التعليموظائف و تعليم
ما هو استمطار السحب
ما هو استمطار السحب
تعد عملية استمطار السحب تقنية صناعية تستخدم لإسقاط المطر من الغيوم عندما يتأخر هطول المطر، وتم تطبيقها لأول مرة منذ قرون عديدة، وتستخدم العديد من الدول تقنيات تعتمد على هذا المبدأ ولكن باستخدام العديد من الأساليب الحديثة.
- تتكون السحب الماطرة بشكل طبيعي من قطرات الماء السائلة والجليدية على شكل بلورات ثلجية متجمدة.
- يتكون كل القطرات السائلة أو المتبلورة من بخار الماء الموجود في السحب، والتي تنتج عن عملية التبخر الطبيعية.
- عندما تنخفض درجة الحرارة في طبقة الغلاف الجوي المعروفة باسم الأتموسفير، والتي تحتوي على السحب التي يتكاثف عليها بخار الماء حول جسيمات صغيرة من الغبار أو الأملاح والتي تعرف باسم نوى التكثيف، فإنه لا يمكن لبخار الماء التكاثف والسقوط على الأرض على شكل أمطار دون وجود نوى التكثيف.
- عملية الاستمطار هي تقنية صناعية تستخدم لجلب المطر ويتم ذلك بسقاية المواد المختلفة التي تعمل كنوى للتكثيف أو كنوى للجليد باستخدام التدخل البشري.
- تعمل هذه التقنية على زيادة فعالية السحب لإنتاج الأمطار، وهي تقنية تستخدم لتغيير المناخات الجافة جدًا التي لا يتساقط فيها المطر بشكل منتظم، وبالتالي يتم التدخل البشري لزيادة فاعلية السحب لإنتاج الأمطار.
- تتم عملية استمطار السحب عن طريق تحفيز السحب التي تحتوي على كميات كبيرة من بخار الماء لإسقاط محتوياتها على شكل أمطار أو ثلوج، ويتحقق ذلك بسقوط الأمطار من السحب على الأرض، ولكن يجب الإشارة إلى أن هذه الطريقة لا تكون فعالة دائمًا.
كيف تتم عملية استمطار السحب
- يتم استمطار السحب من الأرض باستخدام مولدات أرضية، أو يمكن القيام بذلك باستخدام طائرات ومروحيات خاصة بعملية استمطار السحب.
- تستخدم مركبات صناعية مثل مركب يوديد الفضة AgI، حيث يمكن أن يساعد هذا المركب في تشكيل بلورات الجليد.
- تتواجد هذه المركبة بشكل طبيعي في البيئة، ولكن بتركيزات مختلفة، وتعد هذه المركبة مركبًا كيميائيًا يمكن أن يلحق الضرر بالإنسان والحياة بشكل عام.
- تعمل محطات توليد أرضية على تسخين محلول يحتوي على كمية صغيرة من يوديد الفضة، ويمكن إطلاقه باتجاه السحب عن طريق مدافع أرضية وطائرات مروحية خاصة بها.
- عندما يصل تلك المركب إلى السماء، تتشكل حولها نواة تكثيف تجذب قطرات بخار الماء وتتكاثف حولها.
متى تمت أول عملية استمطار السحب
- يعد القرن السابع عشر بداية استخدام عمليات الاستمطار الصناعي للسحب، حيث قام القائد نابليون بإطلاق مدفعيات نحو السحب لتفتتها وجعلها تسقط المطر نحو الأرض.
- بدأ الناس بعد ذلك استخدام البالونات لنقل المواد إلى السحب لتحفيزها على الهطول.
- تمت أول عملية استمطار ناجحة وفعالة في عام 1946 بفضل العالم والخبير الكيميائي الأمريكي فينسينت جيه شيفر الذي أجرى هذه التجربة.
- بدأت حكومات الدول الكبرى في ذلك الوقت، مثل الصين والولايات المتحدة الأمريكية، في العمل على تطبيق تقنيات الاستمطار، وأصبح بإمكانها إرسال مواد اصطناعية إلى السحب بطرق مختلفة وفعالة، مثل استخدام الطائرات المروحية أو إطلاق الصواريخ والمدافع أو استخدام مولدات الأرض.
