الطاقة
بعد أكثر من 75 عامًا، لا يزال تعديل السحب مثيرًا للجدل – هل يمكنه مساعدة أكثر المدن تلوثًا في العالم؟
تعديل السحب هو موضوع مثير للجدل. بينما يذكر المؤيدون له دراسات تُظهر 10-15% زيادة في هطول الأمطار بفضله، فإن المعارضين يذكرون المخاطر المصاحبة له، مثل الضرر لسلامتنا والبيئة. الوصول إلى جوهر النقاش يتطلب دراسة الظاهرة بالتفصيل. فقط عندها سنتمكن من اتخاذ حكم مستنير.
ما هو تعديل السحب؟
معهد البحوث الصحراوية، وهو رائد معروف في البحوث البيئية الأساسية والتطبيقية على مستوى العالم، يعرف تعديل السحب بأنه:
“تقنية تعديل الطقس التي تحسن قدرة السحابة على إنتاج المطر أو الثلج عن طريق إدخال نوى جليدية صغيرة إلى أنواع معينة من السحب تحت الصفر.”
تتكون السحب من قطرات ماء صغيرة أو بلورات جليدية. تتشكل هذه القطرات أو البلورات عندما يتبرد بخار الماء في الغلاف الجوي ويتكثف. الجسيمات من الغبار أو الملح التي تطفو عشوائيًا في الغلاف الجوي، والتي حولها تتشكل هذه البلورات، هي النوى الجليدية.
هذه هي النوى الجليدية التي تُدخل إلى السماء أثناء تعديل السحب. تساعد على تكوين حبات الثلج من خلال توفير قاعدة. في النهاية، تسقط هذه الحبات من السحب إلى سطح الأرض.
تقنيات تعديل السحب
يتم تعديل السحب عبر تقنيتين رئيسيتين. الأولى هي التقنية المائية للغيوم الدافئة، والثانية هي التقنية الجليدية للغيوم المتجمدة. يمكن أن تتبع زراعة الغيوم الدافئة مسارين:
(i) تقنية قطرة الماء (ii) تقنية الملح العادي.
يمكن تحقيق زراعة الغيوم الباردة عن طريق تقنية الجليد الجاف وتقنية يوديد الفضة.
تعديل السحب الدافئ: تقنية قطرة الماء
تعمل هذه التقنية على مبدأ الاندماج. تهدف إلى إدخال قطرات ماء كبيرة أو جسيمات مائية إلى الغيوم الدافئة. عادةً ما يتم ذلك عن طريق نشر قطرات ماء، كل واحدة بحجم حوالي 25 مم، من طائرة. معدل التطبيق لهذه العملية هو تقريبًا 30 جالونًا لكل عملية زرع، مستهدفًا تكوين الغيوم الدافئة.
تعديل السحب الدافئ: تقنية الملح العادي
يُستخدم الملح العادي كمادة زرع شائعة في هذه العملية على شكل محلول 10٪ أو صلب. للتطبيقات العملية، يُستعمل الملح كجزء من مزيج الملح والصابون. لتسهيل انتشار هذا المزيج، تُستخدم أدوات مثل الرشاشات القوية، الضواغط الهوائية، أو مولدات أرضية.
تقنية أخرى لتنفيذ هذه العملية هي تقنية انفجار البالون، حيث يُرتب البارود وكلوريد الصوديوم للانفجار بالقرب من قاعدة السحابة لتوزيع جزيئات الملح.
تعديل السحب البارد: تقنية الجليد الجاف
الجليد الجاف ليس سوى ثاني أكسيد الكربون في الشكل الصلب. يحافظ على درجة حرارة -80 درجة مئوية ويتبخر عند هذه الدرجة لكنه لا يذوب. وبما أنه ثقيل، فإنه يسقط بسرعة من أعلى السحابة.
تُجرى عملية تعديل السحب الباردة عبر طائرات تحلق فوق أعلى السحابة لإطلاق حبيبات الجليد الجاف بحجم يتراوح بين 0.5-1.0 سم في تدفق مستمر. عندما تسقط هذه الحبيبات عبر السحابة، تشكل طبقة من بلورات الجليد. نتيجةً لهذا التكوين، تتساقط قطرات المطر من هذه البلورات.
