ساخت ایستگاه‌های زمینی بارورسازی ابر‌ها توسط دانش‌بنیان ایرانی

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما ، خشکسالی یکی از مهمترین و شایع‌ترین بلایای جوی‌ اقلیمی است که کشور‌های مختلف را متاثر ساخته است. از آن جا که خشکسالی، بخش‌های گوناگون کشور‌ها مانند منابع آب، کشاورزی، صنعت، اقتصاد و بهداشت را تحت تاثیر قرار می‌دهد، معمولا دولتمردان به کمک محققان به راهکار‌های گوناگونی برای غلبه بر این مشکل متوسل می‌شوند.

علیرضا شهیدی رئیس سازمان زمین‌شناسی گفت : ایران نیز طی سال‌های اخیر با دوره‌های خشکسالی روبرو بوده است و  از حدود ۲۰ سال پیش وارد دوره خشکسالی ۳۰ ساله شده است و اکنون آثار این دوره خشکسالی را مشاهده می‌کنیم.

در گذشته برخی تا مقداری بارندگی زیاد می‌شد می‌گفتند «دوره خشکسالی بلندمدت نداریم و ترسالی‌ها این نظریه را که ایران در دوره خشکسالی ۳۰ ساله است، نقض می‌کند»، در صورتی که می‌بینیم در برخی سال‌ها یک مقدار بارندگی‌ها بیشتر بوده، اما این دلیل بر این نیست که دوره ترسالی آغاز شده باشد.

ما همچنان در سیکل خشکسالی قرار داریم و سال به سال هم تبعات حاصل از این خشکسالی بیشتر نمایان می‌شود؛ بنابراین طبیعی است هر راهکاری از جمله بارورسازی ابر‌ها یا استفاده از آب‌های ژرف برای افزایش نزولات جوی یا بهبود ذخایر آبی برای کاهش شدت خشکسالی در ایران مفید و مهم باشد.

بر این اساس گروهی از فناوران یک شرکت دانش‌بنیان اقدام به طراحی و تولید ایستگاه‌های زمینی بارورسازی ابر‌ها کردند تا بدون هزینه‌های انجام عملیات هوایی، میزان بارش جوی را بین ۱۵ تا ۲۰ درصد افزایش دهند.

مجید علی‌آبادی مجری طرح تولید مواد بارورسازی ابر‌ها در مورد این دستاورد گفت : ما روند تولید مواد بارورسازی ابر‌ها را از سال ۹۷ در شرکت دانش‌بنیان نوین تجهیز دانش فضا فجر مستقر در مرکز رشد نوآوری دانشگاه آزاد بیرجند شروع کردیم و اولین نمونه آزمایشگاهی را به وزارت نیرو تحویل دادیم. اکنون نیز برای این محصول تاییدیه دانش‌بنیان از معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری داریم.

وی افزود: این نمونه را برای انجام آزمایش به رصدخانه ملی آب و هوای روسیه ارسال و تاییدیه را از این رصدخانه دریافت کردیم. نمونه‌های به دست آمده را به وزارت نیرو دادیم، در سال‌های اولیه به صورت آزمایشی استفاده و نتایج آن به صورت میدانی مشاهده شد. از سال‌های بعد این مواد در سراسر کشور به شکل مستمر در عملیات بارورسازی ابر‌ها استفاده می‌شود. در سال‌های اخیر علاوه بر هواپیما از پهپاد‌هایی هم برای این کار استفاده شد و اکنون مواد ویژه بارورسازی ابر‌ها برای پهپاد را هم تولید می‌کنیم و در اختیار وزارت نیرو قرار می‌دهیم.

عضو هیات علمی گروه مهندسی شیمی دانشگاه آزاد واحد بیرجند گفت : نمونه‌هایی که ابتدا تولید می‌کردیم، برای آزمایش میزان هسته‌زایی مواد باران‌زا یعنی برای اینکه بدانیم هر گرم از این ماده چقدر هسته باران‌زا ایجاد می‌کند، به روسیه ارسال می‌شد که این کار زمان‌بر بود.

وی افزود : برای نمونه در اولین تاییدیه‌ای که بعد از ارسال اولین نمونه از روسیه گرفتیم، ذکر شد هر گرم از این ماده که می‌سوزد هزار و ۴۲۰ میلیارد هسته باران‌زا ایجاد می‌کند و در نمونه سال بعد تایید شد که بیش از چهار هزار میلیارد هسته باران‌زا ایجاد می‌کند، ولی ارسال نمونه‌ها به روسیه و دریافت نتیجه روندی طولانی بود و تصمیم گرفتیم خودمان دستگاهی بسازیم که توانایی میزان هسته‌زایی مواد را اندازه بگیرد.

علی آبادای گفت : همکاران ما در شرکت دست به کار شدند و محفظه ابر را طراحی کردند که در دنیا فقط چند کشور در این زمینه فعال هستند. مواد ویژه باروری ابر‌ها را با این دستگاه می‌سوزانیم و دود حاصل را به داخل محفظه‌ای که ابر مصنوعی داخل آن تشکیل شده است، تزریق می‌کنیم. مواد رطوبت داخل ابر را جذب می‌کنند و به صورت کریستال‌های یخ ته‌نشین می‌شوند، دستگاه تعداد کریستال‌های یخ تشکیل‌شده را اندازه‌گیری و به صورت دیجیتال توزیع و اندازه ذرات را گزارش می‌کند. ما توانستیم با انجام نمونه‌گیری‌ها و آزمایش‌های مختلف توسط این دستگاه، نمونه‌ها را افزایش دهیم و بهبود بخشیم و اکنون هسته‌زایی نمونه فعلی نسبت به نمونه اولیه، ۲۰ برابر افزایش یافته است.

