八个国家正在播种云克服梅加德

2021-03-30 06:36:56

当雪云在西方的天空使天空变暗时,山顶每年都会隆隆到生命。

开放火焰从金属烟囱的喉咙爆裂,安装在山顶的蹲坐塔上。用低嘶嘶声,从嘴里吹入空气中的粒子,风抓住了它们,致疑问它们。

这些不是普通的颗粒。它们是粉碎的碘化银碘化物的微小,曾经在摄影中使用过的晶体感光性物质。

但它不习惯在山上拍照。这意味着要雪。

随着风吹穿过山顶的粒子,空气的牵伸将它们扫入天空中 - 这很高,其中一些最终触摸云。在那里,发生了优雅的转型。

结晶银碘化物颗粒具有类似于冰和云中的结构,如吸引。水滴开始在颗粒周围簇,在它们聚集时冷冻固体。

这些冷冻簇最终会变得过于沉重,不能留在空中。他们从云中掉下来,轻轻地漂流到地球上,用新鲜的雪地撒了山顶。

这不是来自科幻小说的页面。 “云播种”是一个真正的实践 - 事实上,已经几十年来了。它今天用于在世界各地的美国西部和数十个国家的至少八个州增加降水。

对云播种的兴趣正在随着温度稳步上升,在山西等地方增加干旱风险。但是有一个抓住。科学家们不确定云种子今天如何运作,更孤立在温暖的气候中。

在美国西部西部水资源越来越担心,科学家正在努力回答这些问题。如今,云种子研究代表了天气和气候科学的尖端 - 关于对我们陷入困境水资源的影响的问题以及我们控制这些后果的能力的趋同。

“当然,我们现在处于一个比10年前的问题更好的位置,”怀俄明大学大气科学家杰夫法国人说。 “科学的状态已经进展到这是一个问题,即我们可以,应该试图解决。”

云种子可以采取一些不同的形式。在某些地方,它用于升温或防止雹暴。但在美国,最常见的是增强降雪,通常是银碘化物。

额外的雪可以成为水资源的福音,特别是在像干旱困扰的地方这样的地方。当春天融化时,积雪是全国数百万人的重要淡水来源。

正在追求增强积雪的紧迫感。美国西部大部分地区都被过去20年的干旱抓住了。

科学家最近得出结论,过去二十年来代表了该地区的最干燥,因为至少15世纪后期。他们发现,这种“MegAdrought”受到气候变化的严重影响。

温度上升和持续的干旱对西方水资源进行了重大影响。

最近的研究发现,在过去几十年(2018年12月13日,ClimaceWire的ClimateWire的大量山西山西的大量斑点经历过大量的积雪下降。随着气候温暖和春季的速度,雪季也在增长较短。

与此同时,西方水管理人员正在争夺不断增长的短缺威胁。流动在像Rio Grande和科罗拉多河这样的主要水系统上Dwindled,每次向数百万人提供水。

“水经理基本上有两种选择,两者都实施,”法国人说。 “一个是以某种方式通过保护来减少需求,另一个是以某种方式增加供应。云种子是一个相对便宜的命题。“

天气实验难以进行。科学黄金标准将是一项证明云种子产生的结果,结果肯定不会发生在没有它的情况下。但这种研究需要采用专业的实验设计和高级技术。

对于大多数云播种的悠久历史,这是不可能的。只有在过去的几年里,技术足够先进,研究人员真正挖掘出问题。

“我们现在有更好的工具来试图观察云种子,因为它发生了,”法国人说。 “所以这是关于在过去20年中开发的新技术,或者在过去的20年里改善,并将其应用于真正陈述的问题。”

人类一直在对上世纪的更好部分进行天气控制。

Vincent Schaefer是一般电气的研究人员,通常在20世纪40年代归功于第一个云种子实验。在第二次世界大战期间和之后的Schaefer的工作很多,以防止飞机在中位于赤脚冰上。因此,他设计了一个特殊的自制冰柜,以帮助他更好地了解云层内部冰块的方式。

