الاستمطار.. تقنيات تلقيح السحب الركامية

الاستمطار.. , الركامية , الصيب , تلقيح , تقنيات

خلال السنوات الماضية، لاحت في الأفق بوادر أزمة في مصادر المياه العذبة بدأت تلف كوكب الأرض، وقد مثّل ذلك التحدي هاجساً كبيراً لكثير من الدول التي تعاني شحاً في مصادر المياه العذبة كالأنهار والآبار، فضلاً عن قلة الأمطار..
وجاءت الأبحاث العلمية المهتمة بإيجاد حلول لندرة المياه، لتجد مخرجاً مهماً وحيوياً لهذه الأزمة، وقد سارت فيه دول كثيرة سعياً إلى توفير احتياجاتها. وتأتي عملية الاستمطار كأحد هذه الحلول التي بدأت تعتمدها دول عدة في العالم والمنطقة.
وكانت دولة الإمارات بدأت عملية استمطار السحب منذ العام 2000، من خلال المركز الوطني للأرصاد الجوية والزلازل، الذي بذل جهوداً حثيثة لتطوير هذه الآلية، التي تسهم في زيادة معدلات هطول الأمطار، عبر استخدام أحدث تقنيات تلقيح السحب الركامية، التي أثبتت الأبحاث أنها الأرخص بـ 60 ضعفاً مقارنة بتكلفة البدائل الأخرى، مثل محطات تحلية المياه، ما يوفر منفعة اقتصادية كبيرة.
فيزيائية السحب
وأوضح الدكتور عبدالله المندوس المدير التنفيذي للمركز الوطني للأرصاد الجوية والزلازل، أن الاستمطار يعني التدخل لتغيير الحالة الفيزيائية للسحاب، من أجل استدرار أكبر كمية من المياه الناتجة عن زيادة كمية هطول الأمطار..
لافتاً إلى أن عملية الاستمطار لا تتم بصناعة السحب أو تغيير مسارها، لكن بتلقيحها للحصول على أعلى نسبة من المياه الكامنة بها التي تسقط على سطح الأرض، وتعد إحدى الطرق التي انتهجتها الدولة لتحسين وتوفيـر مصـادر جديـدة للميـاه.
وأشار إلى أنه بغرض الاستفادة المثلى من كميات السحب المتواجدة في سماء الدولة، فإنه تتم دراسة الطقس والأجواء في ساعات الصباح الباكر، ومعرفة فرص تكون السحاب القابل لهذه العملية، يلي ذلك تحديد المكان والوقت المتوقع لتكونها، وبناء عليه تتولى الطائرات مهمة تلقيح السحب، والتي تظل على استعداد دائم للقيام بهذه المهمة.
موضحاً أن هناك مراقبة دائمة للأجــواء، مــن خــلال شبكة متكاملة من الرادارات والأقمــار الصناعية، وكذلك المحطات الأرضيــة، التي ترصد الأحوال الجوية فــي أماكــن متفرقــة مــن الدولــة لحظـة بلحظـة.
طائرات للتلقيح
ومع تكامل وتوافر المعلومات الملائمة، يتم توجيه الطائرة إلى المكان المناسب من قاعدة السحابة، التي يتم تحديدها عن طريق الرادار لكي تتواجد في الوقت الملائم عند تكونها، وذلك لضمان الهدف المرجو من هذه العمليات، ويتم نثر مواد التلقيح عن طريق حرق الشعلات التي تبدأ عندها هذه المواد بتجميع قطيرات السحاب لتصبح كبيرة الحجم ويصبح الهواء غير قادر على حملها لتسقط على الأرض على شكل أمطار.
موضحاً أن عمليات استمطار السحب تعد من العمليات التي تستوجب الدقة في وقت التلقيح وطريقته، وتستغرق عملية حرق الشعلات ما بين دقيقتين إلى ثلاث دقائق لكل شعلتين في آن واحد..
ويعتمد عدد الشعلات المطلوبة على الطبيعة الديناميكية والفيزيائية للسحاب المستهدف، بالإضافة إلى ضمان استمرارية الهواء الصاعد داخل السحاب، مشيراً إلى أن عملية تفاعل السحاب مع هذه المواد تستغرق حوالي 15-20 دقيقة بوجه عام.
وعن التقنيات المستخدمة في عملية تلقيح السحاب، ذكر المندوس أنها تعتمد بشكل أساسي على استخدام شبكة رادارات جوية متطورة، ترصد أجواء الدولة على مدار الساعة وتراقب بدء تكون السحب، ومن خلال الرادارات المتخصصة يتم دراسة السحب بشكل مباشر، لمعرفة المكان المناسب لإدخال الطائرة في نطاقها ليتم حرق الشعــلات..
لافتاً إلى أن هناك طائرات خاصة مزودة بشعــلات ملحية، تم تصنيعها خصيصاً لتتلاءم مــع طبيعة السحب من الناحية الفيزيائيــة والكيميائية والتي تــم دراستهــا خلال السنوات الماضية، وبالإضافة للرادارات المتطورة، فهناك شبكة من المحطات الأرضية الأوتوماتيكية، التي تستخدم في دراسة الأجواء في الدولة بوجه عام، وأماكن السحاب بوجــه خــاص.
الجبال الشرقية
وقال إن معظم أماكن عمليات الاستمطار، تتركز في المناطق الجبلية والشرقية، نظراً لتكرار تكون السحب الركامية على طول هذه السلاسل الجبلية، وتعمل هذه المناطق على دفع الهواء إلى الأعلى، مؤدية بالنهاية إلى تشكل السحب الركامية، غير أن السحب القابلة للاستمطار..
والتي تتكرر عادة على المناطق الشرقية الجبلية، لا تعيد تكرار نفسها بذات الخواص الفيزيائية الخاصة بها، ما يعني صعوبة بالغة في تقييم كمية المياه الزائدة الناتجة عن الاستمطار.
وأوضح أن المركز الوطني للأرصاد الجوية يعتبر عمليات الاستمطار مجزية وفعالة بشكل عام، إذ إنها تمثل 15% زيادة في الهطول عن المعدلات الطبيعية، في حالة وجود غبار وملوثات جوية، بينما تصل الزيادة إلى 35% في حالة الأجواء النقية، وهذا ما يسعى المركز إلى تنفيذه.
سلوك دولي
دول كثيرة حول العالم لجأت خلال السنوات القليلة الماضية إلى انتهاج أسلوب عمليات الاستمطار، هادفة من وراء ذلك إلى زيادة نصيبها من المياه العذبة، التي تسهم بشكل أو بآخر، في تغيير بعض تضاريسها مثل زيادة رقعة المساحات الخضراء والزراعية، فضلاً عن تأمين معدلات نسب مياه الآبار، التي تسهم في زيادة المخزون المائي..
ومن بين الدول التي استخدمت تقنية الاستمطار: الصين وأميركا والمكسيك وإيطاليا وجنوب أفريقيا وروسيا والمكسيك وغيرها. وبالنسبة للدول العربية: الأردن وليبيا وسوريا إضافة إلى السعودية التي بدأت عمليات تلقيح السحب خلال السنوات الماضية.
سحاب آمن لا يؤثر على البيئة والإنسان

