مفهوم بارورسازی دینامیکی ابرها

واقعیت مفهوم بارورسازی دینامیکی عبارت است از بارورسازی ابرهای ابر سرد با مقادیر کافی هسته یخ یا خنک کننده به منظور انجماد سریع ابر،به علت بارورسازی،آب مایع ابر سرد به ذرات یخ تبدیل می شود،گرمای نهان را آزاد می کند.و شناوری را افزایش داده و بدین طریق حرکت صعودی ابر را تقویت می کند.در شرایط مناسب باعث رشد بیشتر ابر بخار آب بیشتر و بازده بیشتر بارندگی می شود.علاوه بر آن ،ایجاد بارندگی ممکن است سبب حرکت نزولی شدیدتر و فعل و انفعال با محیط همرفت فعال تری را ایجاد کند.
مفهومم بارورسازی دینامیکی اولین بار توسط سیمپسون در ۱۹۶۷ محک زده شد.فرضیه زنجیره وقایع در این آزمایشهای اولیه توسط وودلی و همکاران در ۱۹۸۲ تشریح و خلاصه شد.تعداد کمی از مراحل فرض شده در زنجیره وقایع در آزمایشهای گذشته بررسی یا تایید و توسط مدلهای عددی اثبات شده است.مشاهدات تجربی ،انجماد سریع ابرهای بارور شده را نشان داده اند و شواهدی دال بر رشد ابر به ارتفاعات بالاتردر نتیجه بارورسازی دینامیکی ارائه گردیده است بدلیل مشکل اندازه گیری و مستند کردن زنجیره واکنش های فرضی،آزمایشات اولیه شامل آزمایش FACE-۱ و FACE-۲ در زمره آزمایشات نوع جعبه سیاه قرار گرفته است.
بعد از برخی نتایج دلگرم کننده اولیه،این مفهوم در بسیاری از پروژه ها بررسی شده است.نتایج آزمایشهای تگزاس نشان داد که بارورسازی با یدید نقره ارتفاع ابر را تا حدود ۷% نواحی را تا ۴۳% افزایش داد.با وجود این نتایج دلگرم کننده ،آنها سوالات جدیدی را نیز مطرح کردند.افزایش در ارتفاع قله ابر بطور قابل توجهی کمتر از فرضیه های اصلی یا یافت شده در آزمایشهای اولیه می باشد.
در واکنش به این یافته ها فرضیه اولیه به منظور توضیح عدم افزایش در ارتفاع قله ابرهای بارور شده را تعدیل کردند.زمانی که یک ابر بارور نشده بتواند ۵ مرحله شامل مرحله رشد کومه ای،مرحله باران ابر سرد ،مرحله بارندگی قله ابر ،مرحله حرکت نزولی و مرحله پراکندگی طی کند،ابرهای بارور شده چندین مرحله بیشتر سپری می کنند.دو مرحله اول همان مراحل قبلی هستند،مرحله سوم اثرات اولیه بارورسازی را بروز می دهد،و مرحله یخی شدن نام دارد.این مرحله همچنین شامل انجماد قطرات باران است که بعدا منجر به مرحله تخلیه می شود.
ادامه مراحل بعدی شامل مرحله نزول و ادغام،مرحله کومولونیمبوس رشد یافته و در پایان مرحله همرفتی پیچیده است.در مواردی که شناوری در مرحله یخی شدن نتواند آب را حمل کند پراکندگی رخ می دهد.
رزنفلد و وودلی در سال ۱۹۹۳ تعدیلهایی برای مدل مفهومی که در برگیرنده توجه بیشتر به فرایندهای خرد فیزیکی بود،پیشنهاد کردند. مدل مفهومی تعدیل شده مشتمل بر تولید و حمل جرم بارندگی بیشتر در منطقه بارور شده و بالای آن است که مهلت بیشتری برای توسعه مداوم ابر فراهم می شود. در مرحله بعد تخلیه جرم افزوده یافته باعث افزایش حرکت نزولی و بارندگی شده در حالیکه همزمان مهلت رشد اضافی در ناحیه ای که مقداری از گرمای نهان رها شده قبلی را حفظ می کند فراهم می شود.این مفهوم تعدیل شده فرض می کند که وجود قطرات بزرگی تعدیل شده فرض می کند که وجود قطرات بزرگی تبدیل سریع آب ابرسرد به یخ را در ابر سهولت می بخشد.
