Výsev mraků

Cessna 210 se zařízením pro výsev mraků

V roce 1891 navrhl Louis Gathmann vystřelovat tekutý oxid uhličitý do dešťových mraků, aby vyvolal jejich déšť. V průběhu 30. let 20. století Bergeron-Findeisenův proces teoreticky předpokládal, že přechlazené kapičky vody přítomné při uvolňování ledových krystalků do dešťových mraků způsobí déšť. Při výzkumu tvorby námrazy na letadlech tuto teorii potvrdili Vincent Schaefer a Irving Langmuir ze společnosti General Electric (GE). Schaefer objevil princip výsevu mraků v červenci 1946 díky sérii náhodných událostí. V návaznosti na myšlenky, které vznikly mezi ním a nositelem Nobelovy ceny Langmuirem při výstupu na horu Washington v New Hampshire, vytvořil Schaefer, Langmuirův výzkumný spolupracovník, způsob experimentování s přechlazenými mraky pomocí hlubokomrazicí jednotky potenciálních látek stimulujících růst ledových krystalů, tj. kuchyňské soli, mastku, půdy, prachu a různých chemických látek s menším účinkem. Jednoho horkého a vlhkého 14. července 1946 pak chtěl vyzkoušet několik experimentů ve výzkumné laboratoři GE v Schenectady

S hrůzou zjistil, že hlubokomrazicí jednotka není dostatečně chladná, aby vytvořila „mrak“ pomocí dýchaného vzduchu. Rozhodl se proces urychlit přidáním kusu suchého ledu, jen aby snížil teplotu své experimentální komory. Ke svému úžasu zjistil, že jakmile se nadechl do hlubokého mrazáku, zaznamenal namodralý opar, po němž následovalo ohromující zobrazení milionů mikroskopických ledových krystalků, které odrážely silné světelné paprsky z lampy osvětlující průřez komory. Okamžitě si uvědomil, že objevil způsob, jak přeměnit přechlazenou vodu na ledové krystalky. Pokus snadno zopakoval a prozkoumal teplotní gradient, aby stanovil hranici -40 °C pro kapalnou vodu.

Za měsíc se Schaeferův kolega, atmosférický vědec Dr. Bernard Vonnegut, zasloužil o objev další metody „nasazování“ přechlazené vody do mraků. Vonnegut svého objevu dosáhl u psacího stolu, když si vyhledal informace v základním chemickém textu a poté si pohrál s chemikáliemi stříbra a jodidu, aby vyrobil jodid stříbrný. Spolu s profesorem Henrym Chessinem ze SUNY Albany, krystalografem, byl spoluautorem publikace v časopise Science a v roce 1975 získal patent. Obě metody byly převzaty pro použití při výsevu mraků během roku 1946, kdy pracoval pro GE ve státě New York.

Schaeferova metoda měnila tepelný rozpočet mraku; Vonnegutova měnila formativní krystalovou strukturu, což je geniální vlastnost související s dobrou shodou mřížkové konstanty mezi oběma typy krystalů. (Krystalografie ledu později hrála roli v románu Vonnegutova bratra Kurta Vonneguta Kočičí kolébka). První pokus o modifikaci přírodních mraků v terénu prostřednictvím „cloud seeding“ začal během letu, který začal 13. listopadu 1946 na severu státu New York. Schaeferovi se podařilo vyvolat sněžení poblíž hory Mount Greylock v západním Massachusetts poté, co do cílového mraku z letadla po šedesátikilometrové honičce východním směrem z letiště Schenectady County shodil šest kilogramů suchého ledu.

Přípravky suchého ledu a jodidu stříbrného jsou účinné při změně fyzikálního chemismu přechlazených mraků, a jsou tak užitečné při zesílení zimního sněžení nad horami a za určitých podmínek i při potlačování blesků a krupobití. Ačkoli se nejedná o novou techniku, hygroskopický výsev pro zesílení srážek v teplých mracích zažívá oživení na základě některých pozitivních poznatků z výzkumu v Jižní Africe, Mexiku a jinde. Nejčastěji používaným hygroskopickým materiálem je kuchyňská sůl. Předpokládá se, že hygroskopická sůl způsobuje, že spektrum velikosti kapek v mracích je více mořské (větší kapky) a méně kontinentální, což stimuluje srážky prostřednictvím koalescence. Od března 1967 do července 1972 prováděla americká armáda v rámci operace Popeye nasazování jodidu stříbrného do mraků, aby prodloužila monzunové období nad Severním Vietnamem, konkrétně nad Ho Či Minovou stezkou. Výsledkem operace bylo prodloužení monzunového období v cílových oblastech v průměru o 30 až 45 dní. Operaci prováděla 54. meteorologická průzkumná letka, aby „dělala bláto, ne válku“.

