مرکز دانلود خلاصه کتاب و جزوات دانشگاهی

مفهوم بارورسازي ديناميكي ابرها

واقعيت مفهوم بارورسازي ديناميكي عبارت است از بارورسازي ابرهاي ابر سرد با مقاديركافي هسته يخ يا خنك كننده به منظور انجماد سريع ابر،به علت بارورسازي،آب مايع ابرسرد به ذرات يخ تبديل مي شود،گرماي نهان را آزاد مي كند.و شناوري را افزايش داده وبدين طريق حركت صعودي ابر را تقويت مي كند.در شرايط مناسب باعث رشد بيشتر ابر بخارآب بيشتر و بازده بيشتر بارندگي مي شود.علاوه بر آن ،ايجاد بارندگي ممكن است سببحركت نزولي شديدتر و فعل و انفعال با محيط همرفت فعال تري را ايجاد كند.

مفهومم بارورسازي ديناميكي اولين بار توسط سيمپسون در 1967 محك زده شد.فرضيه زنجيرهوقايع در اين آزمايشهاي اوليه توسط وودلي و همكاران در 1982 تشريح و خلاصه شد.تعدادكمي از مراحل فرض شده در زنجيره وقايع در آزمايشهاي گذشته بررسي يا تاييد و توسطمدلهاي عددي اثبات شده است.مشاهدات تجربي ،انجماد سريع ابرهاي بارور شده را نشانداده اند و شواهدي دال بر رشد ابر به ارتفاعات بالاتردر نتيجه بارورسازي ديناميكيارائه گرديده است بدليل مشكل اندازه گيري و مستند كردن زنجيره واكنش هايفرضي،آزمايشات اوليه شامل آزمايش FACE-1 و FACE-2 در زمره آزمايشات نوع جعبه سياهقرار گرفته است

بعد از برخي نتايج دلگرم كننده اوليه،اين مفهوم در بسياري از پروژه ها بررسي شدهاست.نتايج آزمايشهاي تگزاس نشان داد كه بارورسازي با يديد نقره ارتفاع ابر را تاحدود 7% نواحي را تا 43% افزايش داد.با وجود اين نتايج دلگرم كننده ،آنها سوالاتجديدي را نيز مطرح كردند.افزايش در ارتفاع قله ابر بطور قابل توجهي كمتر از فرضيههاي اصلي يا يافت شده در آزمايشهاي اوليه مي باشد

 

در واكنش به اين يافته ها فرضيه اوليه به منظور توضيح عدم افزايش در ارتفاع قلهابرهاي بارور شده را تعديل كردند.زماني كه يك ابر بارور نشده بتواند 5 مرحله شاملمرحله رشد كومه اي،مرحله باران ابر سرد ،مرحله بارندگي قله ابر ،مرحله حركت نزولي ومرحله پراكندگي طي كند،ابرهاي بارور شده چندين مرحله بيشتر سپري مي كنند.دو مرحلهاول همان مراحل قبلي هستند،مرحله سوم اثرات اوليه بارورسازي را بروز مي دهد،و مرحلهيخي شدن نام دارد.اين مرحله همچنين شامل انجماد قطرات باران است كه بعدا منجر بهمرحله تخليه مي شود.

 

ادامه مراحل بعدي شامل مرحله نزول و ادغام،مرحله كومولونيمبوس رشد يافته و در پايانمرحله همرفتي پيچيده است.در مواردي كه شناوري در مرحله يخي شدن نتواند آب را حملكند پراكندگي رخ مي دهد.

 

رزنفلد و وودلي در سال 1993 تعديلهايي براي مدل مفهومي كه در برگيرنده توجه بيشتربه فرايندهاي خرد فيزيكي بود،پيشنهاد كردند. مدل مفهومي تعديل شده مشتمل بر توليد وحمل جرم بارندگي بيشتر در منطقه بارور شده و بالاي آن است كه مهلت بيشتري برايتوسعه مداوم ابر فراهم مي شود. در مرحله بعد تخليه جرم افزوده يافته باعث افزايشحركت نزولي و بارندگي شده در حاليكه همزمان مهلت رشد اضافي در ناحيه اي كه مقدارياز گرماي نهان رها شده قبلي را حفظ مي كند فراهم مي شود.اين مفهوم تعديل شده فرض ميكند كه وجود قطرات بزرگي تعديل شده فرض مي كند كه وجود قطرات بزرگي تبديل سريع آبابرسرد به يخ را در ابر سهولت مي بخشد