تعديل السحب البارد: تقنية يوديد الفضة
تستفيد هذه التقنية من بلورات دقيقة من يوديد الفضة تُنتج على شكل دخان. تحتفظ هذه البلورات بدرجة حرارة -5 درجات مئوية، وتعمل كنوى لتكوين الجليد.
تنطلق هذه الجزيئات الدقيقة من مولدات أرضية وتنتشر مع التيارات الهوائية. ومع ذلك، يرى مؤيدو هذه التقنية أن الإجراء المناسب لزرع الغيوم الباردة هو إطلاق دخان يوديد الفضة في الغيوم المتجمدة من طائرة. هذه التقنية أكثر كفاءة من تقنية الجليد الجاف لأن الحاجة إلى يوديد الفضة أقل بكثير.
ظهرت هذه التقنيات لتعديل السحب على مر السنين. ومع ذلك، يعود أول تجربة لتعديل السحب إلى أكثر من 75 عامًا.
نظرة تاريخية مختصرة على تعديل السحب
أجرى الكيميائي وعالم الأرصاد الجوية الأمريكي فنسنت ج. شيفر أول تجربة لتعديل السحب في عام 1946. في هذه التجربة الرائدة، أسقط شيفر ستة أرطال من الجليد الجاف المطحون داخل سحابة في جبال أدرن داك بولاية نيويورك.
بعد عام واحد مباشرة، في عام 1947، ظهر مشروع سيروس ك تعاون بين شركة جي إي والجيش الأمريكي، وهو أول محاولة علمية لتعديل إعصار. أسقط المشروع ما يقرب من 200 رطل من الجليد الجاف داخل إعصار ضرب ومر عبر ساحل فلوريدا.
جاء التالي في أوائل الستينيات، باسم مشروع سكاي ووتر، وهو سلسلة من تجارب تعديل السحب ممولة من مكتب الاستصلاح. كان الهدف زيادة موارد المياه في الجزء الغربي من الولايات المتحدة.
في أستراليا، نفذت المنظمة العامة للبحوث العلمية والصناعية (CSIRO) تجارب كبرى لتعديل السحب بين عامي 1947 وأوائل الستينيات. في هذه التجارب، أسقط العلماء الجليد الجاف على قمم سحب الركام، واستخدموا مولدات يوديد الفضة الأرضية والجوية، وغيرها.
نفذت القوات العسكرية الأمريكية تجارب تعديل السحب الإضافية في أواخر الستينيات وأوائل السبعينيات. كان الهدف استخدام تعديل الطقس كسلاح حرب. وفقًا للتقارير، خططت العملية باسم عملية بوباي لتوليد كمية كافية من الأمطار لتعطيل خطوط إمداد العدو في فيتنام. توقفت هذه المناورات العسكرية في عام 1977 عندما حظر معاهدة دولية استخدام تعديل الطقس لأغراض عسكرية.
ومع ذلك، لم يتوقف البحث حوله. تم تبنيه وتجربته بأشكال عديدة في جميع القارات تقريبًا.
في أواخر نوفمبر 2023، قررت حكومة دلهي، الهند، المضي قدمًا في هطول أمطار صناعية ناتجة عن تعديل السحب لمكافحة تلوث الهواء في العاصمة. كانت الخطة رش مزيج من يوديد البوتاسيوم، يوديد الفضة، والجليد الجاف على السحب عبر الطائرات.
وافقت الإدارة العامة للطيران المدني على الطائرات والشموع لهذا الغرض المحدد. بعد هذه الموافقة، تم اختيار طائرة سيسنا ذات ستة مقاعد للطيران فوق سماء دلهي، لتكون مسؤولة عن إدخال المواد الكيميائية المذكورة إلى السحب.
ومع ذلك، وفقًا لجاي دار غوبتا، ناشط في مجال الهواء النظيف وخريج كلية وارتون ويحمل أيضًا درجة في العلوم البيئية من جامعة بنسلفانيا:
“تعديل السحب هو تكتيك مرآة دخانية ولا معنى له. بعد هطول الأمطار، بسبب زيادة الرطوبة في الهواء، سيزداد التلوث لأن كل شيء [الوقود، الكتلة الحيوية، إلخ] سيطلق المزيد من الملوثات.”
ومع هذا التشكيك حول تعديل السحب يأتي الحاجة إلى وزن فوائده ومساوئه.
