أتلانتا، الولايات المتحدة (CNN) -- مع مناخ صحراوي قاسي ومتوسط هطول الأمطار يبلغ أربع بوصات (10 سم) فقط في السنة، تحتاج الإمارات العربية المتحدة إلى المزيد من المياه العذبة. بحثًا عن حل، قامت بتمويل مشاريع علمية من جميع أنحاء العالم لمحاولة جعلها تمطر.
يتضمن أحد هذه المشاريع استخدام المقاليع لإطلاق طائرات صغيرة بدون طيار لتلقيح السحب بشحنة كهربائية.
واقترح فريق من العلماء من جامعة ريدينغ في المملكة المتحدة الفكرة في البداية في 2017. الآن، ستبدأ الطائرات بدون طيار المصممة خصيصًا في الاختبارات قريبًا من دبي.
الفكرة هي أن شحن القطرات في السحب سيجعلها أكثر عرضة للسقوط كمطر.
يقول كيري نيكول، أحد الباحثين الأساسيين في المشروع: "كان هناك الكثير من التكهنات حول ما يمكن أن تفعله الشحنة للقطرات السحابية، ولكن لم يكن هناك سوى القليل من التحقيق العملي والمفصل". الهدف هو تحديد ما إذا كانت التكنولوجيا يمكنها زيادة معدلات هطول الأمطار في المناطق المجهدة بالمياه.
وبدأ فريق نيكول بنمذجة سلوك السحب. ووجدوا أنه عندما يكون للقطرات السحابية شحنة كهربائية موجبة أو سالبة، فمن المرجح أن تندمج القطرات الأصغر وتنمو لتصبح قطرات مطر كبيرة.
وقال نيكول إن حجم قطرات المطر مهم، لأنه في أماكن مثل الإمارات العربية المتحدة التي تتميز بسحب عالية ودرجات حرارة عالية، غالبًا ما تتبخر القطرات مع سقوطها.
وأضاف نيكول: "ما نحاول القيام به هو جعل القطرات الموجودة داخل الغيوم كبيرة بما يكفي بحيث عندما تسقط من السحابة، فإنها تبقى على قيد الحياة حتى السطح".
تم اختيار الاقتراح للحصول على منحة بقيمة 1.5 مليون دولار موزعة على ثلاث سنوات من قبل برنامج الإمارات لبحوث علوم تعزيز المطر، وهي مبادرة يديرها المركز الوطني للأرصاد الجوية.
لاختبار النموذج، قام نيكول وفريقه ببناء أربع طائرات، طول جناحيها مترين. يتم إطلاقها من مقلاع، ولها نظام طيار آلي كامل، ويمكن أن تطير لمدة 40 دقيقة تقريبًا.
تحتوي كل طائرة على مستشعرات لقياس درجة الحرارة والشحنة والرطوبة، بالإضافة إلى بواعث الشحنة - الجزء الذي يقوم بعملية الانطلاق - التي تم تطويرها بالتعاون مع جامعة باث في المملكة المتحدة.
حتى الآن، تم إجراء الاختبارات في المملكة المتحدة وفنلندا، وتم أخذ قياسات أرضية لخصائص السحابة في الإمارات العربية المتحدة. نُشر البحث في مجلة تكنولوجيا الغلاف الجوي والمحيطات.
نظرًا لأن الوباء أدى إلى عدم تمكن فريق نيكول من السفر إلى الإمارات العربية المتحدة، فقد قاموا بتدريب مشغلين من مدرسة طيران في دبي على استخدام طائراتهم. وينتظرون الآن الظروف الجوية المناسبة لإكمال الاختبارات.
استمطار السحب
نظرًا لأن تغير المناخ يغير أنماط الطقس، مما يتسبب في موجات جفاف شديدة في بعض الأماكن وفيضانات في أماكن أخرى، فهناك اهتمام متزايد بكيفية التحكم في الطقس. وفقًا للصندوق العالمي للحياة البرية، قد يواجه ثلثا سكان العالم نقصًا في المياه بحلول 2025.
بينما يقترب مشروع جامعة ريدينغ من نهايته هذا العام، يريد نيكول أن يدمج المشاريع المستقبلية بين السحب المشحونة والبذر السحابي - وهي تقنية قائمة لتعديل الطقس حيث تقوم الطائرات بدون طيار بحقن جزيئات يوديد الفضة أو الملح في السحب لتشجيعها على الإمطار أو إسقاط الثلج.
وقال نيكول إن استخدام جزيئات الملح المشحونة يمكن أن يجعل البذر السحابي أكثر كفاءة.
وقال علياء المزروعي، مديرة برنامج الإمارات لبحوث علوم تحسين المطر، إن المنظمة تقوم بالفعل بتجربة الاستمطار السحابي. وتقول: "لقد استثمر عدد متزايد من الدول في أبحاث وتطبيقات تعديل الطقس، لا سيما تلك الموجودة في المناطق القاحلة مثل الإمارات العربية المتحدة".
وأجرت الإمارات 242 مهمة لاستمطار السحب في 2017، وفقًا للمركز الوطني للأرصاد الجوية. وفي 2018، قال المزروعي لشبكة CNN إن تحسين المطر يمكن أن يقدم حلاً أكثر فعالية من حيث التكلفة وصديقًا للبيئة للأمن المائي من البدائل مثل تحلية المياه، حيث تتم إزالة الملح من مياه البحر.
والإمارات العربية المتحدة لديها واحدة من أكبر عمليات تحلية المياه في العالم، بكميات ضخمة من المياه المالحة المنتجة كمنتج ثانوي. لكن تصريف المحلول الملحي في البحر يمكن أن يضر بالحياة البحرية.
البلدان الأخرى التي استثمرت بكثافة في البذر السحابي تشمل الولايات المتحدة والصين. وكانت الأخيرة قد أعلنت في ديسمبر/كانون الأول الماضي أنها ستوسع برنامج تعديل الطقس ليغطي مساحة تزيد عن 5.5 مليون كيلومتر مربع.
في حين أن استمطار السحب كمفهوم كان موجودًا منذ عقود، كان هناك القليل من الأبحاث التي تُظهر فعاليته. وجدت إحدى الدراسات التي مولتها مؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية في أوائل عام 2020 أن البذر باستخدام يوديد الفضة يمكن أن يزيد من تساقط الثلوج.
ولكن هناك تساؤلات حول ما إذا كان بذر السحب في مكان ما قد يأخذ المطر بعيدًا عن موقع آخر، والآثار البيئية طويلة المدى ليوديد الفضة. وهذه العملية مكلفة للغاية أيضًا.
وقال كيري نيكول: "لا يزال الطريق طويلاً لنرى بشكل قاطع مدى فعالية تعديل الطقس في استمطار السحب في تعزيز هطول الأمطار".
لكننا قد نقترب قريبًا خطوة واحدة من اكتشاف مدى فعالية انزلاق السحاب.