ما هي المواد المستخدمة في عمليات الاستمطار
تستخدم العديد من المواد في عملية الاستمطار الصناعي للسحب، وتختلف هذه المواد حسب تقنية الاستمطار والطريقة والهدف، ويمكن استخدام العديد من المواد الفعالة في عملية الاستمطار، ويمكن تصنيفها على النحو التالي:
- في درجات حرارة منخفضة: يمكن استخدام ثاني أوكسيد الكربون الصلب، المعروف بالجليد الجاف، في حال انخفاض درجات الحرارة، ويمكن أيضًا استخدام يوديد الفضة، حيث تكون هذه المركبات فعالة جدًا في السحب ذات درجات حرارة منخفضة جدًا التي تكون مناسبة للتجمد، مما يساعد على تشكيل نواة تتكاثف حولها بخار الماء المتجمد وتشكل بلورات جليدية، وتساعد هذه العملية على زيادة كمية الأمطار وتساعد الغيوم على إسقاط أمطارها قبل وقتها المحدد.
- في درجات حرارة أعلى من درجات التجمد: يمكن في هذه الحالة استخدام جزيئات كلوريد الكالسيوم لتشكيل نوى تكثيف، حيث تتراكم حولها قطرات بخار الماء التي تتشكل حولها قطرات المطر، ويمكن استخدام هذه الطريقة لتجنب الأضرار الناتجة عن نزول الجليد على المحاصيل والمباني.
ما هي الشروط الجوية الضرورية لنجاح عملية الاستمطار
تُعد عملية الاستمطار تقنية علمية دقيقة جداً تتطلب وجود ظروف جوية مناسبة للقيام بها، وتتمثل هذه الظروف في الشروط التالية:
- يجب عليك معرفة الوقت المناسب لتطبيق عملية الاستمطار واختياره بعناية.
- من الواجب معرفة الكميات المناسبة من المواد الصناعية التي يمكن حقن السحب بها.
- تتمثل أهمية وجود سحب تراكمية غنية ببخار الماء في عملية الاستمطار.
- يجب تحديد نوع المواد التي يتم إرسالها للسحب حسب درجات حرارة السحب.
- تحدث تيارات هوائية قوية وصاعدة للأعلى لحمل الجسيمات الاصطناعية.
تقنيات الاستمطار المتاحة
- زيادة كثافة الغيوم من بخار الماء: يتم استخدام طائرات لرش كميات كبيرة جدًا من بخار الماء على السحب لتساعدها في التكاثف وتحويل بخار الماء إلى أمطار.
- الحث على التكاثف بطرق جوية: يتم استخدام مروحيات مجهزة برشاشات لرش مركبات من الجليد الجاف أو الأملاح أو يوديد الفضة، وذلك بدرجات حرارة منخفضة، على شكل تيارات توجه نحو سحب معينة تم اختيارها مسبقاً، مما يساعد على تشكيل نوى حولها يتكاثف حولها بخار الماء.
- الحث على التكاثف عن طريق مولدات أرضية: تتم عملية توجيه نوى التكثيف إلى السحب عن طريق إطلاقها بواسطة مدافع أو عن طريق التبخير بيوديد الصوديوم، وتتحمل تيارات الهواء الصاعدة مسؤولية نقل هذه النوى إلى موقع السحابة المحدد، ويمكن توجيهها بواسطة تيارات محددة تتحكم في اتجاهها.
أهداف عمليات الاستمطار الصناعي
تتضمن عمليات الاستمطار الصناعية العديد من الأهداف التي لا تقتصر على زيادة كمية المطر، ومن بين أهدافها:
- تزايد معدلات هطول الأمطار، وخاصة في المناطق الجافة التي لا تتساقط فيها الأمطار بكثرة.
- يمكن تسريع هطول المطر، وخاصة باستخدام ثاني أكسيد الكربون على شكل جليد، حيث يساعد على تبريد السحب بشكل كبير وتسريع عملية هطول المطر.
إيجابيات عمليات الاستمطار الصناعي
يتضمن عملية الاستمطار الصناعي العديد من الفوائد التي يمكن تقديمها على النحو التالي:
- يزيد معدل هطول الأمطار بنسبة تتراوح بين 10 إلى 25 في المائة في كثير من الحالات.
- يمكن تحسين كمية الأمطار في مناطق الجفاف وعدم كفاية الأمطار باستخدام عملية استمطار السحب، وهي إحدى الطرق الفعالة لزيادة كمية الأمطار.
- تهدف هذه الخطوة إلى تحسين مستوى المعيشة في المناطق الفقيرة عن طريق زيادة الإنتاجية عبر زيادة كميات الأمطار.
- تحسين الظروف الجوية يمكن أن يتسبب في حدوث عواصف مدمرة.
- تشير تغييرات نزول المطر من كرات الجليد المدمرة للنباتات إلى أمطار أكثر أهمية لنمو المحاصيل.
- يمكن المساهمة في إخماد الحرائق عن طريق إرسال جزيئات الملح إلى السحب ليتم سقوطها على مناطق الحرائق وإطفائها.
- يساهم في إحداث تغييرات مناخية تساعد على تقليل تأثيرات الجفاف العالمي.
