نجات آب ــ ۱۳ | «بارورسازی ابرها» در مناطق هدفمند | اقتصاد فارسی

خبرگزاری تسنیم؛ گروه اقتصادی ــ ما با جهانی روبه‌رو هستیم که شاخص‌های اقلیمی‌اش رکوردهای تازه‌ای می‌شکند؛ و شدیدتر شدن بارش‌های حدی و دوره‌های خشکی در بسیاری از حوضه‌ها وجود دارد. در چنین بستری، جابه‌جا کردن تمرکز از «منابع متعارف بارشی» به «افزایش بازدهی از همان ابرهای عبوری» می‌تواند بخشی از پازل بهره‌وری آب باشد.

بیشتر بخوانید

«نجات آب» ـ ۹ | “توسعه هوشمند کشت دیم”؛ پاسخی به بحران آب و تغییرات اقلیمی

«نجات آب» ـ ۱۰ | «بیمه هدفمند و هوشمند» برای محصولات کم‌آب‌بر

باروری ابرها (Cloud Seeding) در ساده‌ترین تعریف، افزودن هسته‌های یخ‌زا یا تراکم (معمولاً یدیدنقره برای «گلایسوژنیک» و نمک‌های هیگروسکوپیک برای ابرهای گرم) به نواحی مناسب در ابر است تا فرآیند میکروفیزیکی بارش تسهیل شود. شواهد مدرن از پروازهای پژوهشی و رادارهای دوپلر نشان داده‌اند که در ابرهای سردِ اوروگرافیک، زنجیره‌ی فیزیکی «تزریق ذره → هسته‌زایی یخ → رشد بلور → ته‌نشست برف» به‌طور مستقیم قابل مشاهده است. از طرف دیگر، آزمایش‌های آماریِ کنترل‌شده نشان داده‌اند که افزایش بارش به‌طور متوسط کوچک اما بالقوه معنادار است و البته به‌شدت به «هدف‌گیری صحیح» وابسته است.

همین جاست که «مناطق هدفمند» وارد صحنه می‌شوند: اگر به‌جای پاشش کور، دقیقاً همان زمان و مکان و همان نوع ابرِ واجد شرایط، نشانه‌گیری شود، نسبت سیگنال به نویز بالا می‌رود و بازده اقتصادی-هیدرولوژیکی معنا پیدا می‌کند.

ضرورت و اهمیت این روش

چرا این راهکار باید در فهرست استراتژی‌های بهره‌وری آب جدی گرفته شود؟ ضرورت را می‌توان در سه لایه دید. نخست، لایه‌ی اقلیمی: گرمایش جهانی فرکانس و شدت ناهنجاری‌های بارش را تغییر داده و «قابلیت اتکا» به ورودی‌های سالانه را در بسیاری از حوضه‌ها کاسته است. دوم، لایه‌ی آبی-اقتصادی: کسری‌های تجمعی منابع و رشد شهرنشینی فشار بی‌سابقه‌ای بر بودجه آب وارد کرده و کشورها به‌دنبال گزینه‌های نسبیِ کم‌هزینه‌تر از نمک‌زدایی یا انتقال‌های دوربرد هستند. سوم، لایه‌ی فنی: پیشرفت حسگرها، رادارهای با تفکیک‌بالا، اکنون‌پیش‌بینی (Nowcasting) و پرنده‌های بدون‌سرنشین، «هدف‌گذاری» را به‌مراتب دقیق‌تر کرده است.

باروری ابرها آب جدید مطلق خلق نمی‌کند؛ اما می‌تواند «بارش بالقوه همان سامانه» را به‌نفع حوضه‌ی هدف کمی افزایش دهد، به‌ویژه در ابرهای سردِ اوروگرافیک که سازوکارش بهتر فهم شده است. برآوردهای مروری نهادهای رسمی (از جمله GAO در ۲۰۲۴) دامنه‌ای بین صفر تا ۲۰ درصد برای افزایش قابل انتساب به باروری گزارش کرده‌اند؛ دامنه‌ای که چراگاه اختلاف‌نظر است اما در سناریوهای هدفمند و شرایط مناسب، می‌تواند ارزش اقتصادی داشته باشد. تجربه‌های عملی ــ از تگزاس تا کالیفرنیا و از امارات تا وایومینگ ــ نشان می‌دهد که وقتی طراحی، نظارت و ارزیابی درست باشد، «نسبت فایده به هزینه» می‌تواند مثبت شود و جای خود را در سبد راهبردهای مدیریت آب باز کند.