فوائد تعديل السحب
الهدف الأساسي الذي يخدمه تعديل السحب عالميًا هو تعزيز تساقط الثلوج الشتوية وزيادة تغطية الثلوج الجبلية، وبالتالي تعزيز إمدادات المياه الطبيعية المتاحة للمجتمعات في المناطق المحيطة.
لتقييم فعالية هذا النهج، أجرى العلماء عدة دراسات حول تأثير تعديل السحب. بينما تنتج المشاريع المختلفة نتائج متفاوتة، هناك العديد من الحالات التي حققت نجاحًا ملحوظًا. على سبيل المثال، أظهرت مشاريع تعديل السحب طويلة الأمد على جبال نيفادا وأجزاء أخرى من العالم زيادة في إجمالي تغطية الثلوج في المناطق المستهدفة بنسبة 10٪ أو أكثر سنويًا.
صمم معهد البحوث الصحراوية مشروع تعديل سحب لمدة خمس سنوات في جبال الثلوج في نيو ساوث ويلز، أستراليا. وكانت النتيجة زيادة بنسبة 14٪ في تساقط الثلوج عبر منطقة المشروع.
أجرت تجربة أخرى لتعديل السحب في وايومنغ استمرت لمدة عشر سنوات. جرت في نطاق سلاسل سنوي رينج وسيرا مادري رينج.
وفقًا للبيانات المقدمة من مكتب تطوير مياه وايومنغ، أظهر التجربة زيادة في تغطية الثلوج من العواصف الشتوية بنسبة تتراوح بين خمسة إلى 15 بالمئة. تجربة أخرى لتعديل السحب باستخدام مولدات محكومة على ارتفاع عالٍ أظهرت زيادة في تساقط الثلوج تصل إلى 15 بالمئة في نطاق بريدجر في غرب مونتانا.
على الرغم من هذه النجاحات، يظل تعديل السحب يواجه حصة عادلة من الجدل.
لماذا يُعد تعديل السحب مثيرًا للجدل؟
خطر التلوث
يأتي تعديل السحب مع خطر التلوث الذي قد ينشأ من التعامل غير السليم مع يوديد الفضة وغيرها من المواد الكيميائية. لديها القدرة على إطلاق سلسلة من التلوث البيئي، مع عواقب ضارة تؤثر على نظامنا البيئي وصحتنا. يتطلب التخفيف من هذه المخاطر جهودًا استراتيجية وبنيوية، غالبًا ما تكون غير قابلة للتحمل ماليًا.
إعادة توزيع المخاطر وليس الإزالة
غالبًا ما يتعلق تعديل السحب بنقل الأمطار من موقع إلى آخر. إنه يكثف الماء الموجود بالفعل في تكوينات السحب. لذلك قد يعني حرمان منطقة من الأمطار أو جفافها بينما يولد أمطارًا خارجية في منطقة أخرى. قد يصبح أيضًا سلاحًا سياسيًا لحرمان مناطق معينة من الماء أو للمطالبة بمزيد من الماء مما تحتاجه منطقة معينة.
المخاطر البيئية والبيولوجية
قد يكون التراكم الحيوي الناجم عن يوديد الفضة ضارًا محتملًا للحياة المائية. قد يؤدي أيضًا إلى فيضانات حضرية.
قصور السياسات
تعتقد المجتمع العلمي أن صُنع السياسات غير الكافية قد يجعل تعديل السحب ضارًا. ينطبق هذا القلق بشكل خاص عندما يُخطط لتعديل السحب لعدة مناطق متجاورة؛ في مثل هذه الحالات، يجب تنفيذه وفق جدول زمني مدروس جيدًا. لتخفيف المخاطر، يجب فرض حدود على توقيت التنفيذ، لضمان عدم حدوث فيضانات.
نقص الأدلة القابلة للإثبات
على الرغم من استخدامه لأكثر من 75 عامًا الآن، يفتقر تعديل السحب إلى أدلة تجريبية كافية، خاصةً مقارنة بحجم ونطاق الدراسات التي أجريت على تقنيات الهندسة الجيوبيئية الأخرى المتعلقة بالطاقة الشمسية أو إزالة الكربون.
بشكل عام، هناك حاجة لدراسته بشكل شامل. يجب أن تتجاوز الدراسات تقييم فعاليته من خلال النظر ليس فقط إلى تأثيره الفوري ولكن أيضًا إلى ما قد يعنيه تعديل السحب للمناطق المجاورة، وبيئتها، وتنوعها الحيوي، وأكثر.