 

با وجوديكه اين مدل مفهومي پذيرفتني است و زنجيره منطقي وقايع در افزايش بارندگي راارائه مي كند،به علت اينكه بسياري از مراحل در زنجيره براي اندازه گيري خيلي مشكلاست،اين مدل مفهومي بسيار پيچيده مي باشد.اگر يك ارتباط در فرايند نادرستباشد،رديابي اثرات بارورسازي بسيارمشكل خواهد بود.بويژه در ابرهاهمرفتي كه بطورطبيعي تغيير پذيري زيادي رانشان مي دهند.آزمايشهاي متمركز براي جمع آوري اطلاعاتهمانند مطالعات مدلسازي براي اثبات و حمايت اين فرضيه مورد نياز است

 

با وجود اينكه افزايش بارندگي از ابرهاي منفرد در يك مقياس محدود مستند شده اند وليشواهدي دال بر تاثير بر روي بارندگي منطقه مستند نشده است بنابراين اين روش برايافزايش بارندگي به منظور تامين منابع آب هنوز بصورت يك فن آوري اثبات نشده باقيمانده است.

 

بارورسازي ابر گرم اصطلاح ( بارورسازي جاذب الرطوبه) بسته به طراحي آزمايش ،نوعماده بارورسازي مورد استفاده و نوع ابري كه مورد آزمايش بوده است،معاني كمي مختلفاز ابتدا بخود گرفت.در تمام موارد ،هدف نهايي افزايش بارندگي توسط عواملي مي باشدكه فرآيند هماميزي را افزايش دهد.وارد كردن مستقيم اندازه مناسبي از CCN كه بتواندبه عنوان نطفه هاي مصنوعي قطره باران مصنوعي عمل كند با استفاده از اسپد هاي آب،محلولهاي نمكي رقيق ،يا نمكهاي پودر شده رايج ترين تكنيكهاي بارورسازي جاذبالرطوبه بودند كه در گذشته استفاده شدند.هدف اوليه وارد كردن نطفه هاي مصنوعي قطرهباران (ذرات نمك با قطر بزرگتر از ?m 10 ) كوتاه كردن زمان عمل تعداد CCN در تعيينجمعيت اوليه قطركهاي ابر و بنابراين تسريع آغاز فرايند هماميزي است .اين مفهوممقبلا در برنامه هاي ايالات متحده و ساير كشورها استفاده گرديده است و هنوز دركشورهاي جنوب شرقي آسيا و هند مورد استفاده قرار مي گيرد با وجود اينكه اين فن آوريبه طور گسترده در كشورهاي بسياري در جنوب شرقي آسيا استفاده شده است ،آزمايشهايآماري گذشته با وجود اينكه بعضي از آنها حاكي از اثرات مثبت بوده اند عموما بدوننتيجه بوده اند.نتايج مشاهدات و مدلسازي در مورد اين كه تحت شرايط معين طيف اندازهقطره (نطفه هاي مصنوعي) باروري بهينه،بارندگي در بعضي از ابرها مي تواند افزايشيابد،حمايت هاي را جلب كرده ند.

 

نقاط ضعف اين رهيافت اين است كه مقدار زيادي نمك مورد نياز بوده و پخش نمك در نواحيدر جريان ورودي به ابر مشكل مي باشد.علاوه بر آن ،آهنگ رشد ذرات به قطرات بارانبايستي به خوبي با نيم رخ جريان بالا و هماهنگ باشد و گرنه رشد آنها كارا نخواهدبود اندازه قطره باروري بهينه تابع سرعت صعود و ضخامت ابر است و بستگي به روش تزريقمواد براي مثال از كف ابر يا نزديك به قله ابر دارد.فيرلي و چن در سال 1975 در يكمدلسازي دريافتند كه بارورسازي با نمك فقط مقدار كمي قطرات بزرگ بدون اينكه اثرقابل ملاحظه اي بر روي فرآيند بارندگي داشته باشند ايجاد مي كند.مگر اينكه خرد شدنقطره جهت افزايش واكنش زنجيره كه اثرات بارورسازي را افزايش دهد عمل كند.در حاليكهبرخي از اثرات بارورسازي نسبت داده شده اند بارورسازي با مواد جاذب الرطوبه معمولانسبت به بارورسازي با هسته هاي يخ جذابيت كمتري دارد .يانگ در 1996 نشان داد كهبيشتر مواد بارورسازي ممكن است هدر روند زيرا فقط بخش كوچكي از توده به اندازه قطرهبارور بهينه نزديك است .در حاليكه در اكثر آزمايشهاي بارورسازي با مواد جاذبهالرطوبه با استفاده از اين روش ابرهاي بارور شده از طيف وسيعي از قطره هاي قطره بذرپاشي استفاده مي شود .اين امر مي تواند توضيح دهد كه چرا بارورسازي با مواد جاذبهالرطوبه با ذرات بزرگ نتايج بسيار متفاوتي را ايجاد كرده است .

