Language
Country/Area
No result found
معجزة تلقيح السحب: كيف يمكن استخدام الجزيئات الصغيرة لتغيير هطول الأمطار؟
تعتبر نوى التكاثف السحابي نوعًا خاصًا من الهباء الجوي. يحتاج بخار الماء إلى التكاثف على سطح غير غازي. تؤثر هذه العملية على خصائص الإشعاع للسحب والغلاف الجوي ككل. في حالة عدم وجود CCN، يمكن لبخار الماء أن يظل مبردًا للغاية عند حوالي -13 درجة مئوية لعدة ساعات حتى يشكل قطرات السحابة تلقائيًا.
خصائص وتركيبة CCN
يبلغ قطر نواة التكثيف في السحابة عادة أقل من مائة من قطرة السحابة. يبلغ قطر قطرات السحابة حوالي 20 ميكرونًا، في حين يبلغ قطر CCNs حوالي 0.1 ميكرون. يمكن أن يصل عدد هذه الجسيمات إلى ما بين 100 و1000 لكل سنتيمتر مكعب في الهواء، مما يعني أنه في المدن ذات الضباب الدخاني الكثيف، يمكن أن تزيد كمية CCN بشكل كبير. وتأتي هذه الجزيئات من مجموعة متنوعة من المصادر، بما في ذلك الرمل وملح البحر والسخام والكبريتات، وتختلف خصائصها الجاذبة للماء على نطاق واسع.
على سبيل المثال، تجتذب جزيئات الكبريتات وملح البحر الماء بسهولة، في حين أن السخام ومركبات الكربون العضوية لا تفعل ذلك. ويؤدي هذا إلى اختلاف كبير في قدرات أنواع مختلفة من الجسيمات في تكوين قطرات السحب، وحتى في المناطق ذات درجات الحرارة المنخفضة، يمكن لبعض الجسيمات أن تعمل كنوى جليدية وتعزز تكوين السحب.
تصميم وتحديات تقنية تلقيح السحب
تلقيح السحب هو تقنية تهدف إلى تعزيز هطول الأمطار بشكل مصطنع وعادة ما تنطوي على حقن جزيئات صغيرة في الهواء لتحفيز تكوين السحب. سواء من خلال رش الملح الجوي أو، على نحو أكثر ابتكارا، باستخدام الليزر الحراري أو إطلاق الشحنات المشتقة من الطائرات بدون طيار، فإن فعالية هذه الأساليب تظل مثيرة للجدل. وقد أظهرت بعض الدراسات أن تلقيح السحب يمكن أن يغير هطول الأمطار بشكل كبير، إلا أن دراسات أخرى أكدت أنه لم يتم إثبات فعاليته. هناك أيضًا عمليات طبيعية، مثل الجسيمات التي تطلقها حرائق الغابات نفسها، والتي يمكن أن تتحول بشكل طبيعي إلى CCN.
تقنية تفتيح السحب المحيطية
وهناك مفهوم آخر أثار قدرًا كبيرًا من الضجة وهو تفتيح السحب البحرية، وهي تقنية هندسة المناخ التي تهدف إلى تعزيز انعكاسية السحب عن طريق حقن الجسيمات فيها. وأظهرت الدراسات أنه من الممكن خفض درجات حرارة السطح عن طريق حقن جزيئات صغيرة من مياه البحر في السحب، ولكن في هذا التنفيذ، قد يكون للكلور والبروم التفاعليين تأثير سلبي على التفاعلات الجزيئية في الغلاف الجوي، وبالتالي تقليل تركيزات الأوزون وتفاقم ظاهرة الاحتباس الحراري العالمي.
CCN والاتصال بالمناخ
منذ عام 1987، أثارت العلاقة بين CCN والعوالق النباتية البحرية الكثير من المناقشات حول ردود الفعل المناخية. أظهرت الدراسات أن الهباء الجوي الكبريتي في المحيط يأتي بشكل أساسي من ثنائي ميثيل الكبريتيد (DMS) الذي تطلقه العوالق النباتية في مياه البحر. يمكن لأزهار الطحالب الكبيرة أن تدخل الغلاف الجوي بحرية، مما يعزز إنتاج CCN. تؤدي هذه الظاهرة إلى خلق حلقة تغذية مرتدة سلبية تعمل على تعزيز تشكل السحب، والتي تتأثر بدورها بدرجة الحرارة. وتكتسب هذه العملية أهمية خاصة في التأثير على المناخ، لأنها قد تؤدي إلى تسريع ظاهرة الاحتباس الحراري.
تأثير النشاط البركانيتعد الانفجارات البركانية أيضًا مصدرًا رئيسيًا لـCCN، حيث تؤدي إلى إطلاق كميات كبيرة من الجسيمات في الغلاف الجوي، مما قد يؤثر على بنية السحابة ونوعها. يتحول ثاني أكسيد الكبريت الذي يطلقه الانفجار في النهاية إلى حمض الكبريتيك، مما يشكل هباءً جويًا كبريتيًا ناعمًا، لا يعكس ضوء الشمس فحسب، بل يسبب أيضًا تغييرات في درجات الحرارة العالمية.
مع تحسن التكنولوجيا، فإن فهمنا لشبكات المناخ المتغيرة لن يؤدي إلى تحسين نماذج المناخ فحسب، بل سيؤدي أيضًا إلى تقنيات هندسة المناخ الأكثر فعالية. سواء من خلال تكنولوجيا تلقيح السحب أو غيرها من الأساليب، فإن كيفية استخدام هذه الجزيئات الصغيرة لتغيير هطول الأمطار بشكل حقيقي يظل موضوعًا مهمًا يواصل العلماء استكشافه. عندما نواجه تحدي تغير المناخ، هل نحن مستعدون لاحتضان هذا التغير الطبيعي؟
