Language
Country/Area
No result found
Phép màu của việc gieo mây: Làm thế nào để sử dụng các hạt nhỏ để thay đổi lượng mưa?
Trước vấn đề biến đổi khí hậu ngày càng nghiêm trọng, việc điều tiết lượng mưa ngày càng trở nên quan trọng. Trong số đó, Hạt nhân ngưng tụ đám mây (CCN), một hạt nhỏ nhưng quan trọng, đang thu hút sự chú ý của cộng đồng khoa học và các tổ chức môi trường. Những hạt nhỏ này, thường có đường kính chỉ 0,2 micron, đóng vai trò quan trọng trong hệ thống thời tiết và sự hình thành mây. Những giọt mây được hình thành khi hơi nước ngưng tụ trên bề mặt của những hạt này, một quá trình có ảnh hưởng sâu sắc đến các kiểu thời tiết và khí hậu trên toàn thế giới.
Hạt nhân ngưng tụ của đám mây là một loại sol khí đặc biệt. Hơi nước cần ngưng tụ trên các bề mặt không phải khí. Quá trình này ảnh hưởng đến đặc tính bức xạ của đám mây và bầu khí quyển tổng thể. Khi không có CCN, hơi nước có thể duy trì ở mức cực lạnh ở khoảng -13°C trong vài giờ cho đến khi các giọt mây hình thành một cách tự nhiên.
Đặc điểm và thành phần của CCN
Đường kính của hạt nhân ngưng tụ đám mây thường nhỏ hơn 1% đường kính của một giọt mây. Các giọt mây có kích thước khoảng 20 micron, trong khi CCN có đường kính khoảng 0,1 micron trở lên. Số lượng hạt này có thể lên tới 100 đến 1.000 hạt trên cm khối trong không khí, điều đó có nghĩa là ở những thành phố có sương mù dày đặc, lượng CCN tăng lên đáng kể. Thành phần của các hạt này rất khác nhau, bao gồm các thành phần từ bụi cát, muối biển, bồ hóng và sunfat và đặc tính hút nước của chúng rất khác nhau.
Ví dụ, các hạt sunfat và muối biển có xu hướng hút nước, trong khi bồ hóng và các hợp chất cacbon hữu cơ thì không. Điều này làm cho các loại hạt khác nhau có khả năng hình thành các giọt mây rất khác nhau. Ngay cả ở những vùng nhiệt độ thấp, một số hạt có thể hoạt động như hạt nhân băng và thúc đẩy sự hình thành đám mây.
Thiết kế và thách thức của công nghệ gieo hạt trên nền tảng đám mây
Tạo đám mây là một kỹ thuật nhằm mục đích thúc đẩy lượng mưa một cách nhân tạo, thường liên quan đến việc bơm các hạt nhỏ vào không khí để kích thích sự hình thành đám mây. Cho dù thông qua phun muối trên không hay sử dụng tia laser nhiệt hoặc phương pháp truyền điện tích bằng máy bay không người lái cải tiến hơn, hiệu quả của các phương pháp này vẫn còn gây tranh cãi. Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc gieo hạt trên đám mây có thể làm thay đổi đáng kể lượng mưa, nhưng các nghiên cứu khác đã không chứng minh được tính hiệu quả của nó. Các quá trình tự nhiên hơn, chẳng hạn như các hạt vật chất do cháy rừng giải phóng, cũng có thể trở thành CCN một cách tự nhiên.
Công nghệ sáng mây đại dương
Một khái niệm khác gây tranh cãi sôi nổi là Marine Cloud Brightening, một kỹ thuật kỹ thuật khí hậu với hy vọng tăng độ phản xạ của các đám mây bằng cách bơm các hạt vật chất vào chúng. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng nhiệt độ bề mặt có thể giảm xuống bằng cách bơm các hạt nước biển nhỏ vào mây, nhưng khi triển khai công nghệ này, clo phản ứng và brom có thể có tác động bất lợi đến các phản ứng phân tử trong khí quyển, do đó làm giảm nồng độ ozone và làm trầm trọng thêm tình trạng nóng lên toàn cầu. .
Mối liên hệ giữa CCN và khí hậu
Kể từ năm 1987, mối quan hệ giữa CCN và thực vật phù du biển đã thúc đẩy nhiều cuộc thảo luận về phản hồi khí hậu. Nghiên cứu cho thấy các sol khí sunfat trong đại dương chủ yếu đến từ dimethyl sulfide (DMS) do thực vật phù du trong nước biển thải ra. Tảo nở hoa lớn có thể tự do xâm nhập vào bầu khí quyển, từ đó thúc đẩy quá trình sản xuất CCN. Hiện tượng này tạo ra một vòng phản hồi tiêu cực thúc đẩy sự hình thành mây khi bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ. Quá trình này đặc biệt quan trọng trong việc ảnh hưởng đến khí hậu, nếu không hiệu ứng nhà kính có thể được đẩy nhanh hơn.
Tác động của hoạt động núi lửa
Các vụ phun trào núi lửa cũng là nguồn phát sinh CCN chính, giải phóng một lượng lớn vật chất dạng hạt vào khí quyển, ảnh hưởng đến cấu trúc và loại mây. Sulfur dioxide do vụ phun trào giải phóng cuối cùng chuyển thành axit sulfuric, tạo thành các sol khí sunfat mịn không chỉ phản chiếu ánh sáng mặt trời mà còn góp phần làm thay đổi nhiệt độ toàn cầu.
Khi công nghệ tiến bộ, hiểu biết của chúng ta về CCN ngày càng sâu sắc, điều này không chỉ giúp cải thiện các mô hình khí hậu mà còn dẫn đến các kỹ thuật kỹ thuật khí hậu hiệu quả hơn. Cho dù thông qua công nghệ gieo hạt trên mây hay các phương pháp khác, cách sử dụng những hạt nhỏ này để thực sự thay đổi lượng mưa vẫn là một chủ đề quan trọng mà các nhà khoa học tiếp tục khám phá. Khi đối mặt với thách thức của biến đổi khí hậu, chúng ta đã sẵn sàng đối mặt với sự thay đổi tự nhiên này chưa?
