دراسة تستخدم النمذجة العددية لمحاكاة الكتل الهوائية الكبيرة لمعرفة مدى تأثير مواد التلقيح الاسترطابية على هطول الأمطار
تشكل ندرة المياه تحديًا رئيسياً للمناطق الجافة وشبه الجافة حول العالم، مما أثار اهتمامًا واسعاً لدى المجتمع العلمي المعني بأبحاث وتقنيات الاستمطار لا سيما في الدول المعرضة لأزمة شح المياه. ويعد تلقيح السحب باستخدام المواد الاسترطابية ذات الأقطار الكبيرة التي تعمل كوسيلة لتكثيف بخار الماء في السحب وزيادة نمو قطيرات الماء فيها إحدى الطرق الأكثر شيوعاً في عمليات الاستمطار.
وعلى الرغم من إجراء العديد من التجارب الميدانية لعمليات تلقيح السحب باستخدام المواد الاسترطابية، إلا أن معرفة مدى تأثير هذه العمليات على معدل هطول الأمطار تظل غير مؤكدة، وذلك لأن التجارب الميدانية توفر فقط معلومات محدودة، وبمجرد انتهاء عملية التلقيح، تتلاشى النقطة المرجعية مما يجعل إعادة استخلاص النتائج بواسطة التجارب الميدانية مهمة صعبة.
ومن ناحية أخرى، توفر دراسات النمذجة ميزة إنشاء نماذج متعددة لكل سيناريو على حدة، مع إمكانية إعادة تكرار التجارب وفق خطة موضوعة بعناية. وتمثل نماذج تحليل السحب هذه مصدرًا مهمًا للمعلومات كونها توفر بيئة شديدة التحكم لإجراء التجارب القابلة للتكرار حول فعالية التلقيح مما يمهد الطريق لاستكمال تجارب الحملة الميدانية.
وفي هذا الإطار، أجرت البروفيسورة هانيلي كورهونين، مديرة برنامج البحوث المناخية في مركز الأرصاد الفنلندي والحاصلة على منحة الدورة الثانية من برنامج الإمارات لبحوث علوم الاستمطار دراسة بحثية تم فيها استخدام نموذج محاكاة الكتل الهوائية الكبيرة باعتباره طريقة فعالة لمعرفة مدى تأثير عمليات التلقيح على الهطول المطري.
وتضمنت الدراسة إجراء عمليات الاستمطار باستخدام نموذج عددي لمحاكاة الكتل الهوائية الكبيرة يسمى نموذج UCLALES-SALSA ووحدة الفيزياء الدقيقة للهباء الجوي وذلك بهدف معرفة مدى تأثير مواد التلقيح على تحسين هطول الأمطار. وركزت الدراسة على السحب الركامية التي تحمل أعداد قليلة من القطرات المائية كبيرة الحجم والتي توفر أبسط بيئة لتحليل ودراسة العمليات الفيزيائية الدقيقة، وتقييم نتائجها من خلال المقارنة مع نتائج التجارب الميدانية التي تمت مؤخراً.
وبفضل التمثيل التفصيلي لتفاعلات الهباء الجوي والسحب، نجح النموذج في إعادة استخلاص النتائج الفيزيائية الدقيقة الحاصلة من عمليات التلقيح، والتي تم تسجيلها ضمن الملاحظات. كما أظهرت نماذج المحاكاة زيادة بمقدار ضعفين إلى ثلاثة أضعاف في تدفقات هطول الأمطار الناتجة عن التلقيح وذلك بناءً على معدلات التلقيح وطريقة توصيل مواد الاستمطار.
ومع ذلك، تشير عمليات المحاكاة إلى الحاجة إلى استخدام معدلات مرتفعة نسبيًا من مواد التلقيح من أجل رفع معدلات هطول الأمطار، وذلك مقارنةً بكمياتها المستخدمة في الحملات الميدانية. وفي التطبيقات العملية، يتم نثر مواد التلقيح عن طريق حرق شعلات تلقيح السحب.
لقراءة المزيد، يرجى دخول الرابط التالي:
https://doi.org/10.5194/acp-2019-1167
