کلاؤڈ بیجنگ: سائنسدان اس برف کو بنانے کے لئے کیوں کوشش کرتے ہیں

پانی ایک قیمتی وسائل ہے جو زمین پر تقریبا زندگی کے تمام پہلوؤں کو متاثر کرتی ہے. یہ بھی محدود ہے، لہذا اس بات کا یقین کرنے کے لئے لوگوں کو مختلف طریقوں کا استعمال کیا جاتا ہے تاکہ سپلائی کا مطالبہ پورا ہوجائے.

ایک ایسی ٹیکنالوجی جو بادل بن رہی ہے - بارش یا برف کے قیام کو فروغ دینے کے لئے ماحول میں ذرات شامل کرتے ہیں. آج مغرب بھر میں بہت سے اداروں - پہاڑوں میں موسم سرما کی برفباری کو فروغ دینے کی کوشش میں ریاست اور مقامی سرکاری اداروں، افادیت، اور سکی علاقوں میں بیج بادلوں سمیت. مزید برفانی کا مطلب یہ ہے کہ موسم بہار اور موسم گرما میں چلنے والے، جس میں مقامی پانی کی فراہمی کا کھانا کھلتا ہے، فصلیں بہاؤ، اور ایندھن کے بندوں کو جو بجلی پیدا کرتی ہے.

بادل کی پودوں کو ہوائی اڈوں پر دھند کو پھیلانے، موسم گرما کے بارش کو فروغ دینے اور جلانے کو کم کرنے کی کوششوں میں بھی استعمال کیا گیا ہے. حقیقت میں، دنیا بھر میں 50 سے زائد ممالک میں بادل کا تخمینہ لگ رہا ہے. اس کے باوجود، اس سرگرمی کے باوجود، ہم ابھی تک نہیں جانتا کہ یہ کام کرتا ہے.

ہم ماحولیات سائنسدان ہیں اور حال ہی میں موسمی طوفان سے پہاڑی کی برف کو بڑھانے کے ذریعہ بادل کی پودوں کا اندازہ کرنے کے لئے ایک فیلڈ مطالعہ کیا. ہمارے نتائج واضح طور پر ظاہر کرتی ہیں کہ، کم از کم بعض شرائط کے مطابق، بادل کے ذرات کی ارتقاء اور ترقی کو تبدیل کرنا ممکن ہے، جسے برفباری کی وجہ سے دوسری صورت میں نہیں ہوا. اگلے سوال یہ ہے کہ مغربی امریکہ میں پانی کے مینیجرز کے لئے بادل کا تخمانا ایک مؤثر ذریعہ بن سکتا ہے.

بادلوں کے اندر کرسٹل تخلیق

بادل پانی کی بوندوں سے بنا رہے ہیں جو برف کے طور پر گرنے کے لئے بہت کم ہیں. یہ بوند اکثر اکثر سرجنگ پوائنٹ سے نیچے درجہ حرارت کو سرپرست کرتے ہیں- جیسا کہ کم از کم 0 ڈگری فرنسنیٹ (کم از کم 18 ڈگری سینٹی میٹر) یا زیادہ ہے. بہت سے حالات میں، آئس کرسٹل (جس میں تیز سر مائع کی موجودگی میں تیزی سے اضافہ ہوسکتا ہے) بادل کیلئے کسی بھی اہم مقدار کی پیداوار کے لئے حاضر ہونا ضروری ہے. بادلوں کے طور پر جو ہوا کی طرح پہاڑ پر اٹھایا جاتا ہے، اگر برف کی کرسٹل یا ان میں سے کچھ بھی موجود نہیں ہے، تو پانی کی بوندوں میں سے اکثر بادل بناتے ہیں جو پہاڑ کے نیچے پہاڑ پر بنے ہوئے ہیں.

موسم سرما کے بادل کی پودے ایک اسباب پر مبنی ہے جسے بادل میں سپرروک پانی موجود ہے، یہ ذرات کو متعارف کرایا جا سکتا ہے جو مصنوعی آئس نکی کے طور پر کام کرتا ہے. یہ عمل آئس کرسٹل بناتا ہے جس میں سپرکولڈ پانی کو کافی مقدار میں بڑھانے کے لئے استعمال کیا جائے گا جو بالآخر برف کے طور پر سطح پر گر جاتے ہیں.

