Was ist Cloud Seeding und funktioniert es wirklich?

Ein kleines Flugzeug fliegt durch dunkle Wolken mit einer Spur dahinter

Die Kontrolle über das Wetter ist ein beliebtes Stück Science-Fiction. Sei es Storms Kräfte in den X-Men-Franchises oder High-Tech-Satelliten in Filmen wie "Geosturm" oder der 1998er Film "Die Rächer," Sean Connery spielt einen verrückten Wissenschaftler, der bestrebt ist, die Welt als Geisel zu nehmen, indem er Ländern ihr Wetter verkauft.

In Wirklichkeit ist es unmöglich, das Wetter zu kontrollieren. Wir können es jedoch beeinflussen und versuchen es schon seit einiger Zeit. Im Laufe der Jahre wurden verschiedene Anstrengungen unternommen, um die Wirbelstürme durch Hagel zu stoppen, ganz zu schweigen von den Nebeneffekten unserer Verwendung fossiler Brennstoffe. Der vielleicht beliebteste Versuch des Geo-Engineerings ist jedoch das Cloud-Seeding.

Beim Ausbreiten von Wolken werden verschiedene Arten von chemischen Stoffen – einschließlich Silberiodid, Trockeneis und sogar Kochsalz – mit vorhandenen Wolken kombiniert, um die Wolken zu verdicken und die Wahrscheinlichkeit von Regen oder Schneefall zu erhöhen. Die Chemikalien werden entweder in die Wolken geschossen oder durch das Fliegen in die Wolken freigesetzt.

Laut der Weltorganisation für Meteorologie haben sich 2016 mindestens 56 Länder mit einer Art Cloud-Seeding befasst. Diese Bemühungen reichen von der United Arab Emirestrying, um eine steigende Nachfrage nach Wasser in China zu befriedigen, indem Cloud Seeding eingesetzt wird, um die Eröffnungszeremonie der Olympischen Sommerspiele 2008 vor dem Übergießen mit Regen zu bewahren.

Die Vorzüge der Cloud-Seeding-Methode sind jedoch umstritten, da die Ergebnisse in der Vergangenheit nicht eindeutig waren. Einige neuere Studien könnten diese Geschichte jedoch ändern.

Es regnen lassen

Die Bemühungen um die Aussaat der Wolken datieren mindestens auf das späte 19. Jahrhundert, doch erst nach dem Zweiten Weltkrieg gewann der Prozess an Boden.

Vincent Schaefer arbeitete 1946 bei General Electric, als er und Irving Langmuir über Möglichkeiten diskutierten, Wolken zu säen, während sie sich mit dem Problem der Vereisung von Flugzeugen befassten. Die Arbeit endete damit, dass beide einen Einblick in die Eigenschaften von Wolken erhielten. Um einige der Theorien nicht in den Bergen, sondern im Labor zu testen, entwickelte Schaefer eine "kalte Box," oder eine Gefriertruhe, in der er einen Luftzug erzeugen könnte, der aus dem Kondenswasser Wassertropfen bilden würde. Schaefer fügte Trockeneis hinzu, um die Temperatur weiter zu senken, so dass sich beim Einatmen schnell Eiskristalle bildeten. Es wurde später herausgefunden, dass Substanzen mit einer Temperatur von minus 40 Grad Fahrenheit oder Celsius (sie sind die gleichen) den Effekt hervorriefen.

Schäfers Arbeiten boten eine Möglichkeit, Wolken zu säen, indem sie stark abgekühlt wurden. Bernard Vonnegut arbeitete an einem anderen Weg. Vonnegut stellte die Hypothese auf, dass es möglich sein könnte, Eiskristalle in der Kühlbox zu stoßen, um Partikel zu bilden, deren Kristallstruktur der von Eis ähnelte. Das Ergebnis wäre eine Schablone, auf der sich Wassermoleküle in einer Eiskristallanordnung anordnen würden. Vonnegut probierte einige verschiedene Substanzen aus, bis er herausfand, dass Silberjod den Gefrierprozess in Wassertröpfchen auslöste.

Wolken lassen starken Niederschlag fallen

Warum ist all diese Abkühlung für das Cloud Seeding wichtig? Es hat mit dem Wasserkreislauf zu tun und damit, was den Niederschlag zum Fallen bringt.

Wenn Wasser verdunstet und in die Atmosphäre aufsteigt, liegt es in Gasform vor. Mit der Zeit kühlt sich dieser Wasserdampf ab und kondensiert zu Wolken. Um zu kondensieren, braucht der Dampf jedoch etwas, an dem er sich festsetzen kann. Wassertropfen oder Eiskristalle tun dies gut. Wenn mehr Wasser auf diesen anderen Tröpfchen kondensiert, werden die Tröpfchen schwerer und fallen schließlich als Regen. Befindet sich die Wolke am oder unter dem Gefrierpunkt des Wassers und die Luftschichten, auf die der Niederschlag fällt, befinden sich ebenfalls am oder unter dem Gefrierpunkt, erhalten Sie Schnee.

Wolkenimpfbetriebe, die Regen oder Schnee erzeugen wollen, versuchen grundsätzlich, die Kondensation von Wasser anzuregen und das Wasser anzutreiben, um auf diesen eingebrachten Partikeln wie Silberjod zu glimmen oder um durch Abkühlen der Wolkentemperaturen mehr Eiskristalle zu bilden.

