Ovatko tulvat aiheutuneet tahattomasti geotekniikasta?

Dubaissa tapahtuneen jälkeen kaikki puhuvat pilvien siementämisestä ja keinotekoisen sateen aiheuttamisesta, vaikka teknologia on ollut olemassa jo jonkin aikaa. Vaikka käsittelemme lyhyesti Dubaissa tapahtuneita tulvia ja runsasta sadetta, meidän on tarkistettava muistimme pilvien siementämisestä sekä teknologisena saavutuksena että käytäntönä. 

Mitä pilvien siementäminen on?

Desert Research Institute (DRI) määrittelee pilvien siementämisen ”säänmuokkaustekniikaksi, joka parantaa pilven kykyä tuottaa sadetta tai lunta lisäämällä pieniä jääytimiä tiettyihin alijäähtymispilviin.”

Ulkopuolelta lisätyt ytimet toimivat lumenkukkien muodostuksen perustana. Kun pilvien siementämisprosessi on suoritettu, nämä lumihiutaleet kasvavat nopeasti ja putoavat pilvistä takaisin maahan. 

Pilvien siementämistä voidaan toteuttaa kahdella pääasiallisella toimintatavalla. Ensimmäinen käyttää maassa olevia generaattoreita, ja toinen hyödyntää lentokoneita. Dubaissa viimeaikaisissa sateissa sanomalehtien raporttien mukaan pilvien siementämistoimet on saattaneet toteutua pienillä, hitaasti liikkuvilla lentokoneilla. Kuitenkin ilmiö vaatii tarkempaa tarkastelua. 

Klikkaa tästä saadaksesi tietää, miksi pilvien siementäminen on edelleen kiistanalaista yli 75 vuoden jälkeen.

Viimeaikaiset tulvat Dubaissa

Dubaissa pilvien siementämishankkeet hallinnoi Meteorologian kansallinen keskus, hallituksen tehtäväryhmä. Viimeaikaisen runsaan sateen ja tulvien valossa NCM totesi selvästi, että vaikka se oli seurannut saapuvaa voimakasta sadetta, se ei kohdistanut pilviä kyseisenä aikana. He väittivät, että viimeaikainen sade johtui puhtaasti luonnosta. 

Omar AlYazeedi, NCM:n varapuheenjohtaja, oli tarpeeksi selvä sanoessaan, että virasto ‘ei suorittanut mitään siementämistoimia tämän tapahtuman aikana‘. 

Lisätäksemme kontekstia, kommentit tulivat vastauksena sateeseen, jonka Yhdistyneet arabiemiirikunnat kokivat tiistaina 16. huhtikuuta. Sitä pidettiin maan tähän mennessä ‘raskaimpana sadekuurona’. Al Ainin emiraatissa sade oli yli 250 mm (10 tuumaa). Dubai puolestaan koki yli 100 mm:n sademäärän, lähestyen YAE:n vuotuista keskimääräistä sademäärää, joka vaihtelee 140–200 mm:n välillä. 

Vaikka runsas sade järkytti monia, raportit viittasivat siihen, että sateen lisääntyminen Persianlahdella viime vuosina on kiistaton tosiasia. Lehdessä Nature julkaistujen raporttien mukaan sademäärät voivat nousta 30 % tulevina vuosina. 

Vaikka ilmastonmuutos ilmenee yhä eri muodoissa ja tavoilla ympäri maapalloa, ja viimeaikaiset sateet ja tulvat voivat hyvinkin olla sen seurausta, on myös totta, että Dubai ja koko YAE ovat vakiinnuttaneet käytännön kokeilla pilvien siementämistekniikoita tarpeen mukaan. Tämä on sytyttänyt spekulaatiot siitä, että viimeaikaiset tapahtumat olisivat myös pilvien siementämisen seurausta. 

Johtuiko pilvien siementäminen viimeaikaisesta tulvasta?