وی گفت : البته میزان موفقیت این روش به سنجش داده‌ها بعد از یک یا دو سال بستگی دارد که وزارت نیرو انجام می‌دهد و در گزارش‌های سالانه منتشر می‌کند. بر اساس گزارش‌های کلی، بارورسازی ابر‌ها موجب افزایش ۱۵ تا ۲۰ درصدی باران می‌شود تا ۷۰ درصد هم گزارش شده، ولی بین ۱۰ تا ۲۰ درصد عادی است. شاید این عدد زیاد نباشد، ولی برای استانی که در سال ۲ میلیارد متر بارندگی دارد، ۱۰ یعنی ۲۰۰ میلیون مترمکعب که عدد خوبی است.

علی آبادی افزود : این مواد از پایه یدید نقره درست شده است؛ زیرا یدید نقره از نظر ساختاری کریستالی و شش‌وجهی شبیه کریستال یخ است و به عنوان موثرترین ماده شناخته‌شده در دنیا برای باران‌زایی به شمار می‌رود. این محصول تجاری‌سازی شده و مولکول‌های آب داخل یخ هسته یخی رشد کرده و بزرگ شده تا بتواند از ابر سقوط  و بارندگی ایجاد کند.

وی در توضیح تولید ژنراتور‌های زمینی بارورسازی ابر‌ها گفت : با وجود اینکه استفاده از مواد بارورسازی ابر‌ها معمولا نتیجه خوبی دارد، اما گاهی روز‌هایی که قرار است عملیات هوایی انجام شود، ممکن است شرایط جوی برای پرواز هواپیما یا پهپاد مناسب نباشد و به این جهت بسیاری کشور‌ها از عملیات بارورسازی زمینی استفاده می‌کنند و این روش در دنیا هم با استفاده از ژنراتور‌های زمینی متداول است.

علی آبادی افزود : این ژنراتور‌ها معمولا روی ارتفاعات نصب می‌شوند و دو نوع دارند؛ یک نوع، ژنراتور‌های درختی هستند که در آن‌ها از مواد پیروتکنیک برای باروری استفاده می‌شود و از خانواه سوخت جامد مانند سوخت موشک هستند. این نوع ژنراتور که هوشمند هم هست روی ارتفاعات نصب می‌شود و هر زمانی که شرایط جوی مناسب باشد، با فرمانی که از مرکز صادر می‌شود فلر‌های بارورسازی ابرها، مشتعل شده و هسته‌ای را آزادسازی می‌کنند. ژنراتور‌ها جایی نصب می‌شوند که جریان‌های بالارونده باد وجود داشته باشند تا هسته‌ها را به داخل ابر هدایت کنند و هسته‌ها حدود یک تا یک‌ونیم کیلومتر بالا روند.

نوع دیگری از ژنراتور‌ها نیز ژنراتور‌های مایع‌سوز است که مواد ویژه باروری داخل یک محلول استونی حل می‌شود و این محلول به داخل شعله هدایت می‌شود و بعد از انجام فرایند، هسته‌های باران‌زا ایجاد می‌شوند. این نوع ژنراتور جدیدترین محصول ماست که برای انجام ماموریت‌های وزارت نیرو نیز مناسب است. در واقع این دو روش ایستگاه‌های زمینی بارورسازی ابر‌ها هستند.

عضو هیات علمی دانشگاه آزاد بیرجند در مورد ایستگاه‌های زمینی که این فناوران ساخته‌اند و قرار است به زودی در ارتفاعات بیرجند نصب شوند، گفت: این ایستگاه متشکل از هر دو ژنراتور است که به صورت نمونه یا پایلوت در ارتفاعات بیرجند به زودی نصب خواهد شد.

وی گفت : این ایستگاه‌های زمینی به دلیل نیاز نبودن به انجام عملیات هوایی از نظر اقتصادی به‌صرفه‌تر هستند، ولی ممکن است بخشی از مواد به داخل ابر‌ها راه پیدا نکنند، در این روش وزش و جهت باد بسیار مهم است؛ بنابراین باید به‌خوبی برای جایابی این ایستگاه‌ها کار تحقیقاتی انجام شود . 

علی‌آبادی در مورد تعداد افراد شاغل در این شرکت و تخصص‌های آن‌ها نیز افزود :  ما پنج نفر هستیم که در رشته‌های مهندسی شیمی، برق، هوافضا و مکانیک تخصص داریم.

وی در مورد دریافت تسهیلات برای توسعه این فناوری و سخت یا آسان بودن آن نیز گفت : هیچ تسهیلاتی از دانشگاه یا دیگر نهاد‌ها نگرفتیم و هزینه‌ها را ابتدا به صورت شخصی و بعد با فروش محصولات تامین کردیم. دانشگاه آزاد از جهت محل استقرار و وسایل به ما کمک کرد.