 

 

 

 

aa

سابقه اجراي طرح باروريابرها در ايران

در سال پنجاه و سه براي نخستين بار طرح باروري ابرها توسط وزارت نيرو بهمدت چهار سال

به منظور افزايش ذخيره آبي سدهاي لتيان و كرج،با بهره گيري از امكاناتاجرايي يك شركت كانادايي

و با استفاده از سي دستگاه ژنراتور زميني تصعيد يدور نقره و يك فروندهواپيما به اجرا درآمد ميزان

.متوسط افزايش بارندگي در ايران طرح سيزده درصد گزارش شدهاست

در سال شصد و هفت، تجهيزات بجا مانده از طرح جاجرود و كرج به يزد منتقلگرديده و سپس در سالهاي

75،74،73،70،69

.عمليات باروري ابرها با استفاده از ژنراتور زميني در ارتفاعات شيركوهيزد اجرا گرديده است

bb

 

سابقه تاسيس مركز مليتحقيقات و مطالعات باروري ابرها

با توجه به تاكيد رياست محترم جمهوري وقت در سمينار اقتصاد آب در آذرماه 1375

مبني بر ايجاد مركز باروري ابرها، با ابلاغ وزير وقت نيرو در بهمن ماه 1375 مركز ملي تحقيقات و

.مطالعات باروري ابرها در يزد تاسيس و رسما آغاز بهكاركرد

cc

اهدافمركز

بهره گيري از دانش و تجربيات كشورهاي پيشگام در زمينه ايجاد بارانمصنوعي-

تبادل اطلاعات و تجربيات با مراجع بين المللي و سازمانهاي دست اندر كارعلوم جوي ومجريان-

.باروري ابر در كشورهاي مختلف

ايجادبانك اطلاعاتي غني در ارتباط با وظايف تحقيقاتيمركز-

اجراي عمليات باروري ابرها در سطح كشور با همكاري كشورهاي پيشگام برايانتقال تدريجي-

تكنولوژي به منظور كسب استقلال فني و اجراي عمليات با استفاده از كليهامكانات فني و انساني

.داخل كشور

.انجام امور مطالعاتي اجرايي ديگر كه بتواند به تحقق اهداف و برنامه هايمركز كمك نمايد-

قابليتهاي فن آوريباروري ابرها

استحصال منابع جديد آب-

تعديل آب و هوا-

ايجاد برف در ارتفاعات-

انتقال زماني و مكاني بارش-

جلوگيري از بروز سيل-

تبديل تگرگ به باران-

رفع مه در فرودگاهها و اتوبانها-

 

 

 

