การทำฝนเทียม

การทำฝนเทียมเป็นเทคนิคการเลียนแบบธรรมชาติ โดยศึกษาจากกรรมวิธีของฝนในธรรมชาติ

1.1 การทำฝนเทียมในเขตอบอุ่นซึ่งมีเมฆที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า 0 องศาเซลเซียส หรือเรียกว่าการทำฝนเมฆเย็น โดยจะทำในตำแหน่งที่ยอดเมฆสูงเฉลี่ย 21,500 ฟุต หรือประมาณ 6,450 เมตร มีอุณหภูมิต่ำกว่า 0 องศาเซลเซียส เป็นเมฆคิวมูลัส(cumulus) จะเกิดเฉพาะช่วงต้นและปลายฤดูฝน การทำฝนเทียมในเมฆชนิดนี้ใช้โปรยหรือหว่านด้วยเม็ดน้ำแข็งแห้งเล็ก ๆ (dry ice) หรือ ซิลเวอร์ไอโอไดด์(silver iodide) จะก่อให้เกิดปฏิกิริยาที่เร่งเร้าให้เม็ดน้ำเย็นยิ่งยวดเปลี่ยนสถานะจาก ของเหลวเป็นผลึกหรือเกล็ดน้ำแข็งทันทีแล้วคายความร้อนแฝงออกมา พลังงานความร้อนดังกล่าวทำให้มวลอากาศภายในก้อนเมฆลอยตัวขึ้นเบื้องบน มีผลทำให้เกิดแรงดึงดูดใต้ฐานเมฆ ซึ่งจะดูดเอาความชื้นเข้ามาหล่อเลี้ยงทำให้ก้อนเมฆเจริญเติบโตและมีปริมาณน้ำฝนเพิ่มขึ้น ขณะเดียวกันแรงยกตัวจะหอบเอาเกล็ดน้ำแข็งเล็ก ๆ ขึ้นไปข้างบนทำให้เกล็ดน้ำแข็งเหล่านี้มีขนาดใหญ่ขึ้นพอมีน้ำหนักมากกว่าที่แรงยกตัวจะพยุงไว้ได้ก็ตกลงมา จนผ่านชั้นอากาศที่อุณหภูมิสูงขึ้นเรื่อย ๆ ก้อนน้ำแข็งก็จะละลายกลายเป็นน้ำฝน

1.2 การทำฝนเทียมในเขตร้อนซึ่งมีอุณหภูมิสูงกว่า 0 องศาเซลเซียส การทำฝนเทียมแบบนี้เรียกอีกอย่างหนึ่งว่าการทำฝนเมฆอุ่น มีลักษณะของเมฆก่อตัวขึ้นเป็นแนวตั้งฉากเป็นเมฆคิวมูลัสซึ่งสังเกตได้จากกลุ่มเมฆจะมีลักษณะฐานเมฆสีดำ ก้อนเมฆก่อตัวขึ้นคล้ายดอกกระหล่ำปลีอยู่ที่ระดับความสูงของฐานเมฆไม่เกิน 16,000 ฟุต มีอุณหภูมิภายในก้อนเมฆสูงกว่า 0 องศาเซลเซียส การทำฝนเทียมในเมฆชนิดนี้จะใช้สารเคมีเพื่อกระตุ้นให้เกิดกระบวนการชนและรวมตัวกันของเม็ดเมฆขนาดต่าง ๆ

การทำฝนเทียมประกอบด้วย 3 ขั้นตอน ดังนี้

เป็นการดัดแปรสภาพอากาศด้วยการก่อกวนสมดุล( equilibrium ) หรือ เสถียรภาพ (stability) ของมวลอากาศเป็นแห่ง ๆ โดยการโปรยสารเคมีประเภทคายความร้อน ( exothermic chemical ) ในท้องฟ้าที่ระดับใกล้เคียงกับระดับกลั่นตัวเนื่องจากการไหลพาความร้อนในแนวตั้ง(convective condensation level ) ซึ่งเป็นระดับของฐานเมฆในแต่ละวัน และโปรยสารเคมีประเภทดูดความร้อน (endothermic chemicals) ที่ระดับสูงกว่า 2,000 - 3,000 ฟุต ทั้งนี้เพื่อช่วยให้เกิดเมฆเร็วขึ้นและปริมาณมากกว่าที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ โดยเริ่มก่อกวนในช่วงเวลาเช้าทางด้านเหนือลมของพื้นที่ เป้าหมายหวังผลที่วางแผนกำหนดไว้ในแต่ละวัน