با وجودیکه این مدل مفهومی پذیرفتنی است و زنجیره منطقی وقایع در افزایش بارندگی را ارائه می کند،به علت اینکه بسیاری از مراحل در زنجیره برای اندازه گیری خیلی مشکل است،این مدل مفهومی بسیار پیچیده می باشد.اگر یک ارتباط در فرایند نادرست باشد،ردیابی اثرات بارورسازی بسیارمشکل خواهد بود.بویژه در ابرهاهمرفتی که بطور طبیعی تغییر پذیری زیادی رانشان می دهند.آزمایشهای متمرکز برای جمع آوری اطلاعات همانند مطالعات مدلسازی برای اثبات و حمایت این فرضیه مورد نیاز است.
با وجود اینکه افزایش بارندگی از ابرهای منفرد در یک مقیاس محدود مستند شده اند ولی شواهدی دال بر تاثیر بر روی بارندگی منطقه مستند نشده است بنابراین این روش برای افزایش بارندگی به منظور تامین منابع آب هنوز بصورت یک فن آوری اثبات نشده باقی مانده است.
بارورسازی ابر گرم اصطلاح ( بارورسازی جاذب الرطوبه) بسته به طراحی آزمایش ،نوع ماده بارورسازی مورد استفاده و نوع ابری که مورد آزمایش بوده است،معانی کمی مختلف از ابتدا بخود گرفت.در تمام موارد ،هدف نهایی افزایش بارندگی توسط عواملی می باشد که فرآیند همامیزی را افزایش دهد.وارد کردن مستقیم اندازه مناسبی از CCN که بتواند به عنوان نطفه های مصنوعی قطره باران مصنوعی عمل کند با استفاده از اسپد های آب ،محلولهای نمکی رقیق ،یا نمکهای پودر شده رایج ترین تکنیکهای بارورسازی جاذب الرطوبه بودند که در گذشته استفاده شدند.هدف اولیه وارد کردن نطفه های مصنوعی قطره باران (ذرات نمک با قطر بزرگتر از ?m ۱۰ ) کوتاه کردن زمان عمل تعداد CCN در تعیین جمعیت اولیه قطرکهای ابر و بنابراین تسریع آغاز فرایند همامیزی است .این مفهومم قبلا در برنامه های ایالات متحده و سایر کشورها استفاده گردیده است و هنوز در کشورهای جنوب شرقی آسیا و هند مورد استفاده قرار می گیرد با وجود اینکه این فن آوری به طور گسترده در کشورهای بسیاری در جنوب شرقی آسیا استفاده شده است ،آزمایشهای آماری گذشته با وجود اینکه بعضی از آنها حاکی از اثرات مثبت بوده اند عموما بدون نتیجه بوده اند.نتایج مشاهدات و مدلسازی در مورد این که تحت شرایط معین طیف اندازه قطره (نطفه های مصنوعی) باروری بهینه،بارندگی در بعضی از ابرها می تواند افزایش یابد،حمایت های را جلب کرده ند.
نقاط ضعف این رهیافت این است که مقدار زیادی نمک مورد نیاز بوده و پخش نمک در نواحی در جریان ورودی به ابر مشکل می باشد.علاوه بر آن ،آهنگ رشد ذرات به قطرات باران بایستی به خوبی با نیم رخ جریان بالا و هماهنگ باشد و گرنه رشد آنها کارا نخواهد بود اندازه قطره باروری بهینه تابع سرعت صعود و ضخامت ابر است و بستگی به روش تزریق مواد برای مثال از کف ابر یا نزدیک به قله ابر دارد.فیرلی و چن در سال ۱۹۷۵ در یک مدلسازی دریافتند که بارورسازی با نمک فقط مقدار کمی قطرات بزرگ بدون اینکه اثر قابل ملاحظه ای بر روی فرآیند بارندگی داشته باشند ایجاد می کند.مگر اینکه خرد شدن قطره جهت افزایش واکنش زنجیره که اثرات بارورسازی را افزایش دهد عمل کند.در حالیکه برخی از اثرات بارورسازی نسبت داده شده اند بارورسازی با مواد جاذب الرطوبه معمولا نسبت به بارورسازی با هسته های یخ جذابیت کمتری دارد .یانگ در ۱۹۹۶ نشان داد که بیشتر مواد بارورسازی ممکن است هدر روند زیرا فقط بخش کوچکی از توده به اندازه قطره بارور بهینه نزدیک است .در حالیکه در اکثر آزمایشهای بارورسازی با مواد جاذبه الرطوبه با استفاده از این روش ابرهای بارور شده از طیف وسیعی از قطره های قطره بذر پاشی استفاده می شود .این امر می تواند توضیح دهد که چرا بارورسازی با مواد جاذبه الرطوبه با ذرات بزرگ نتایج بسیار متفاوتی را ایجاد کرده است.

منبع : سازمان آموزش و پرورش استان خراسان