کلاؤڈ بیجنگ کے نام سے مشہور ناولسٹ کٹ وونگت کے بھائی، ماحول کے سائنسدان برنارڈ وونگٹ نے پیش رفت کی. 1947 میں، وون گوت کی لیب سے پتہ چلتا ہے کہ چاندی آئیڈائڈ ایک مؤثر آئس نیوکلیو تھا جس سے قدرتی طور پر آئس نیوکللی کے مقابلے میں گرمی گرمی میں برف بن سکتا تھا.

اگلے 40 سالوں میں، سائنسدانوں نے کلاؤڈ طبیعیات کے تقریبا تمام پہلوؤں کے بارے میں بادل کی بیجنگ کا مطالعہ اہم دریافت کیا. اس کے باوجود، 2003 میں نیشنل ریسرچ کونسل نے یہ نتیجہ اخذ کیا کہ "اب بھی جان بوجھ کر موسمی اصلاحات کی کوششوں کی افادیت کا کوئی قائل سائنسی ثبوت نہیں ہے." تاہم، ریاستی اور کمیونٹی نے آپریشنل بادل کے بیج کے ساتھ دباؤ پر زور دیا، جبکہ اس کی مؤثریت پر تحقیق رک.

SNOWIE کا راستہ

یہ پروگرام کیوں سائنسی ثبوت کے بغیر موجود ہیں وہ کام کرتے ہیں؟ جواب آسان ہے: مغربی ریاستوں کو پانی کی ضرورت ہوتی ہے، اور بہت سے فیصلہ سازوں کو یقین ہے کہ بادل کا بوجھ اس کے پیدا کرنے کے لئے ایک مؤثر طریقہ ہو سکتا ہے.

2004 میں وومومنگ نے ایک پائلٹ پروجیکٹ کا آغاز کیا، جس میں بہت سے پچھلے مطالعے کے طور پر اسی نتیجے میں آیا: بادل کے بیجوں کو ورن میں اضافہ ہوا ہے، لیکن طوفان کے نظام میں قدرتی تبدیلی کی وجہ سے اضافہ بھی بیان کی جاسکتی ہے. تاہم، نیشنل سائنس فاؤنڈیشن کی جانب سے فنڈ کردہ ایک بہن منصوبے کا مظاہرہ کیا کہ نئے کمپیوٹر ماڈلنگ کے اوزار اور بہتر سازوسامان کچھ نئی بصیرت پیدا کرسکتی ہیں.

دریں اثنا، ایڈیہ پاور کمپنی نے نیشنل سینٹر برائے ایٹم ماحولیات کے ساتھ کام کر رہا تھا جو کمپنی کے موجودہ آپریشنل کلاؤڈ بیجنگ پروگرام کا جائزہ لینے کے لۓ ہے. اس تعاون سے آئی ڈیہو پاور کے کلاؤڈ بیجنگ پروگرام کی مؤثر انداز کا اندازہ کرنے کے لئے نئے کمپیوٹر ماڈلنگ کے اوزار اور بہتر سازوسامان کا استعمال کرنے کا خیال آیا. حتمی نتائج ہمارے منصوبے، بیج اور قدرتی اوگراگرافک موسم سرما کے بادلوں: آئیڈیہو تجربے، یا SNOWIE تھا.

سلور آئیڈڈائڈ سے برف تک

2017 کی موسم سرما میں، ہم نے جدید رادیوں، جیسے ڈوپلر پہیے (ڈو) پر قبضہ کیا، جس نے ہم پہاڑی علاقوں میں پوزیشن حاصل کی، اور وومنگ کلاؤڈ رڈار (ڈبلیو آر آر)، جسے ہم نے ایک تحقیقاتی ہوائی جہاز پر نصب کیا. یہ اوزار ہمیں بادلوں میں ہمسایہ کرنے کے قابل بنائے تاکہ یہ معلوم ہوجائے کہ کہاں اور جب ترقی کی ترقی ہوئی تھی.