چالش‌های فعلی

نخستین چالش «عدم قطعیت علمی» در سنجش اثربخشی در مقیاس عملیاتی است. آزمایش‌های تصادفی‌سازی‌شده مانند WWMPP در وایومینگ نشان دادند که اگرچه سیگنال مثبت مشاهده می‌شود، اما در کل مجموعه، از نظر آماری همیشه معنادار نیست و به شرایط وابسته می‌ماند. مطالعات موردی با رادار یا گِیج، توانسته‌اند بارش ناشی از بذرپاشی را در بازه‌های زمانی و مکانی محدود کمّی‌سازی کنند، اما جمع‌بندی‌های سیاست‌گذارانه هنوز دامنه‌ای از نتایج را گزارش می‌کنند.

چالش دوم «پذیرش اجتماعی» است: سوءبرداشت‌ها و روایت‌های توطئه‌محور درباره «کنترل هوا» می‌تواند سرمایه اجتماعی پروژه را فرسوده کند. نهادهای علمی (مانند NOAA) صراحتاً توضیح داده‌اند که این فناوری توان «مهندسی طوفان/هاریکن» ندارد و اثراتش ــ اگر رخ دهد ــ در مقیاس محدود و مشروط است.

چالش سوم «ملاحظات زیست‌محیطی» است: پرسش درباره‌ی سمیّت یدیدنقره، تجمع نقره در خاک/آب و پیامدهای درازمدت ملاحظه مهمی است. مرورهای قدیمی و جدید نشان می‌دهد که در دوزهای عملیاتی رایج، ریسک‌ها اندک ارزیابی شده‌اند، هرچند مطالعات آزمایشگاهی نیز هشدار می‌دهند که پایش مستمر و ارزیابی محلی ضرورت دارد.

چالش چهارم «حکمرانی و ارزیابی» است: بدون استانداردهای شفاف برای داده‌برداری، تصادفی‌سازی، و انتشار عمومی نتایج، نه جامعه قانع می‌شود و نه سرمایه‌گذار می‌ماند.

اثر راهکارِ «هدفمندسازی» در رفع چالش‌ها

راه‌حل در «هدفمندی» نهفته است. دستورالعمل‌های WMO و بیانیه‌های انجمن هواشناسی آمریکا بر طراحی‌های خطر-محور، تصادفی‌سازی (seed/control)، و پایش چندلایه (فیزیکی + آماری) تأکید می‌کنند. وقتی بذرپاشی دقیقاً در «دماهای مناسب» (مثلاً حوالی منفی ۱۵ درجه سلسیوس در ابرهای سرد) و در «ناحیه‌ی مناسب» نسبی به توپوگرافی انجام شود، امضای راداری ناشی از هسته‌زایی و رشد بلور به‌روشنی دیده می‌شود و شانس مشاهده اثرِ قابل انتساب بالا می‌رود.

پیشرفت‌های جدید ــ از پهپادهای بذرپاش با مسیرهای ایمن و دقت بالا تا تعیین اندازه‌ذره‌ی بهینه برای یدیدنقره ــ به بهبود کارایی و کاهش عدم‌قطعیت کمک کرده است. همزمان، «پیش‌بینی برخط» مبتنی بر رادارهای چندپارامتری و مدل‌های همدیدیِ توأم با هوش مصنوعی، پنجره‌های فرصت را به‌خوبی شکار می‌کند تا به‌جای «پخش» سرِاغ «نشانه‌گیری» برویم.