เป็นการดัดแปรสภาพอากาศและก้อนเมฆด้วยการกระตุ้นหรือเร่งการเจริญเติบโตของก้อนเมฆที่ก่อตัวแล้ว ให้มีขนาดใหญ่ขึ้นทางฐานเมฆและยอดเมฆ ให้ขนาดหยดน้ำใหญ่ขึ้น และปริมาณน้ำในก้อนเมฆมากขึ้น และหนาแน่นเกินกว่าที่จะปล่อยให้เจริญเองตามธรรมชาติ ด้วยการโปรยสารเคมีประเภทที่เมื่อดูดซับความชื้นแล้วทำให้อุณหภูมิลดต่ำลงที่ระดับฐานเมฆหรือยอดเมฆโดยบินโปรยสารเคมีเข้าสู่ก้อนเมฆโดยตรง หรือโปรยรอบ ๆ และระหว่างช่องว่างของก้อนเมฆทางด้านเหนือลมให้กระแสลมพัดพาสารเคมีเข้าสู่ก้อนเมฆ หรือโปรยสารเคมีประเภทคายความร้อนสลับสารเคมีประเภทคายความเย็นในอัตราส่วน 1:4 ทับยอดเมฆทั่วบริเวณที่มีความหนา 2,000 – 3,000 ฟุต ปกคลุมพื้นที่เป็นบริเวณกว้าง หรือที่บริเวณพื้นที่ใต้ลมของบริเวณที่เริ่มต้นก่อกวน ทั้งนี้สุดแล้วแต่สภาพของเครื่องบิน ภูมิประเทศ และขณะอากาศขณะนั้นจะอำนวยให้

เป็นการดัดแปรสภาพอากาศในก้อนเมฆโดยตรงหรือบริเวณใต้ฐานเมฆ หรือบริเวณที่ต้องการ ชักนำเมฆฝนที่ตกอยู่แล้วเคลื่อนเข้าสู่พื้นที่ที่ต้องการ เป็นการบังคับหรือเหนี่ยวนำให้เมฆที่แก่ตัวจัดแล้วตกเป็นฝนลงสู่พื้นที่เป้าหมายหวังผลที่วางแผนกำหนดไว้ โดยใช้เครื่องบิน บินโปรยสารเคมีประเภทดูดความร้อนเข้าไปโดยตรงที่ฐานเมฆ หรือยอดเมฆ หรือที่ระดับระหว่างฐานเมฆและยอดเมฆ ชิดขอบเมฆทางด้านเหนือลม หรือใช้เครื่องบิน 2 เครื่องโปรยพร้อมกันแบบแซนด์วิช (Sandwich) เครื่องหนึ่งโปรยที่ฐานเมฆด้านใต้ลม อีกเครื่องโปรยด้านเหนือลมชิดขอบเมฆที่ระดับยอดเมฆหรือไหล่เมฆ เครื่องบินทั้งสองทำมุมเยื้องกัน 45 องศา หรือโปรยสารเคมีประเภทดูด ความร้อนที่ระดับต่ำกว่าฐานเมฆไม่น้อยกว่า 1,000 ฟุต หรือสร้างจุดเย็นด้วยสารเคมีประเภท ดูดความร้อนเป็นบริเวณแคบในบริเวณพื้นที่เป้าหมายหวังผล เพื่อเหนี่ยวนำให้ฝนที่กำลังตกอยู่เคลื่อนเข้าสู่บริเวณที่ต้องการนั้น