اقدامات انجام شدهاز بدو تاسيس

ايجاد ارتباط با كشورهاي پيشگام درزمينه باروري ابرها، بررسي گزارشات و-

.مقالات دريافتي و جمع بندي آنان

.جمع بندي كليه اقدامات انجام شده در زمينه باروري ابرها دركشورها-

عقد قرارداد با رصدخانه مركزي روسيه به منظور اجراي عمليات آزمايشي باران -

.مصنوعي در مناطق مركزي ايران

.تحليل بارندگي و مطالعات اقليمي و هواشناسي استان يزد و مناطق مركزيايران-

.تهيه اطلس ابرناكي استانهاي يزد،گيلان،مازندران و نيز اطلس كلي ابرناكيكشور-

تهيه شرح خدمات پيرامون امكان سنجي و مكانيابي اجراي طرح ايجاد بارانمصنوعي در-

.پهنه كشور

مطالعات مربوط به مكانيابي محل استقرار ژنراتورهاي زميني تصعيد يدور نقرهجهت -

.باروري ابرها در استان يزد

تهيه فيلم از نحوه اجراي عمليات باروري ابرها،دوبلاژ فيلم باروري تهيهشده در كشور -

.سوريه،تهيه گزارشات متعدد، عكس،اسلايد و نيز ترجمهمقالات

جذب كارشناس و نيروي امساني از طريق آزمون ، مصاحبه و برگزاري دوره هايتخصصي-

.زير نظر استادان ايراني و روسي

آماده نمودن سايت راداري جهت نصب رادارهاي هواشناسي و مطالعه و مكانيابيمناطق -

.مناسب جهت ايجاد شبكه رادارهاي هواشناسي در مناطق مركزيكشور

.راه اندازي سايت راداري شيركوه با برد موثر به شعاع 200 كيلومتر-

برگزاري گردهمايي علمي مربوط به باروري ابرها، با حضور كارشناسان ايرانيو خارجي-

.و ارائه مقالات مختلف در اين زمينه

اجراي عمليات باروري ابر به منظور افزايش بارش همراه با مطالعه ابرها وتحقيقات جوي در-

استان يزد و ايران مركزي با استفاده از هواپيماي ويژه ، مجهز به سيستمشليك يدور-

نقره ، سيستم تزريق نيتروژن مايع به درون ابر، دستگاههاي اندازه گيريپارامترهاي جوي

.و يك دستگاه رادار هواشناسي

انجام عمليات تابستانه باران مصنوعي و مطالعه ابرها و سيستم هاي حاكم برمنطقه شمال-

.كشور با استفاده از هواپيماي مخصوص باروري ابر

.تهيه گزارش فني از عمليات باروري ابرها در مناطق مركزي و مناطق شماليكشور-

روشهاي بكار رفته جهت باروري ابرها درايران

در ايران از دو روش براي بارور كردن ابرها استفاده مي شود، يكي روشباروري قله ابر و ديگري

باروري درون ابر مي باشد باروري قله ابر از گلوله هاي پيرو تكنيك پرتابييدور نقره

استفاده شده كه اين روش بر روشهاي ديگر ترجيح دارد زيرا هنگام اجرايعمليات امكان ديدن

ابر و محل مناسب از ابر وجود داشته و نيز عامل باروري سريعتر و با دقتبيشتر به درون ابر

تزريق مي شود جهت باروري درون ابر در ايران هم از روش پيرو تكنيكپرتابي و هم تزريق افقي

.نيتروژن مايع استفاده مي شود

اين دو روش داراي عملكردهاي متفاوتي هستندگلوله هاي پيروتكنيك پرتابيهسته هاي يخي

مصنوعي را وارد منطقه فوق سرد ابري مي كنند و نيتروژن مايع را با ايجادسرمايش شديد در ابر

.توليد هسته هاي يخي از بخار آب وآب فوق سرد ابر راميكنند

سازمانهاي حمايت كننده و همكار

مركز ملي تحقيقات و مطالعات باروري ابرها زير مجموعه اي از سازمان مديريتمنابع آب ايران

وابسته به وزارت نيرو ميباشد سازمانها و ارگانهاي مختلفي اين مركز را درانجام هر چه بهتر

.عملياتهاي باروري ابرها در ايران ياري نموده اند

:اسامي اين سازمانها عبارتند از

رياست جمهوري، وزارت نيرو،سازمان مديريت منابع آب ايران،استاندارييزد،شركت

آب منطقه هاي يزد،مركز تحقيقات منابع آب ايران ،دفتر بررسيهاي علميصنعتي

رياست جمهوري،شوراي عالي امنيت ملي،سفارت ايران در روسيه،سازمانهواپيمايي

مشور،ستاد كل نيروهاي مسلح،وزارت امور اقتصاد و دارايي،گمرك،شركتهواپيمايي

صافات،مخابرات استان يزد،برقمنطقه اي استان يزد،دانشگاه يزد،بنيادمستضعفان

و جانبازان انقلاب اسلامي، اداره هواشناسي يزد