روش انجام راهکار

در عمل، دو خانواده اصلی داریم: گلایسوژنیک (ابرهای سرد) که عمدتاً با یدیدنقره کار می‌کند، و هیگروسکوپیک (ابرهای گرم) که از نمک‌ها/ذرات محلول برای درشت‌قطره‌سازی بهره می‌برد. برای مناطق کوهستانیِ سرد، رایج‌ترین سناریو «اوروگرافیک» است: ژنراتورهای زمینی یا هواپیماها، آئروسل AgI را در لایه‌های بادپشت (upwind) و در دماهای زیرصفرِ مناسب تزریق می‌کنند تا زنجیره یخ‌زایی فعال شود. در مناطق نیمه‌گرمسیری/بیابانی، پروژه‌ها بیشتر به هیگروسکوپیک متکی‌اند و با رادار هدایت می‌شوند.

هدف‌گیری قلب ماجراست: انتخاب سامانه‌ی مناسب (ابر دارای آب اَبَرسرد یا عمق مؤثر)، انتخاب ارتفاع/مسیر پروازی یا محل ژنراتور زمینی، و زمان‌بندی نسبت به تکامل همرفت/جریان اوروگرافیک.

برای ارزیابی، سه سطح داده به‌کار می‌رود: (۱) رادار/لیدار و پروفایلرها برای امضای فیزیکی، (۲) شبکه گیج و برف‌سنج و ایستگاه‌های SNOTEL برای کمّی‌سازی، (۳) طراحی‌های آماریِ تصادفی‌سازی‌شده (کراس‌اور، هدف/کنترل) برای تفکیک اثر از نویز اقلیمی.

نوآوری‌ها شامل استفاده از پهپاد برای بذرپاشی لایه‌های کم‌ارتفاعِ استراتوسی و حتی لایه‌های کمابری، و نیز بهینه‌سازی اندازه‌ذره‌ی AgI با سنجش توان هسته‌زایی در دماهای مختلف است. بااین‌حال، «روش خوب» بدون «حکمرانی خوب» کافی نیست.

تأثیرات اقتصادی

پرسش ساده‌ی مدیر در حوزه آب این است که «هر هزار مترمکعبِ اضافه چند دلار تمام می‌شود؟» برآوردهای رسمی/دانشگاهی در آمریکا نشان می‌دهد که هزینه‌ی آبِ تولیدشده از باروری ابرها معمولاً کمتر از گزینه‌های جایگزین (مانند نمک‌زدایی) است، اما دامنه‌ی عدم‌قطعیت زیاد است و به نوع پروژه بستگی دارد. گزارش‌های ایالتیِ یوتا و کالیفرنیا نسبت‌های فایده-هزینه‌ی ۳ تا ۱۰ و هزینه‌های چند دلار تا ده‌ها دلار به‌ازای هر اکر-فوت «آبِ افزوده» گزارش کرده‌اند ــ با یادآوری اینکه این اعداد به روش‌شناسی انتساب، کیفیت پایش و ارزش مکانی-زمانی آب وابسته‌اند. در دشت‌های آمریکا، پروژه‌های باروری به‌عنوان مکمل در سبد راهبردها، بخشی از نیازِ آبیاری و مدیریت تگرگ را جبران می‌کنند.

از منظر ریسک سرمایه‌گذاری، وجود چارچوب‌های قانونی روشن، گزارش‌دهی اجباری، انتشار عمومی داده‌ها و قراردادهای خرید تضمینیِ «آب افزوده» می‌تواند «ریسک سیاستی» را کاهش دهد. در صورت هدف‌گیری صحیح (مناطق بالا‌دست مخازن یا سفره‌های تغذیه‌ای)، ارزش اقتصادی فراتر از حجم نیز ایجاد می‌شود؛ چون زمان‌بندیِ ورود آب و کاهش ریسک کم‌آبیِ فصلی، ارزش اضافی به مدیریت مخزن می‌دهد.