由于故事来,Schaefer有一天进入实验室,发现他的冰箱已经被关闭了。希望尽可能快地冷却它,他在盒子里面放了一块干冰。闪闪发光的冰晶云即时形成在空气中。

1946年,Schaefer通过飞机进行了第一个真正的云种子实验。他把6磅碎的干冰放入纽约的阿迪朗达克山脉中的云中。几乎立即,雪开始落下。

在后来的实验中,Schaefer和其他GE同事们将发现某些类型的颗粒在帮助冰晶形式方面更有效。他们发现的银色碘化物是最好的。

天气修改迅速抓住了美国政府的注意。在接下来的几十年里,它将基于从干旱管理到军事应用的一切的云种子实验。

1947年,项目Cirrus-GE与美国之间的合作,作为科学家的第一次尝试修改飓风。 10月13日,该行动将近200磅的干冰倾倒入佛罗里达州海岸的旋风中。

20世纪60年代和20世纪70年代初,联邦政府继续尝试云种子飓风的想法 - 但有点有效。科学家最终得出结论,它没有效力。

从20世纪60年代初开始,填海局资助了一系列称为Skywater的云种子实验,旨在促进西方国家的水资源。报告表明该项目的结果发生了混合。

在20世纪60年代后期和20世纪70年代初,美国军事甚至在天气修改中作为战争武器进行了实验。经营职业职业,因为它被称为,旨在产生足够的降雨来破坏越南的敌方供应路线。

这些努力是短暂的。 1977年,国际条约禁止使用天气修改进行军事目的。

这些早期实验中有许多常见的帖子:他们无用,他们很快被停产或科学家无法讲述他们的工作程度。

“在60年代和70年代和'80年代,”有了一大吨的研究“,”怀俄明科学家大学法国人说。 “但是当我认为有一个明确的时候,所有这些都停止了,即代理商在年复一年里花了数百万美元,结果仍然存在不确定的。”

他说,问题是,天气修改研究真的难以设计和开展。

为了证明云种子有真正的效果,科学家必须证明它产生的任何结果都不会发生。这需要使用至少两个测试 - 一个具有云播种的实验和一个没有它的测试 - 在同一位置和相同的天气条件下。

因为天气变化很快,这真的很难做到。即使在可能的情况下,这些研究也需要先进的监控技术,包括高科技雷达。这类技术直到最近没有广泛使用。

这意味着云种子研究主要依赖于统计研究。这些研究测量了一个位置中云播种产生的沉淀,然后将其与未发生云播种的不同位置进行比较。

这两个设置在这些研究中不相同。这意味着他们并不明确证明,在一个区域中云播种产生的降水不会发生。

2003年,国家研究委员会发表了一份关于天气修改的全面报告,突出了这些问题。得出结论认为,“仍然没有令人信服的科学证明,对故意天气修改努力的功效。”

尽管如此,NRC仍然推荐对天气修改的持续研究 - 没有小部分,因为它可能解决了西方的水令。

同样的希望使LED州水机构保持资金播种业务,即使在20世纪80年代在联邦研究努力下降后。

“我认为这对原因很容易解释,为什么它继续,”法国人说。 “云播种根植于一个非常坚实的,很好地理解为什么它应该工作的原因。”

如今,云种子业务在美国西部的至少八个州举行,山区度假前的国家机构,公用事业和私营公司之间的不同投资水平不同。

例如,上层科罗拉多河流域的云种子计划每年花费约150万美元。 Colorado,犹他州和怀俄明州的国家机构的成本分配,其中大多数业务发生,以及内华达州,加利福尼亚州,新墨西哥州和亚利桑那州,这也不能受益于科罗拉多河上的流量。

在过去的几年里,云种子在西方的干旱管理策略中更加突出地占据了最突出的。经过各国在各种单独管理云种植业务的情况下,科罗拉多河流域的成本分摊协议于2018年完成。该协议延伸到2026年下降。

自2018年以来,怀俄明州和科罗拉多州通过投资于航空云播种作用而加强了他们的计划 - 这是通过飞机进行的种子 - 除了他们已经散落在整个山脉的地面机器之外。

这些是相对便宜的投资,所有事情都考虑了潜在高奖励的低风险。但它实际上有所作为吗?