Jednou ze soukromých organizací, která v 70. letech 20. století nabízela provádění modifikace počasí (výsev mraků ze země pomocí světlic jodidu stříbrného), byla společnost Irving P. Krick and Associates z Palm Springs v Kalifornii. V roce 1972 s nimi Státní univerzita v Oklahomě uzavřela smlouvu na provedení projektu výsevu s cílem zvýšit množství srážek z teplých mraků v povodí jezera Carl Blackwell. Toto jezero bylo v té době (1972-73) hlavním zdrojem vody pro Stillwater v Oklahomě a bylo nebezpečně nízké. Projekt nefungoval dostatečně dlouho na to, aby se statisticky projevila nějaká změna oproti přirozeným výkyvům.

Pokus armády Spojených států modifikovat hurikány v atlantické pánvi pomocí výsevu mraků v 60. letech 20. století se nazýval Projekt Stormfury. Kvůli přísným pravidlům stanoveným vědci projektu bylo testováno pouze několik hurikánů s výsevem mraků. Nebylo jasné, zda byl projekt úspěšný. Zdálo se, že hurikány mírně změnily svou strukturu, ale pouze dočasně. Obava, že by cloud seeding mohl potenciálně změnit průběh nebo sílu hurikánů a negativně ovlivnit lidi v cestě bouře, projekt zastavila.

Dvě federální agentury podporovaly různé výzkumné projekty modifikace počasí, které začaly na počátku 60. let 20. století: Americký úřad pro rekultivaci (Reclamation; Ministerstvo vnitra) a Národní úřad pro oceán a atmosféru (NOAA; Ministerstvo obchodu). Rekultivace sponzorovala v letech 1964-1988 několik výzkumných projektů zaměřených na výsev mraků pod hlavičkou projektu Skywater a NOAA v letech 1979-1993 prováděla program Atmospheric Modification Program. Sponzorované projekty probíhaly v několika státech a dvou zemích (Thajsko a Maroko) a zkoumaly jak zimní, tak letní výsev oblačnosti. V letech 1962 až 1988 rozvíjela společnost Reclamation aplikovaný výzkum v oblasti výsevu oblačnosti s cílem zvýšit zásoby vody na západě USA. Výzkum se zaměřil na zimní orografický výsev s cílem zvýšit sněhové srážky ve Skalistých horách a Sierra Nevadě a srážky v pobřežních pásmech jižní Kalifornie. V Kalifornii spolupracovala společnost Reclamation s kalifornským ministerstvem vodních zdrojů (CDWR) a sponzorovala projekt Serra Cooperative Pilot Project (SCPP) se sídlem v Auburnu v Kalifornii, který prováděl pokusy s výsevem v centrální části Sierry. University of Nevada a Desert Research Institute poskytly fyziku mraků, fyzikální chemii a další terénní podporu. High Plains Cooperative Pilot Project (HIPLEX), zaměřený na konvektivní výsev mraků s cílem zvýšit množství srážek během vegetačního období v Montaně, Kansasu a Texasu v letech 1974 až 1979. V roce 1979 Světová meteorologická organizace a další členské státy pod vedením španělské vlády uskutečnily ve Španělsku projekt PEP (Precipitation Enhancement Project), jehož výsledky byly nepřesvědčivé, pravděpodobně kvůli problémům s výběrem lokality. Rekultivace sponzorovala výzkum na několika univerzitách včetně Coloradské státní univerzity, univerzit ve Wyomingu, Washingtonu, UCLA, Utahu, Chicagu, NYU, Montaně, Coloradu a výzkumných týmů na Stanfordu, Meteorology Research Inc. a Penn State University a South Dakota School of Mines and Technology, North Dakota, Texas A&M, Texas Tech a Oklahoma. Spolupráce se státními agenturami pro vodní zdroje v Kalifornii, Coloradu, Montaně, Kansasu, Oklahomě, Texasu a Arizoně zajistila, že aplikovaný výzkum odpovídal potřebám státního vodního hospodářství. Projekt High Plains Cooperative Pilot Project se rovněž zapojil do partnerství s NASA, Environment Canada a National Center for Atmospheric Research (NCAR). V nedávné době, ve spolupráci se šesti západními státy, sponzorovala společnost Reclamation v letech 2002-2006 malý kooperativní výzkumný program nazvaný Weather Damage Modification Program.