پیامدهای زیست‌محیطی و ایمنی

نگرانی اصلی، نقره است. مطالعات کلاسیک نشان می‌دادند که در شکل یدیدنقره و در دوزهای عملیاتی، «خطر محیطی اندک» است و غلظت‌ها معمولاً زیر پس‌زمینه طبیعی می‌مانند. مرورهای جدیدتر نیز در جمع‌بندی‌های سیاستی (GAO) تأکید می‌کنند که در شواهد موجود، ریسک معناداری دیده نشده، اما پژوهش طولانی‌مدت، پایش تجمعی و بررسی سناریوهای «استفاده وسیع» لازم است. همزمان، کارهای آزمایشگاهی هشدار می‌دهند که بسته به غلظت/شکل/اندازه، اثرات حاد بر برخی میکروارگانیسم‌ها یا نماتودها قابل مشاهده است؛ بنابراین پایش هوشمند و بومی‌سازی استانداردها ضروری است.

در آسمان، هیچ سازوکاری برای «توقف طوفان» یا «ایجاد بارشِ بی‌ابر» وجود ندارد؛ باروری نیازمند ابرِ مناسب است و اثرش ــ در صورت وقوع ــ اندازه‌کوچک و محلی است. پرسش «بازتوزیع بارش» هم در ادبیات مطرح است؛ پاسخ علمیِ مسئولانه این است که طراحی‌های حوضه‌ای و ارزیابی‌های منطقه‌ای برای سنجش این احتمال باید جزئی از طرح باشد. جمع‌بندی این بخش را به این صورت می‌توان بیان کرد که ریسک‌های شناخته‌شده در دوزهای رایج، اندک ارزیابی شده‌اند، اما «احتیاطِ علمی + پایش محیطی» مهم و ضروری است.

حکمرانی و چارچوب‌های حقوقی

قواعد بازی اهمیت حیاتی دارند. در سطح بین‌المللی، کنوانسیون ENMOD (1977) هرگونه استفاده خصمانه/نظامی از دست‌کاری محیطی (از جمله آب‌وهوا) را ممنوع می‌کند اما استفاده صلح‌آمیز را منع نمی‌کند. در ایالات متحده، مقررات فدرال ۱۵ CFR Part 908، هر شخص/نهادی را که قصد فعالیت در Weather Modification دارد ملزم به گزارش‌دهی و نگهداری سوابق می‌کند.

سازمان‌های تخصصی مانند WMO و AMS بر بهترین‌روش‌ها، اخلاق پژوهش و لزوم ارزیابی‌های علمیِ قابل‌انتشار تأکید می‌کنند. در سطح ملی/محلی، نمونه‌هایی چون برنامه‌های تگزاس (TDLR) و دستورالعمل‌های کالیفرنیا چارچوب‌های صدور مجوز، گزارش‌دهی، پایش محیطی و ارتباطات عمومی را فراهم کرده‌اند. در امارات نیز «برنامه پژوهشی ارتقای بارش» با سازوکار رقابتیِ گرنت، بُعد علمی-نوآورانه را پررنگ کرده است.

جمع‌بندی و افق پیشِ رو

از مقدمه تا حکمرانی، یک ایده‌ی ساده تکرار شد: باروری ابرها اگر هدفمند، شفاف و ارزیابی‌پذیر باشد، می‌تواند قطعه‌ای از پازل بهره‌وری آب باشد. مسیر ارتقاء این روش هم روشن است:

علم: تلفیق پروازهای سنجش فیزیکی با رادار چندپارامتری و داده‌های زمینی برای بستن زنجیره علت-معلولی

فناوری: پهپادهای ایمن، سامانه‌های برخطِ مدیریت ریسک، و تعیین اندازه‌ذره‌ی بهینه

روش‌شناسی: طراحی‌های تصادفی‌سازی‌شده و انتساب علّی با معیارهای سخت‌گیرانه

حکمرانی: گزارش‌دهی اجباری، انتشار داده‌های خام، و ارزیابی طرف‌سوم

اگر دانشگاه (دانش)، دولت (قاعده)، بخش خصوصی (اجرا) و جامعه محلی (اعتماد) شانه به شانه به یکدیگر کمک بدهند، می‌توان «ابرهای واجد شرط» را به فرصتی برای آب مفید بدل کرد.