大多数计划指出统计研究,以证明他们的努力。这些研究表明,与没有发生云种子的区域相比,种子云可以产生约5%至15%的降雪。

如果是对的话,它将云播种的成本达到每英尺脚(相当于大约一半的奥运尺寸的游泳池)。这比许多其他节水干预的成本更便宜,例如水资源保护,回收或海水化,这可能每英尺数百美元。

尽管如此,统计研究不证明云种植实际上造成较重的降雪。这需要一个更专业的科学实验 - 只有在过去几年中,科学家终于能够实现这一点。

正如2015年,为填海局编写的广泛报告得出结论认为,持续的研究仍然有保证,但它指出的是“证明”科学界一直在寻求数十年仍然不携手。“

2017年1月19日,一架研究平面通过爱达荷州的Payette River盆地上方的灰色天空咆哮,将碘化银碘化在空中。组装在下面的雪地山顶,雪衡仪和便携式雷达机准备衡量雪人所希望的科学家遵循的雪。

这是一项实验的开始,这将在其头上变成云种植科学。被称为“种子和自然的冬季云云”的雪花项目 - 这项研究提供了一些云种子实际工作的第一个定量证据。

为1月份的三天,天气状况将使完美的云种子实验一致。天空很冷,阴天 - 但没有下雪。在这三天的过程中,研究平面将在山顶上产生超过十几个途径,每次释放相同量的银碘化物。

“三天有云盖,但没有降雪,没有自然降水,”科罗拉多大学的大气科学家博尔德,博尔德队的大气科学家,帮助领导了雪地项目。 “我们将播种物质放入过冷却液体云中,我们能够产生沉淀。那是非常革命的。“

由于高科技雷达设备,科学家们能够从银碘化银释放到空气中的那一刻到云层的响应,直到雪开始落下。在这三天的过程中,科学家们估计,大约286个奥运游泳池的雪价来自他们所种植的云。

弗里德里奇和她的同事包括来自科罗拉多州,怀俄明州,伊利诺伊州和爱达荷州的科学家,去年在全国科学院的诉讼程序中发表了他们的发现。

斯诺伊在美国云种子研究中的一种文艺复兴。经过多年对天气修改的科学兴趣相对较少,过去十年的一系列项目已经为新见解铺平了道路。

2008年推出的怀俄明天气改造试点项目是其中的第一个。由怀俄明州资助的项目,该项目旨在评估云种子跨越山脉三个目标区域的云种子努力的成功。

“在那方面出来的结果 - 他们是积极的,但他们并没有排名100%的完全决定,”法国人说。

但该项目确实突出了过去几十年中云种子研究的一些主要进步,包括雷达和其他观测工具的改进,以及计算机建模中的主要跨利赛。

通过这些新的和改进的技术,雪利项目弹射覆盖云种子研究,对天气和气候科学的前沿。

“问题不再是,'云种子工作吗?”“”莎拉特塞德·斯拉··滕登斯(Sarah Tessendorf)是大气科学家,具有国家大气研究中心和另一个在雪地项目上工作的科学家。 “问题真的是,'它是怎么回事?在不同的条件下它有多效果?“

作为美国西部的干旱和温暖的水供应,科学家正忙着试图回答这些问题。

Tessendorf说,雪地项目仍然是四年结束后四年来的洞察力洞察力。由于最近的计算机模型进步,科学家们现在可以模拟银碘化银碘在云上的影响 - 他们可以使用这些模拟来进行控制的实验,究竟云种植研究缺失的各种研究。

与此同时,雪地项目收集的数据正在帮助科学家验证他们的模型,并确保他们的模拟是现实的。

“我真的觉得今天,在这个时代,我们在云种子背后的科学中展现了一个非常令人兴奋的舞台,是我们在过去几年中我们能够收集一些非常大的数据,”Tessendorf说。 “并且通过计算机功能,在这一领域的进步确实有很多承诺。”

但专家们还建议保持期望。到目前为止的科学表明,云种子在处理干旱方面远非银弹。

“正如我们在论文中所展示的那样,我们不能真正产生一个可怕的雪,”弗里德里希说。 “我们可以产生雪,但不是我们真正克服干旱情况。”

此外,在短短三天的过程中,雪地项目在一个小型的一片爱达荷州进行了一小块的爱达荷。

随着雪花项目的势头仍然强劲,科学家们希望他们能够回答许多最大的问题,仍然存在云播种作品的依据。但它可能需要时间和更多的研究。

“更大的问题是它的工作 - 我把”工作“放在了整个山脉的整个赛季的规模上?”韦姆明大学的法国人表示,也为雪花项目做出了贡献。

“我们真的可以产生积极的差异吗?在我的脑海里,我们仍然是一种解决这个问题的方式。“

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