Vir

anomaiset ovat jo sulkeneet pois mahdollisuuden, että Dubaissa olisi toteutettu pilvien siementämistoimintaa. Siirrymme siis spekulaatioiden alueelle. Kuitenkin nämä spekulaatiot eivät olleet täysin perusteettomia. Ne alkoivat, kun meteorologi‑asiantuntija Ahmed Habib ehdotti, että viimeaikaiset sateet johtuvat osittain pilvien siementämisestä. Hän myös kertoi lehdistölle, että kuusi lentäjää oli ilmeisesti lentänyt pilvien muodostumisen aikana hyödyntääkseen konvektiivisia pilviä. Kuitenkin NCM:n mukaan siementäminen tapahtui sunnuntaina ja maanantaina, ei tiistaina. Myös Habib myöhemmin totesi, että lentäjät olivat lentäneet osana protokollaa eikä siementäneet pilviä. 

Toinen syy spekulaatioiden kiihtymiseen oli YAE:n yli kolmen vuosikymmenen pitkä pilvien siementämishistoria. 

Dubaissa pilvien siementämishanke

Dubaissa pilvien siementämisteknologioiden käyttö alkoi 1990‑luvulla. Silloin menetelmä ei ollut yhtä tunnettu kuin nykyään. Kuitenkin aavikkoalueilla kuten YAE:ssa ja Dubaissa näitä ratkaisuja on jo pidetty kestävinä ja pitkäaikaisina keinoina vastata tulevaisuuden haasteisiin. On selvää, että odotettu tulevaisuus on nyt saapunut. 

Sheikh Mansour Bin Zayed Al Nahyan, YAE:n varapresidentti, myönsi 2000‑luvun alussa jopa 20 miljoonaa Yhdysvaltain dollaria pilvien siementämistutkimukseen. YAE solmi myös yhteistyön Coloradon National Center for Atmospheric Researchin ja NASA:n kanssa. Nämä Yhdysvalloissa toimivat asiantuntijaorganisaatiot auttoivat ohjelman perustamisessa. 

Meteorologian kansallinen keskus, johon tässä yhteydessä on jo useaan otteeseen viitattu, perustettiin tämän ohjelman tuloksena. NCM on auttanut toteuttamaan yli 1 000 tuntia pilvien siementämistä vuosittain, mikä on johtanut merkittävästi lisääntyneeseen sademäärään. 

Siksi ei ole yllättävää, että Dubaissa tapahtunut viimeaikainen runsas sade ja tulvat yhdistettiin välittömästi maan pilvien siementämisohjelmaan. 

Näiden tapahtumien tuloksena oli monipuolinen vaikutus. Yksi projektin tärkeimmistä osa-alueista oli sade- ja tulvasuojan infrastruktuurin rakentaminen. Raporttien mukaan YAE:n infrastruktuuri, sen rakennukset, tiet ja lentokentät olivat puutteellisia. Näyttää siltä, että alueen infrastruktuuri on rakennettu sen historiallisen vähäisen sademäärän mukaisesti. Tästä syntyi suurempi kysymys: kuinka tärkeää on omistaa riittävä vesienhallinnan infrastruktuuri alueilla, jotka käyttävät pilvien siementämistä? 

Vedenhallinnan infrastruktuurin tarpeellisuus alueilla, jotka harjoittavat vesien siementämistä

Suojaavan infrastruktuurin kehittämisen tärkein osa-alue on vahvan viemärijärjestelmän luominen. On elintärkeää päivittää alueen viemärijärjestelmää säännöllisesti, jotta se pysyy mukana kasvavan väestön ja vedenkäytön tahdissa. Toinen erittäin tärkeä tehtävä on hallita ja vähentää alueen hiilidioksidipäästöjä ajan myötä. Hiilipäästöjen tavoitteen saavuttaminen johtaa kestävän kiertotalouden rakentamiseen, mikä puolestaan mahdollistaa tehokkaan resurssien hallinnan ja vihreän infrastruktuurin rakentamisen. 

Dubai koki voimakasta sadetta, joka aiheutti tulvat. Muuten YAE päivittää säännöllisesti viemäriverkkojaan. Kesäkuussa 2023 Dubai hyväksyi 21,8 miljardia dollaria maksavan jätevesijärjestelmäsuunnitelman, jonka tukena oli Sheikh Hamdan bin Mohammed bin Rashid Al Maktoum, Dubaissa kruununprinssi ja toimeenpanoneuvoston puheenjohtaja. Jätevesijärjestelmän odotetaan kestävän 100 vuotta, kun aiemmin sen elinikä oli 25 vuotta. 