چاندی آڈیڈائڈ کے ذرات کے ساتھ بادلوں کے بعد، ہم نے امیجنگ امتحانوں کو استعمال کیا جو ریسرچ ہوائی جہاز کے پرنٹوں سے لٹکا تھا، جو بادل ذرات کے ٹھیک تفصیلات کی جانچ پڑتال کرنے کے لۓ بیجوں کے علاقوں میں اور باہر کے طور پر منظور ہوا. ہمارے دو ہفتوں کے میدان کے منصوبے میں صرف دو ہفتوں کے بعد، ہمارے رڈار نے بادل کی پودوں کے نتیجے میں ورن کے ابتدائی سگنل کا پتہ چلا.

ہم واضح اور غیر معمولی نشانیاں دیکھتے ہیں جو چاندی آئوڈائڈ کے ذرات جاری کرتے ہیں، برف کی کرسٹل کی تشکیل شروع کررہے تھے، اور یہ کرسٹل برف میں بڑھتی ہوئی اور پہاڑی کی سطح پر گر رہی تھی. بیجنگ سے متاثرہ علاقوں کے اندر، آئس کرسٹل کی توجہ مرکوز سینکڑوں کی طرف سے بڑھتی ہوئی، برف کے قیام کی وجہ سے. اس کے برعکس، غیر بیج بادل علاقوں میں صرف 1 کلومیٹر دور، بادل زیادہ سے زیادہ چھوٹے مائع کی بوندوں اور زیادہ تر برف سے بھرا ہوا ہے.

ہم کیسے کہہ سکتے ہیں کہ ہم نے جو کچھ دیکھا ہے وہ اصل میں بادل کی پودوں کی وجہ سے تھا؟ ایک کیس میں، ایک طیارے نے براہ راست ٹریک کے ساتھ ساتھ آگے بڑھایا جو ہوا کی سمت کے مطابق تھا، چاندی آئی آئیڈائڈ جاری. چاندی آئیڈائڈ کو ایک زگ-زگ پھول میں کلاؤڈ کے ذریعہ نیچے پھینک دینا شروع ہوگیا تھا. یہ ایک ایسا نمونہ ہے جو طیارے کی پرواز کے پیٹرن کی طرف سے پیدا ہوا تھا اور قدرتی طور پر نہیں ہوا. ہم نے دیکھا کہ رڈار کی چالوں کو ایک زگ پیٹ کے پیٹ میں تشکیل دیا گیا ہے جس پر مبنی بادلوں میں چاندی آڈائیڈ کو جاری کیا گیا تھا جب کی بنیاد پر ہماری پیش گوئی سے مل کر.

کیا کر سکتے ہیں بادل بیج ایک فرق بنا سکتے ہیں؟

اب ہم جانتے ہیں کہ بادل کی بوٹی برفباری کا سبب بن سکتی ہے، ہم یہ دیکھنا چاہتے ہیں کہ یہ پوری پہاڑی کی حد پر پانی کا توازن بدل سکتا ہے. SNOWIE سے ڈیٹا ہمارے ماڈلوں کی جانچ کرنے کے لئے استعمال کیا جائے گا کہ کس طرح بادل کے بیج موسمی برفباری کو متاثر کرسکتے ہیں اور اس کے اثر کو کم کرسکتے ہیں. بالآخر، پانی کے مینیجرز اور سرکاری حکام کو یہ جاننا ہوگا کہ بادل کی پودوں کی وجہ سے اضافی بار پیدا کیا جاسکتا ہے، اور کیا یہ مقامی پانی کی برتنوں میں بارش بڑھانے کے لئے ایک سرمایہ کاری مؤثر طریقہ ہے.

ایبولینو یونیورسٹی کے رابرٹ ایم راوبر، کولوراڈو یونیورسٹی کے کٹجا فریڈرچ، ووموم یونیورسٹی کے بارت گیٹرز، راس رسمسوسن اور نیشنل سینٹر برائے وایمپاسکٹر ریسرچ کے لیولین اور ایڈیہو پاور کمپنی کے میل کنکل اور ڈیریک بلسٹراڈ بھی اس مضمون میں تبادلہ خیال SNOWIE میں حصہ لیا.

یہ مضمون اصل میں جیفری فرانسیسی اور سارہ ٹیسنینڈفف کی طرف سے بات چیت پر شائع کیا گیا تھا. یہاں اصل مضمون پڑھیں.