مع انتشار عمليات الاستمطار في كثير من دول العالم، بدأ الحديث عن إيجابيات وسلبيات هذه التقنية يأخذ حيزاً كبيراً من النقاش، خاصة في ما يختص بصحة الإنسان، وازدادت التساؤلات عن طبيعة المواد المستخدمة لتلقيح السحب، وقد جزم المركز الوطني للأرصاد الجوية والزلازل في أبوظبي، بالتأكيد على عدم استخدام أي مواد كيميائية من شأنها الإضرار بصحة الإنسان..
وأن الأملاح التي تضاف إلى السحب، ليس لها أي ضرر على البيئة ولا الصحة العامة على الإطلاق، وأنها تتكون من كلوريد البوتاسيوم وكلوريد الصوديوم، التي تتواجد بوفرة في الغلاف الجوي.
كيفية التلقيح
ويستخدم المركز بين الحين والآخر، تقنيات جديدة في عملية التلقيح التي تتم للسحب، إذ تبادر إحدى الطائرتين التابعتين للمركز بالصعود إلى قمم السحابة المرصودة فوق مستوى الصفر المئوي عند ارتفاع 18-23 ألف قدم، ومن ثم رش مسحوق «أيوديد الفضة»، ليعمل عمل البلورات الثلجية في طبيعته الفيزيائية..
وجذب جزيئات بخار الماء، وتكثيفها إلى بلورات ثلجية بشكل مباشر، والتي تبدأ بالذوبان حين سقوطها من هذا المستوى، لتتحول إلى مياه قبل وصولها إلى الأرض، وفي الوقت نفسه تتولى الطائرة الأخرى عملية رش السحابة بمواد ملحية أخرى مختلفة التركيب من الأسفل، وكل من هذه المواد لها خاصية فيزيائية تختلف في التأثير في تجميع قطرات الماء وزيادة هطول الأمطار.
تسريع الأمطار
وتؤدي عملية التلقيح دوراً أساسياً في تركيبة السحاب، حيث تحفز كمية المياه على السقوط في أسرع وقت لتلافي تكونها إلى حبيبات برد..
وجدير بالذكر أن هناك دولاً مثل كندا تقوم شركات التأمين فيها بإجراء عمليات تلقيح السحب للتخلص من حجم البرد الكبير، وذلك عن طريق الاستمطار لتسريع سقوط الأمطار بفترة كافية قبل صعودها إلى مستويات عليا ذات درجات حرارة متدنية، وبمعنى آخر قبل تحولها إلى حبيبات برد كبيرة الحجم قد تضر بالممتلكات.
وتختلف خصائص تلقيح السحب من نوع لآخر، إذ إن هناك أنواعاً مختلفة منها، يتم تصنيفها حسب طبيعتها من ناحية الشكل والارتفاع والمواصفات التي تحملها، وتعتبر السحب الركامية التي تكثر فوق السلاسل الجبلية في المنطقة الشرقية في الإمارات، أنسب السحب المستهدفة في عمليات الاستمطار..
وهي عبارة عن سحب رأسية ذات قمم عالية على هيئة سلاسل، وتتكون نتيجة لمنخفض جوي، أو نتيجة للتسخين الكبير على سطح الأرض، أو تسلق الرياح الرطبة للجبال، ومن ثم تندفع لأعلى.
طرق التلقيح
هناك طرق علمية كثيرة وحديثة يتم اتباعها في الاستمطار، ومن أكثرها شيوعاً، رش السحب الركامية المحملة ببخار الماء الكثيف، برذاذ الماء، ليزيد من تشبع الهواء وتكثّف البخار. وتوجد طريقة أخرى يتم فيها قذف بلورات من الثلج الجاف «ثاني أكسيد الكربون المتجمد» في منطقة فوق السحب، لتؤدي إلى خفض درجة حرارة الهواء..
وتكوّن بلورات من الجليد تعمل على التحام قطرات الماء الموجودة في السحب وسقوطها كما في حالة المطر الطبيعي. وهناك أيضاً طريقة رش «أيوديد الفضة»، في مناطق وجود السحب لسقوط المطر.

المصدر: ملتقى شذرات