بغض النظر عن الجدل والتشكيك المحيط به، أحد الأهداف الأساسية لتعديل السحب هو إحداث أمطار لمعالجة تلوث الأرض، الضباب الدخاني، وأكثر. هناك مؤسسات تجارية تولت مهمة معالجة الأرض من هذه المشكلات.
انقر للحصول على قائمة بأفضل خمس أسهم لالتقاط الكربون للاستثمار فيها.
الشركات التي لديها حلول مختبرة لمكافحة التلوث
#1. Tetra Tech
تقدم Tetra Tech حلولًا لتحديات بيئية معقدة، بما في ذلك حلول تحسين جودة الهواء، ومعالجة تحديات التلوث الضوضائي، وتحسين جودة المياه، وإدارة النفايات الصلبة، وأكثر. إذا نظرنا إلى حلول جودة الهواء على وجه الخصوص، فإنها تشمل قواعد بيانات محوسبة وبرمجيات تقارير لمساعدة العملاء على الوفاء بالتزاماتهم التنظيمية بكفاءة وفعالية. تشمل الخدمات إنشاء جرد الانبعاثات، نمذجة الانتشار، تحليل إطار تقنيات التحكم، مراقبة وإبلاغ الانبعاثات والبيئة المحيطة، وأكثر.
(TTEK )
في السنة المالية التي انتهت في 2 أكتوبر 2022، حققت Tetra Tech إيرادات سنوية تزيد عن 3.5 مليار دولار أمريكي، وهو زيادة عن إيرادات السنة المالية 2021 التي تجاوزت 3.2 مليار دولار. في السنة المالية 2022، سجلت Tetra Tech صافي دخل يزيد عن 263 مليون دولار أمريكي، بزيادة مقارنة بأكثر من 232 مليون دولار أمريكي في السنة المالية 2021. سجلت أسهم Tetra Tech ربحية مخففة للسهم الواحد قدرها 4.86 دولار أمريكي في 2022، مقارنة بـ 4.26 دولار أمريكي في 2021.
#2. Arcadis
Arcadis هي لاعب عالمي آخر يساعد المؤسسات على إدارة انبعاثات الهواء بشكل أفضل في ظل تغير المناخ، مع ارتفاع تلوث الهواء على جدول الأعمال العام. تدعم العملاء لتشغيل وفق مبادئ الأعمال المستدامة عبر عملياتهم وتقدم خدمات شاملة للصحة الصناعية والنظافة والسلامة لتلبية متطلبات OSHA في المنشآت الصناعية.
وفقًا لتقرير Arcadis السنوي المتكامل 2022، حققت الشركة إيرادات تزيد عن 3 مليارات يورو في 2022، مع هامش EBITDA تشغيلي (كنسبة مئوية من الإيرادات) قدره 9.8٪ وعائد 54٪ على صافي رأس المال العامل. حققت الشركة إيرادات تزيد عن 2.5 مليار يورو في 2021، مع هامش EBITDA تشغيلي قدره 9.6٪.
خارطة الطريق المستقبلية لتعديل السحب
بينما تستمر هذه الشركات الكبيرة في العمل على طرق لإبعاد التلوث والمخاطر البيئية، لا يزال تعديل السحب يحتفظ بفرصة الظهور كحل لمساعدة أكثر المدن تلوثًا في العالم. تُجرى عمليات تعديل السحب في ما لا يقل عن ثماني ولايات عبر الجزء الغربي من الولايات المتحدة. هذه عمليات ذات نطاق صغير نسبيًا من حيث الاستثمارات المتضمنة. على سبيل المثال، برامج تعديل السحب في حوض نهر كولورادو العلوي تكلف حوالي $1.5 million كل عام.
تقارير رسمية تقر بأن “قليل جدًا ما تم توثيقه لتحديد تأثير الزيادات الصغيرة في هطول الأمطار المزروعة وزيادات الجريان الموسمي. نظرًا لصعوبة قياس تأثيرات الزراعة، لا يمكن اعتبار هذه الدراسات الثانوية إلا تكهنية.”
لذلك، من الضروري إجراء المزيد من الدراسات قبل أن نتعرف على الفعالية الحقيقية لتعديل السحب كحل للتخلص من التلوث.
