोडाइड को ज़िग-ज़ैग प्लम में बादल के माध्यम से नीचे की ओर फैलाना शुरू किया - एक ऐसा पैटर्न जो विमान के उड़ान पैटर्न द्वारा बनाया गया था और स्वाभाविक रूप से नहीं हुआ होगा। हमने राडार की गूँज में राडार गूँजता हुआ देखा, जो बादलों में सिल्वर आयोडाइड के रिलीज होने पर आधारित हमारी भविष्यवाणी से मेल खाता था।

क्या क्लाउड सीडिंग से फर्क पड़ सकता है?

अब जब हम जानते हैं कि क्लाउड सीडिंग से बर्फबारी हो सकती है, हम यह देखना चाहते हैं कि क्या यह पूरी पर्वत श्रृंखला पर पानी के संतुलन को बदल सकता है। SNOWIE के डेटा का उपयोग कंप्यूटर मॉडल में किया जाएगा ताकि हमारे विचारों का परीक्षण किया जा सके कि क्लाउड सीडिंग कैसे मौसमी बर्फबारी को प्रभावित कर सकती है और इसके प्रभाव को बढ़ा सकती है। अंततः, जल प्रबंधक और सार्वजनिक अधिकारी यह जानना चाहते हैं कि क्लाउड सीडिंग के कारण कितनी अतिरिक्त वर्षा का उत्पादन किया जा सकता है, और क्या यह स्थानीय जलक्षेत्रों में वर्षा बढ़ाने का एक प्रभावी तरीका है।

इलिनोइस विश्वविद्यालय के रॉबर्ट एम। राउर, कोलोराडो विश्वविद्यालय के काटजा फ्रेडरिक, व्योमिंग विश्वविद्यालय के बार्ट गेअर्ट्स, रॉय रासमुसेन और नेशनल सेंटर फॉर एटमॉस्फेरिक रिसर्च के ल्युलिन ज़ू, और इदाहो पावर कंपनी के मेल कुंकेल और डेरेक ब्लेस्ट्रूड भी। इस लेख में चर्चा की गई SNOWIE अध्ययन में भाग लिया।

यह लेख मूल रूप से जेफरी फ्रेंच और सारा टेसनडॉर्फ द्वारा वार्तालाप पर प्रकाशित हुआ था। मूल लेख यहां पढ़ें।