V posledních dvou desetiletích se ve Spojených státech snížilo financování výzkumu. Úřad pro rekultivaci však v letech 2002-2006 sponzoroval výzkumný program šesti států nazvaný „Program modifikace škod způsobených počasím“. Studie Národní akademie věd Spojených států z roku 2003 naléhá na národní výzkumný program, který by objasnil zbývající otázky týkající se účinnosti a praxe modifikace počasí.

V Austrálii prováděla Organizace pro vědecký a průmyslový výzkum Commonwealthu (CSIRO) od roku 1947 do počátku 60. let 20. století rozsáhlé pokusy:

• 1947 – 1952: Vědci CSIRO pouštěli suchý led do vrcholků kupovitých mraků. Metoda spolehlivě fungovala u mraků, které byly velmi chladné, a vytvářela déšť, který by jinak nespadl.
• 1953 – 1956: CSIRO prováděla podobné pokusy v Jižní Austrálii, Queenslandu a dalších státech. Při pokusech se používaly pozemní i letecké generátory jodidu stříbrného.
• Konec 50. a začátek 60. let 20. století:

Pouze pokus prováděný v pohoří Snowy Mountains, na poloostrově Cape York v Queenslandu, v okrese New England v Novém Jižním Walesu a v povodí řeky Warragamba západně od Sydney přinesl statisticky významné zvýšení srážek během celého experimentu.

V letech 1981-2000 probíhala rakouská studie využití výsevu jodidu stříbrného pro prevenci krupobití a tato technika je tam stále aktivně nasazována.

AsieEdit

ČínaEdit

Největší systém výsevu mraků je v Čínské lidové republice. Věří, že zvyšuje množství deště nad několika stále více vyprahlými oblastmi, včetně jejího hlavního města Pekingu, tím, že vypouští na oblohu rakety s jodidem stříbrným tam, kde je déšť žádoucí. Dochází dokonce k politickým sporům, které vyvolávají sousední regiony, jež se navzájem obviňují z „krádeže deště“ pomocí vysévání mraků. Čína použila vysévání mraků v Pekingu těsně před olympijskými hrami v roce 2008, aby měla suchou olympijskou sezónu. V únoru 2009 Čína také odpálila jodidové tyče nad Pekingem, aby uměle vyvolala sněžení po čtyřech měsících sucha, a odpálila jodidové tyče nad dalšími oblastmi severní Číny, aby zvýšila množství sněhu. Sněžení v Pekingu trvalo přibližně tři dny a vedlo k uzavření 12 hlavních silnic v okolí Pekingu. Koncem října 2009 Peking prohlásil, že díky vysévání mraků zde napadlo nejvíce sněhu od roku 1987.

IndieEdit

V Indii prováděla vláda státu Tamilnádu v letech 1983, 1984-87,1993-94 operace vysévání mraků kvůli velkému suchu. V letech 2003 a 2004 zahájila výsev mraků vláda státu Karnataka. V témže roce byly provedeny operace výsevu mraků prostřednictvím společnosti Weather Modification Inc. se sídlem v USA ve státě Maháráštra. V roce 2008 se plánovalo zasetí mraků ve 12 okresech státu Ándhrapradéš.

IndonésieEdit

V Jakartě byl podle Agentury pro hodnocení a aplikaci technologií použit výsev mraků k minimalizaci rizika povodní v očekávání silných záplav v roce 2013.

ÍránEdit

Letecké síly Sboru islámských revolučních gard použily bezpilotní letadla k výsevu mraků v 10 íránských provinciích.

IzraelEdit

Izrael zesiluje déšť v konvektivních mracích od 50. let 20. století. Tato praxe spočívá ve vysílání jodidu stříbrného z letadel a pozemních stanic. Výsev probíhá pouze v severních částech Izraele. Od roku 2021 Izrael projekt zesilování deště zastavil.