Regen zu induzieren ist nicht das einzige Ziel der Wolkensaat. In einer Bemühung, Nebel zu zerstreuen, können Flughäfen Wolken mit Salz säen, weil Salz den Gefrierpunkt des Eises senkt; Deshalb verwenden wir Salz auf vereisten Straßen.

Funktioniert Cloud Seeding??

Ein Techniker bringt Wolkensämaschinen in einem Flugzeug an.

Es war schwierig, die Wirksamkeit der Cloud-Seeding-Bemühungen zu beurteilen.

Nachdem die Arbeiten von Schaefer und Vonnegut starke Ergebnisse erbracht hatten, war die Aussicht auf Wolkenbildung auf dem Vormarsch. Das US-Militär setzte ausgiebig Cloud Seeding ein, um die Monsunzeit während des Vietnamkrieges zu verlängern. Aber die Erwartungen an Cloud-Seeding waren wahrscheinlich höher, als es vernünftigerweise liefern könnte.

"Es gab all diese Aufregung, die sich in sehr optimistischen Behauptungen darüber niederschlug, wie effektiv es sein würde," Daniel Breed, Meteorologe am Nationalen Zentrum für Atmosphärenforschung (NCAR), berichtete FiveThirtyEightin 2014. "Sie suchen ein kleines Signal in einem sehr großen Bereich."

Neuere Wissenschaft wurde in dieser Frage gespalten. Die in Atmospheric Research veröffentlichte israelische Studie A2010 stellte fest, dass Cloud Seeding keine "wirksamer Mechanismus zur Verbesserung der Niederschlagsmenge." Das Gremium der ANationalen Akademien stellte 2003 fest, dass "kein überzeugender wissenschaftlicher Beweis" Das Cloud Seeding funktionierte und erforderte eine strengere Bewertung der Vorzüge des Cloud Seeding.

Das Wyoming Weather Modification Pilot Project, eine sechsjährige 13-Millionen-Dollar-Studie, die 2013 abgeschlossen wurde, war ebenfalls nicht in der Lage, endgültige Antworten zu geben. Diese Studie konzentrierte sich auf zwei benachbarte Bergketten im Süden von Wyoming, den Medicine Bow und die Sierra Madres. Beide Bereiche werden oft von denselben Stürmen getroffen, daher säten die Forscher einige Wolken in einem Bereich aus und ließen den anderen Bereich als Kontrolle unbesetzt.

Die Studie zeigte, dass die Aussaat zu einem Anstieg der Niederschläge um 5 bis 15 Prozent führte. Die Forscher verwarfen jedoch Fälle, in denen die Aussaat möglicherweise in die Kontrollwolken gedriftet ist oder nicht genügend Aussaatmittel freigesetzt wurden. Das Ergebnis ist ein Mangel an statistischer Signifikanz auf wissenschaftlicher Ebene, der jedoch für diejenigen attraktiv sein kann, die den Wasserstand steigern möchten.

"Wenn Sie einen Einfluss von 10 oder 15 Prozent auf jeden Sturm haben, den Sie säen, und 30 Prozent der Schneedecke von diesen Stürmen stammen, dann sind diese Zahlen wettbewerbsfähig," Terry Deshler, ein Atmosphärenforscher von der University of Wyoming, der an dem Projekt mitgearbeitet hatte, sagte FiveThirtyEight.

Ende Januar wurde eine Studie in den Proceedings der National Academy of Sciences veröffentlicht "direkte, quantifizierbare Beobachtungen der Wolkensaat für erhöhten Schneefall,"nach Angaben der National Science Foundation, die das Projekt unterstützt hat. Die Forscher flogen ein Flugzeug in Runden um potenzielle Wolken zwischen zwei bodengestützten Radaren im Südwesten von Idaho, während sie Kanister mit Silberjod abwarfen. Das gleiche Flugzeug flog auch durch die Wolken, während es Silberjod von seinen Flügeln strömte. Eine zweite Ebene, die mit Wolkenmessgeräten beladen war, flog senkrecht zur ersten Ebene, um Messwerte zu erfassen.

Die Sensoren zeigten anfangs keine Ergebnisse, und dann erschienen die mit Silberiod geschnürten Linien des ersten Flugzeugs. Wassertropfen kollidierten mit dem Silberjod, gefror und wurden schließlich groß genug, dass sie fallen würden.

Die Forscher warnen davor, dass dies nicht beweist, dass Cloud-Seeding als Ganzes funktioniert, sondern nur, dass ihre Methoden eine solide Methode sind, um zu beobachten und zu messen, ob Cloud-Seeding funktioniert oder nicht. Es bleiben auch Fragen offen, ob Cloud Seeding finanziell tragfähig ist.

"Macht es genug Schnee, um einen Einfluss auf das Wasserbudget zu haben??" Katja Friedrich, Atmosphärenforscherin an der Universität von Colorado in Boulder und eine der an der Studie beteiligten Forscherinnen, wunderte sich über die Wissenschaft. "Diese grundlegenden Fragen müssen wir noch beantworten."

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