————

منابع برای مطالعه بیشتر:

[۱] WMO (2024). State of the Global Climate 2023 (Press & Report).
اطلاعات بیشتر: https://wmo.int/publication-series/state-of-global-climate-2023World Meteorological Organization+1

[۲] UNEP (2024). As shortages mount, countries hunt for novel sources of water.
اطلاعات بیشتر: https://www.unep.org/news-and-stories/story/shortages-mount-countries-hunt-novel-sources-waterUNEP – UN Environment Programme

[۳] WMO WWRP – Expert Team on Weather Modification (WxMOD). Mission & best practices.
اطلاعات بیشتر: https://community.wmo.int/en/activity-areas/wwrp/wwrp-expert-team-weather-modification community.wmo.int

[۴] AMS (American Meteorological Society). Statement on Planned Weather Modification through Cloud Seeding.
اطلاعات بیشتر: https://www.ametsoc.org/ams/about-ams/ams-statements/archive-statements-of-the-ams/planned-weather-modification-through-cloud-seeding/ametsoc.org

[۵] French, J. R. et al. (2018). Precipitation formation from orographic cloud seeding. PNAS.
اطلاعات بیشتر: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.1716995115pnas.org

[۶] Rasmussen, R. M. et al. (2018). Evaluation of the WWMPP Using Traditional Statistics and Ensemble Modeling. JAMC.
اطلاعات بیشتر: https://journals.ametsoc.org/downloadpdf/view/journals/apme/57/11/jamc-d-17-0335.1.pdfjournals.ametsoc.org

[۷] Friedrich, K. et al. (2020). Quantifying snowfall from orographic cloud seeding. PNAS.
اطلاعات بیشتر: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.1917204117pnas.org+1

[۸] World Bank (n.d.). Water Resources Management – Overview.
اطلاعات بیشتر: https://www.worldbank.org/en/topic/waterresourcesmanagementworldbank.org

[۹] Henneberger, J. et al. (2023). Seeding of Supercooled Low Stratus Clouds with a UAV… BAMS.
اطلاعات بیشتر: https://journals.ametsoc.org/view/journals/bams/104/11/BAMS-D-22-0178.1.xmljournals.ametsoc.org

[۱۰] U.S. GAO (2024). Cloud Seeding Technology: Assessing Effectiveness and Risks.
اطلاعات بیشتر: https://www.gao.gov/products/gao-25-107328gao.gov+1

[۱۱] California DWR (2023/2025). Precipitation Enhancement RMS – California Water Plan.
اطلاعات بیشتر: https://water.ca.gov/-/media/DWR-Website/Web-Pages/Programs/California-Water-Plan/Docs/Update2023/PRD/RMS/Draft-Precipitation-Enhancement-RMS.pdf و نسخه ۲۰۲۵: https://water.ca.gov/-/media/DWR-Website/Web-Pages/Programs/California-Water-Plan/Docs/RMS/2025/Precipitation-Enhancement-RMS—2025.pdfwater.ca.gov+1

[۱۲] Al Hosari, T. et al. (2021). The UAE Cloud Seeding Program: A Statistical and Physical Evaluation. Atmosphere 12(8):1013.
اطلاعات بیشتر: https://www.mdpi.com/2073-4433/12/8/1013MDPI

[۱۳] Texas Comptroller / TDLR (2022–۲۰۲۵). Weather Modification & Rain Enhancement summary pages.
اطلاعات بیشتر: https://comptroller.texas.gov/economy/economic-data/water/2022/seeding.php و https://www.tdlr.texas.gov/weather/comptroller.texas.govtdlr.texas.gov

[۱۴] NOAA (2024). Fact check: Debunking weather-modification claims.
اطلاعات بیشتر: https://www.noaa.gov/news/fact-check-debunking-weather-modification-claimsNOAA+1

[۱۵] Cooper, C. F., & Jolly, W. C. (1970). Ecological effects of silver iodide and other weather modification agents. WRR.
اطلاعات بیشتر: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1029/WR006i001p00088Wiley Online Library

[۱۶] Fajardo, C. et al. (2016). Potential risk of acute toxicity induced by AgI… Ecotoxicology & Environmental Safety.
اطلاعات بیشتر: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27517140/PubMed