KuvajtEdit

K boji proti suchu a rostoucímu počtu obyvatel v pouštní oblasti se Kuvajt pouští do vlastního programu výsevu do mraků, přičemž místní úřad pro životní prostředí provádí studii, která má posoudit jeho životaschopnost na místní úrovni.

Spojené arabské emirátyEdit

Jihovýchodní AsieEdit

V jihovýchodní Asii znečišťuje životní prostředí v regionu opar z otevřeného spalování. Ke zlepšení kvality ovzduší se používá vysévání mraků, které podporuje srážky.

20. června 2013 Indonésie oznámila, že zahájí vysévání mraků na základě zpráv ze Singapuru a Malajsie, že smog způsobený požáry lesů a křovin na Sumatře narušuje každodenní činnost v sousedních zemích. Dne 25. června 2013 bylo hlášeno, že nad některými částmi Singapuru padaly kroupy. Navzdory popření ze strany NEA se někteří domnívají, že kroupy jsou důsledkem výsevu mraků v Indonésii.

V roce 2015 probíhal v Malajsii výsev mraků denně od začátku srpna, kdy začal vznikat opar.

Thajsko zahájilo koncem 50. let 20. století projekt výroby deště, dnes známý jako Královský projekt výroby deště. Jeho první pokusy rozptýlily do vzduchu mořskou sůl, která zachytávala vlhkost, a suchý led, který kondenzoval vlhkost a vytvářel mraky. Projekt trval přibližně deset let experimentů a zdokonalování. První operace v terénu začaly v roce 1969 nad národním parkem Khao Yai. Od té doby thajská vláda tvrdí, že výroba deště byla úspěšně aplikována po celém Thajsku a sousedních zemích. Dne 12. října 2005 udělil Evropský patentový úřad králi Bhumibolu Adulyadejovi patent EP 1 491 088 Úprava počasí pomocí technologie královského vyvolávání deště. Rozpočet Oddělení královského dešťového inženýrství a zemědělského letectví v roce 2019 činil 2 224 milionů bahtů.

Srí Lanka

Vysévání oblačnosti bylo použito kvůli nízkému množství srážek, které v březnu 2019 způsobilo nízkou výrobu elektřiny z vodních elektráren

Severní AmerikaEdit

Spojené státyEdit

Ve Spojených státech se vysévání oblačnosti používá ke zvýšení množství srážek v oblastech postižených suchem, ke snížení velikosti krup, které se tvoří při bouřkách, a ke snížení množství mlhy na letištích a v jejich okolí. V létě roku 1948 obvykle vlhké město Alexandria ve státě Louisiana pod vedením starosty Carla B. Closeho během sucha vyselo na městském letišti mrak se suchým ledem; rychle spadlo 0,85 palce srážek.

Velká lyžařská střediska příležitostně používají výsev mraků k vyvolání sněžení. V jedenácti západních státech a jedné kanadské provincii (Alberta) probíhají operační programy modifikace počasí. V lednu 2006 byl ve Wyomingu zahájen projekt cloud seeding za 8,8 milionu dolarů, jehož cílem je prozkoumat vliv cloud seeding na sněhové srážky nad horskými pásmy Medicine Bow, Sierra Madre a Wind River ve Wyomingu.

V Oregonu byl cloud seeding na řece Hood použit společností Portland General Electric k výrobě sněhu pro vodní elektrárny v letech 1974-1975. Výsledky byly značné, ale způsobily nadměrnou zátěž pro místní obyvatele, kteří zažili nadměrné srážky způsobující kolapsy ulic a sesuvy bahna. Následujícího roku PGE s výsevem přestala.

V roce 1978 USA podepsaly Úmluvu o modifikaci životního prostředí, která zakázala používání modifikace počasí pro nepřátelské účely.