Se, että pilvien siementäminen tarjoaa helpotusta alueille, jotka kärsivät vuosittain äärimmäisestä kuumuudesta, tekee siitä tärkeän geoinsinöörityökalun. Kuitenkin tahattomasti se saattaa johtaa tilanteisiin, jotka ovat haitallisia alueen asukkaille ja infrastruktuurille. Siksi on olennaista, että kaikki toteutuksen ennakkotutkimus tarkastelee riittävästi käytännön hyötyjä ja haittoja. 

Klikkaa tästä saadaksesi tietää, miten ilmastomallit osoittavat geoinsinöörityön kasvavaa merkitystä.

Pilvien siementämisen hyödyt ja haitat

Molemmilla puolilla on vahvoja mielipiteitä. Toisaalta pilvien siementämisen kannattajat näkevät sen hyödyllisenä välineenä taistella kuivuus‑ tai metsäpalovaaraa vastaan. Kuitenkin sen tehokkuus riippuu pitkälti siitä, kuinka paljon käyttäjillä on hallintaa näihin välineisiin. Jos hallinta on heikkoa, sama sade tai rankkasade, joka auttaa torjumaan kuivuus‑ tai metsäpaloja, voi aiheuttaa vakavia tulvia. 

On olemassa tutkimuksia, jotka myöntävät, että pilvien siementämishankkeiden ilmastovaikutusten tarkka määrittäminen on vaikeaa. Keskimäärin nämä tutkimukset ennustavat 10–15 %:n lisäystä vuotuiseen sademäärään pilvien siementämisen seurauksena. Mutta kysymys kuuluu, millä hinnalla? Onko keinotekoinen pilvien kyllästäminen pitkällä aikavälillä hyvä asia, erityisesti kun pyritään ylläpitämään luonnollisen järjestyksen tasapainoa? 

Yksi merkittävimmistä keskusteluista tässä yhteydessä koskee materiaalin valintaa. Yleisin nukleointiin käytetty aine on hopeaiodidi, jolla on tehokkaat jääytimen ominaisuudet. Kuitenkin monet asiantuntijat epäilevät tätä yhdistettä ja uskovat sen voivan aiheuttaa myrkyllisiä vaikutuksia maalla ja vedessä elävään elämään. Pilvien siementämisen kannattajat etsivät edelleen vähemmän haitallisia vaihtoehtoja, kuten negatiivisesti varautuneita ioneja, esimerkiksi kalsiumkloridia. Mutta varmaa, täysin varmaa ratkaisua ei vielä ole. 

Hopeaiodidi ei ole ainoastaan itsessään haitallinen, vaan se luo suotuisan ympäristön muille saasteille lisäämällä hiukkaspitoisuutta. 

Toinen mahdollinen riski liittyy maiden käyttötarkoituksiin. Pilvien siementämistä voitaisiin käyttää sodankäynnin välineenä, jossa yksi valtio aiheuttaisi liiallista sadetta toisessa maassa destabiloidakseen maataloustaloutta, häiritäkseen ravintoketjua ja julkista elämää. 

On raportoitu, että yksityiset yritykset käyttävät sitä omiin tarkoituksiinsa. Esimerkiksi vakuutusyhtiöt rahoittavat näitä ohjelmia vähentääkseen mahdollisia vahinkoja, joita viljelijöille, jotka ovat ostaneet säänneltyä viljelyvakuutusta ja odottavat nyt kuivuuskausia, voi aiheutua. Nämä hankkeet voivat myös auttaa hiihtokeskuksia lisäämään lumisadetta tai tehostaa vesivoimayhtiöiden keväistä virtausta. 

Kysymys kuitenkin pysyy: onko tällainen luonnon manipulointi perusteltua? Vaikka se parantaisi tilannetta välittömillä hyödyillä, emmekö samalla pahenna sitä tuleville sukupolville? 