[۱۷] Weather Modification Association (2018). Position Statement: Environmental Impact of Silver Iodide.
اطلاعات بیشتر: https://weathermod.org/wp-content/uploads/2018/03/EnvironmentalImpact.pdfWeather Modification

[۱۸] WMO (به‌روزرسانی ۲۰۲۵). Statement on Weather Modification (research & best practices).
اطلاعات بیشتر: https://wmo.int/content/wmo-statement-weather-modificationWorld Meteorological Organization

[۱۹] Chen, J. et al. (2024). Critical Size of AgI Glaciogenic Seeding Particles. GRL (ETH).
اطلاعات بیشتر: https://iacweb.ethz.ch/doc/publications/Geophysical%20Research%20Letters%20-%202024%20-%20Chen%20-%20Critical%20Size%20of%20Silver%20Iodide%20Containing%20Glaciogenic%20Cloud%20Seeding%20Particles.pdfiacweb.ethz.ch

[۲۰] ETH CLOUDLAB (ongoing). Targeted seeding experiments for cloud physics.
اطلاعات بیشتر: https://cloudlab.ethz.ch/the-project.htmlCLOUDLAB

[۲۱] Utah (2018). Cloud Seeding Program – Cost per acre-foot assessments.
اطلاعات بیشتر: https://water.utah.gov/wp-content/uploads/2019/CloudSeeding/Cloudseeding2015Final.pdfwater.utah.gov

[۲۲] TDLR (Texas) – Weather Modification FAQ / Permits / Staff Reports.
اطلاعات بیشتر: https://www.tdlr.texas.gov/weather/weatherfaq.htm و https://www.tdlr.texas.gov/weather/agendas/082123-WXM-Meeting-Staff-Reports.pdf tdlr.texas.gov+1

[۲۳] North Dakota – Economic impacts of cloud seeding (program overview).
اطلاعات بیشتر: https://www.swc.nd.gov/arb/ndcmp/economic.htmlswc.nd.gov

[۲۴] TDLR (Program pages). Weather Modification Act & reporting.
اطلاعات بیشتر: https://www.tdlr.texas.gov/weather/summary.htmtdlr.texas.gov

[۲۵] U.S. Code of Federal Regulations. 15 CFR Part 908 – Reporting weather modification activities.
اطلاعات بیشتر: https://www.ecfr.gov/current/title-15/subtitle-B/chapter-IX/subchapter-A/part-908 و نسخه PDF: https://www.govinfo.gov/link/cfr/15/908?link-type=pdf&year=mostrecentecfr.govGovInfo

[۲۶] Standler, R. B. (1972). Estimated possible effects of AgI cloud seeding on ecosystems. JAMC.
اطلاعات بیشتر: https://journals.ametsoc.org/view/journals/apme/11/8/1520-0450_1972_011_1388_epeoac_2_0_co_2.pdfjournals.ametsoc.org

[۲۷] Climate Interventions (Oxford network). Stabilizing glaciers by cloud seeding – risk/redistribution notes.
اطلاعات بیشتر: https://climateinterventions.org/interventions/stabilizing-glaciers-by-cloud-seeding/climateinterventions.org

[۲۸] UNODA / ENMOD (1976/1978). Convention on the Prohibition of Military or Any Other Hostile Use of Environmental Modification Techniques.
اطلاعات بیشتر: https://disarmament.unoda.org/enmod/ و متن معاهده: https://treaties.un.org/doc/Treaties/1978/10/19781005%2000-39%20AM/Ch_XXVI_01p.pdfdisarmament.unoda.orgtreaties.un.org

[۲۹] ICRC (Factsheet). The ENMOD Convention.
اطلاعات بیشتر: https://www.icrc.org/en/download/file/1055/1976-enmod-icrc-factsheet.pdficrc.org

[۳۰] LII (Cornell Law). 15 CFR Part 908 & §۹۰۸٫۸ – Maintenance of records.
اطلاعات بیشتر: https://www.law.cornell.edu/cfr/text/15/part-908 و https://www.law.cornell.edu/cfr/text/15/908.8law.cornell.edu+1

انتهای پیام/