KanadaEdit

V šedesátých letech provozovala společnost Irving P. Krick & Associates úspěšný výsev mraků v okolí Calgary v Albertě. Ta využívala jak letecké, tak pozemní generátory, které do atmosféry vháněly jodid stříbrný ve snaze snížit hrozbu škod způsobených krupobitím. Ralph Langeman, Lynn Garrison a Stan McLeod, všichni bývalí příslušníci 403. letky RCAF, kteří navštěvovali univerzitu v Albertě, trávili léto leteckou činností při potlačování krupobití. Projekt potlačování krupobití v Albertě pokračuje a pojišťovny na něj ročně přispívají částkou 3 miliony kanadských dolarů, aby se snížily škody způsobené krupobitím v jižní Albertě.

Cessna 441 Conquest II používaná k provádění letů na ochranu proti mrakům v australském státě Tasmánie

EvropaEdit

BulharskoEdit

Bulharsko provozuje národní síť stanovišť ochrany proti krupobití, raket s jodidem stříbrným, strategicky umístěných v zemědělských oblastech, jako je údolí růží. Každé stanoviště chrání oblast o rozloze 10 km2, hustota seskupení stanovišť je taková, že nejméně 2 stanoviště budou schopna zaměřit jeden mrak krupobití, počáteční detekce vzniku mraku krupobití do odpálení raket je obvykle 7-10 minut v celém jeho průběhu s cílem zasít tvorbu mnohem menších krup, vysoko v atmosféře, které se rozplynou, než dosáhnou úrovně země.

Údaje shromážděné od 60. let 20. století naznačují, že díky ochrannému systému se každoročně zabrání obrovským ztrátám v zemědělském sektoru, neoseté krupobití srovná se zemí celé regiony, s výsevem se to může omezit na drobné poškození listů menšími kroupami, které se nepodařilo roztavit.

Francie a ŠpanělskoEdit

Výsev krupobití začal ve Francii v 50. letech 20. století se záměrem snížit škody způsobené krupobitím na úrodě. Projekt ANELFA () se skládá z místních agentur působících v rámci neziskové organizace. Podobný projekt ve Španělsku řídí Consorcio por la Lucha Antigranizo de Aragon. Úspěch francouzského programu byl podpořen analýzou, kterou provedl Jean Dessens na základě údajů z pojištění; úspěch španělského programu ve studiích provedených španělským ministerstvem zemědělství. Výsledky Jeana Dessense však byly silně kritizovány a byla zpochybněna účinnost výsevu pozemních generátorů. ()

RuskoEdit

Sovětský svaz vytvořil speciálně navrženou verzi letounu pro letecký průzkum Antonov An-30, An-30M Sky Cleaner, s osmi kontejnery s pevným oxidem uhličitým v nákladovém prostoru a vnějšími kapslemi obsahujícími meteorologické patrony, které bylo možné vystřelovat do mraků. Sovětští vojenští piloti po černobylské havárii vysévali mraky nad Běloruskou SSR, aby odstranili radioaktivní částice z mraků směřujících k Moskvě. V současné době se An-26 používá také k vysévání mraků. Na summitu G8 v Petrohradě v červenci 2006 prezident Putin poznamenal, že letouny letectva byly nasazeny k nasazení přicházejících mraků, aby nad Finskem pršelo. Déšť přesto summit promočil. V Moskvě se ruské letectvo 17. června 2008 pokusilo zasít mraky pytli s cementem. Jeden z pytlů se nerozprášil a proletěl střechou domu. V říjnu 2009 starosta Moskvy slíbil městu „zimu bez sněhu“ poté, co odhalil snahy ruského letectva rozsévat mraky proti větru od Moskvy po celou zimu.

NěmeckoEdit

V Německu organizují občanské spolky rozsévání mraků na úrovni regionů. V okrese Rosenheim, okrese Miesbach, okrese Traunstein (všechny se nacházejí v jižním Bavorsku v Německu) a v okrese Kufstein (v rakouském Tyrolsku) udržuje registrovaný spolek letadla pro výsev mraků za účelem ochrany zemědělských oblastí před krupobitím.

Výsev mraků se používá také ve spolkové zemi Bádensko-Württembersko, která je známá zejména svou vinařskou kulturou. Okresy Ludwigsburg, Heilbronn, Schwarzwald-Baar a Rems-Murr a města Stuttgart a Esslingen se podílejí na programu prevence vzniku krupobití. Ze zpráv místní pojišťovací agentury vyplývá, že aktivity spojené s výsevem mraků v oblasti Stuttgartu zabránily v roce 2015 škodám ve výši přibližně 5 milionů eur, přičemž roční údržba projektu je vyčíslena na pouhých 325 000 eur. Další společnost pro cloud seeding působí v okrese Villingen-Schwenningen.