Nämä keskustelut jatkuvat maailmanlaajuisesti, ja kaiken keskellä on joitakin yrityksiä, jotka keskittyvät pilvien siementämisen harkittuun ja hyödylliseen käyttöön. Tarkastelemme muutamaa tällaista aloitetta/projektia päätösosassa. 

#1. Weather Modification, Inc.

Fargo, North Dakota, Yhdysvalloissa sijaitseva ilmakehätieteiden yritys Weather Modification Incorporated on toiminut vuodesta 1961. Se auttaa lisäämään sademäärää, lieventämään raekuurojen aiheuttamaa vahinkoa ja hajottamaan sumua. Se hallitsee molempia pilvien siementämisen tyyppejä, sekä ilmailuun että maapohjaiseen siementämiseen. Sen lentokoneasennukset on hyväksynyt Federal Aviation Administration (FAA). 

Yrityksen pyrkimykset lieventää raekuurojen vahinkoja auttavat suojaamaan satoja, koteja ja muita taloudellisia resursseja. Sen sumun hajottamistoimet auttavat pitämään julkisen elämän aktiivisena ja toimivana, minimoiden taloudelliset menetykset maan taloudelle. 

Yksi koskettavimmista menestystarinoista yrityksen pilvien siementämisohjelmassa on, kun se auttoi Maharashtraa, yhtä Intian 30 osavaltiosta suurimmista ja vauraimmista, jossa asuu 110 miljoonaa asukasta Mumbaissa ja muissa suurissa kaupungeissa. 

Kun valtion suurin osa maatiloista riippui sateesta kasteluun, maataloustuotanto laski lähes kolmanneksella vuosien 2013–2015 välillä vakavan sateen puutteen vuoksi. Weather Modification, Inc. auttoi valtiota toteuttamaan 4,5 miljoonan dollarin pilvien siementämisohjelman kolmen kuukauden ajan, 100 neliömailin alueella valtion keskiosassa, mikä on suurin tällainen kampanja, joka on koskaan yritetty Intiassa. 

Kun tarkasteltiin ohjelman vaikutuksia, WMI:n toimitusjohtaja Patrick Sweeney sanoi:

“Maharashtran ihmiset toivovat, että se on kaikki‑ongelma kuivuuteen. He tulevat ulos ja tanssivat kaduilla, kun sataa; he halauttavat lentäjämme ja sanovat, ‘Tee se uudelleen.’”

#2. RHS Consulting, LTD.

Yksityisomistuksena oleva pilvien siementämis‑ ja säänmuokkausyritys, joka sijaitsee Nevadan osavaltiossa, Yhdysvalloissa, RHS Consulting on erikoistunut talvipilvien siementämiseen sekä säänmuokkausoperaatioihin ja -tutkimukseen. Sen tavoitteena on hyödyntää pilvien siementämistä, kun luonnolliset pilvisysteemit eivät pysty tehokkaasti tuottamaan sademäärää. 

Eteläisessä Sierra‑alueessa yritys on siementänyt myöhäisen kevään konvektiivisia myrskyjä lämpimillä pilvipohjilla. Tällaiset yritykset, kuten RHI, ovat auttaneet Sierra‑aluetta taistelemaan vakavaa kuivuutta vastaan. Vuonna 2017 sääraportti huomautti parannuksesta ja havaitsi selvästi seuraavaa:: 

“Keskus‑Sierra on myös ennätyksellisen nopea sademäärässä, mutta etelä‑Sierra on tällä hetkellä toisella sijalla, juuri jälkeisenä vuoden 1968–69 kostein vuosi.”

RHI tunnetaan sademäärän parantamisesta oikean menetelmän avulla alueilla, joilla sitä todella tarvitaan. Se on asiantuntija sekä dynaamisessa että hygroskooppisessa pilvien siementämisessä. 

Yhteenvetona pilvien siementäminen voi olla erittäin hyödyllistä, jos se tehdään asianmukaisella varovaisuudella ja tasapainolla. Jos kuitenkin teknologia päätyy vääriin käsiin tai menee ylikierrokselle, seuraukset voivat olla katastrofaalisia. Kuten jokainen tieteellinen löytö, sen menestys riippuu siitä, miten hallitsemme sitä ja ohjaamme sitä huolellisesti läpi vaikeuksien.