SlovinskoEdit

Ve Slovinsku nejstarší aeroklub: Letalské centrum Maribor provádí leteckou obranu proti krupobití. Letoun Cessna 206 je vybaven vnějšími agregáty a světlicemi pro létání. Účelem obrany je zabránit škodám na zemědělské půdě a ve městech. Obranu provádějí od roku 1983. Jako činidlo se používá jodid stříbrný. Základna je na letišti Edvarda Rusjana v Mariboru.

Velká BritánieEdit

Projekt Cumulus byla iniciativa britské vlády zaměřená na zkoumání manipulace s počasím, zejména prostřednictvím experimentů s výsevem mraků, fungující v letech 1949-1952. Kolovala konspirační teorie, že povodeň v Lynmouthu v roce 1952 byla způsobena tajnými experimenty s vyséváním mraků, které provádělo Královské letectvo. Meteorolog Philip Eden však uvedl několik důvodů, proč „je absurdní vinit z povodně v Lynmouthu takové experimenty“.

AustrálieEdit

V Austrálii se letní aktivity CSIRO a Hydro Tasmania nad střední a západní Tasmánií od 60. let 20. století do současnosti zdají být úspěšné. Výsevem nad povodím Hydro-Electricity Commission na Centrální plošině bylo dosaženo zvýšení srážek na podzim až o 30 %. Tasmánské pokusy byly natolik úspěšné, že Komise od té doby pravidelně provádí výsev v horských částech státu.

V roce 2004 zahájila společnost Snowy Hydro Limited pokusný výsev mraků s cílem posoudit možnost zvýšení sněhových srážek ve Sněžných horách v Austrálii. Zkušební období, které mělo původně skončit v roce 2009, bylo později prodlouženo do roku 2014. Komise pro přírodní zdroje Nového Jižního Walesu (NSW), která je zodpovědná za dohled nad výsevem mraků, se domnívá, že v rámci pokusu může být obtížné statisticky prokázat, zda výsev mraků zvyšuje sněhové srážky. Tento projekt byl projednáván na summitu v Narrabri v Novém Jižním Walesu 1. prosince 2006. Summit se sešel se záměrem nastínit návrh pětiletého pokusu se zaměřením na severní část Nového Jižního Walesu.

Byly projednány různé důsledky takového rozsáhlého pokusu, přičemž se vycházelo z kombinovaných poznatků několika světových odborníků, včetně zástupců tasmánského Hydro Cloud Seeding Project, který se však nezmiňuje o dřívějších pokusech s výsevem mraků prováděných tehdejším úřadem pro Sněžné hory, jenž modifikaci počasí odmítl. Pokus si vyžádal změny legislativy Nového Jižního Walesu v oblasti životního prostředí, aby se usnadnilo umístění zařízení pro výsev mraků. Moderní experiment není pro australské Alpy podporován.

V prosinci 2006 oznámila vláda australského Queenslandu financování výzkumu „teplých mraků“ ve výši 7,6 milionu dolarů, který budou společně provádět Australský meteorologický úřad a Národní centrum pro výzkum atmosféry Spojených států. Od výsledků studie se očekává, že zmírní přetrvávající sucho ve státech jihovýchodní oblasti.

V březnu 2020 vědci ze Sydney Institute of Marine Science Centre a Southern Cross University vyzkoušeli výsev mořských mraků u pobřeží australského Queenslandu s cílem ochránit Velký bariérový útes před bělením a odumíráním korálů během mořských vln veder. Pomocí dvou vysokotlakých turbín tým rozprašoval do vzduchu mikroskopické kapičky slané vody. Ty se pak odpařují a zanechávají za sebou velmi malé krystalky soli, na které se přichytí vodní pára a vytvoří mraky, které účinněji odrážejí slunce.

AfrikaEdit

V Mali a Nigeru se výsev mraků používá také v celostátním měřítku.

V roce 1985 začala marocká vláda s programem výsevu mraků nazvaným „Al-Ghait“. Systém byl v Maroku poprvé použit v roce 1999; v letech 1999-2002 se používal také v Burkině Faso a od roku 2005 v Senegalu.

.