ภาษาไทยนวัตกรรมน่ารู้ ตอนที่ 6 : เทคโนโลยีเรียกฝน (Rain on Demand)
ความพยามที่จะเรียกฝนได้ตามต้องการ มีมาทุกยุคทุกสมัยในหลายๆประเทศ ซึ่งโดยส่วนใหญ่จะใช้วิธีเต้นรำเพื่อขอฝน เช่น การเต้นรำของชนเผ่าพื้นเมืองของอเมริกา และ พิธีแห่นางแมวของประเทศไทย
จะดีแค่ไหนถ้าเราสามารถควบคุมฝนได้ตามต้องการ? ประโยชน์มีมากมายครับ ที่สำคัญ ๆ คือ 1. ประเทศไทยจะไม่มีหน้าแล้ง มีน้ำกินน้ำใช้ตลอดปี 2. น้ำจะไม่ท่วมในพื้นที่สำคัญ เช่น กรุงเทพมหานคร เพราะสามารถควบคุมให้ฝนไปตกที่อื่นได้ 3. ปัญหาหมอกควันในภาคเหนือ ก็จะลดลงอย่างมากเมื่อฝนตก 4. ปัญหาไฟป่าที่ทำลายพื้นที่ป่าอย่างกว้างขวางทุกปีจะหมดไป
ในปี 2008 ประเทศจีนได้ยิงจรวดที่บรรจุสารซิลเวอร์ไอโอไดด์ จำนวนกว่า 1,100 ลำ เพื่อบังคับให้ฝนตกลงมาก่อนพิธีเปิดโอลิมปิก และเมื่อไม่นานมานี้ ประเทศจีนได้ทุ่มงบประมาณมากกว่า 6 พันล้านบาท เพื่อต้องการเพิ่มปริมาณฝนและหิมะในพื้นที่กว่า 960,000 ตารางกิโลเมตร นอกจากนั้นประเทศจีนได้ยืนยันว่าเทคโนโลยีที่ใช้ทำให้ปริมาณฝนที่ตก เพิ่มขึ้นถึง 55 พันล้านลูกบาศก์เมตร ตั้งแต่ปี 2006 ถึงปี 2016 โดยเฉพาะในภาคตะวันตกของประเทศจีน
สาเหตุที่มีเมฆ แต่ไม่มีฝน เนื่องจากปรากฏการณ์ที่เรียกว่า Super cooling คือ อุณหภูมิในก้อนเมฆมีค่าใกล้ศูนย์ หรือ แม้กระทั่งมีผลึกน้ำแข็งในก้อนเมฆ ซึ่งเป็นสภาวะที่ไอน้ำในก้อนเมฆไม่ควบแน่นเป็นหยดน้ำถึงแม้จะมีอุณหภูมิต่ำ นักวิทยาศาสตร์จึงคิดค้นวิธีรบกวนสภาวะ Super cooling เพื่อให้ไอน้ำในเมฆ สามารถควบแน่นเป็นหยดน้ำได้ เรียกว่า Cloud seeding
เนื่องจากข้อดีของการเรียกฝนได้ มีมากมายในหลาย ๆ ด้าน ทำให้หลายประเทศทั่วโลก (มากกว่า 52 ประเทศ) พยามศึกษาและพัฒนาเทคโนโลยีต่างๆขึ้นมา ในปัจจุบันเทคโนโลยีที่เป็นที่สนใจและนำมาใช้งาน มีดังต่อไปนี้
Chemical Cloud Seeding (การใช้สารเคมีเพื่อกระตุ้นเมฆฝน)
วิธีนี้เป็นวิธีดั้งเดิมที่ใช้กันอยู่ทั่วโลก โดยการพ่นสารเคมีเข้าไปในก้อนเมฆ เพื่อให้ไอน้ำเกิดการควบแน่นเป็นหยดน้ำ สารเคมีที่นิยมใช้ คือ ซิลเวอร์ไอโอไดด์ โปแตสเซียมไอโอไดด์ และ นำ้แข็งแห้ง
โพรเพนเหลว (Liquid propane) ก็ถูกนำมาทดลองใช้ และพบว่าสามารถทำให้เกิดการควบแน่นได้ที่อุณหภูมิสูงกว่าซิลเวอร์ไอโอไดด์
การทำ Cloud seeding ในตอนต้น จะมีการวิเคราะห์ว่าก้อนเมฆ มีความพร้อมที่จะทำหรือไม่ โดยใช้เรดาห์ช่วยในการวิเคราะห์ ถ้ามีความพร้อม ก้อนเมฆก็จะถูกพ่นด้วยสารเคมี เพื่อทำให้เกิดการควบแน่นขึ้น และเหนี่ยวนำให้เกิดเป็นน้ำฝนต่อไป
การพ่นสารเคมีเข้าไปในก้อนเมฆ สามารถทำได้โดยใช้เครื่องบิน หรือใช้อุปกรณ์ยิงจากพื้นดิน เช่น จรวด เพื่อปล่อยสารเคมีเข้าไปในก้อนเมฆโดยอาศัยกระแสลม
ข้อเสียของวิธีใช้สารเคมีนี้ คือ มีหลายขั้นตอนและค่อนข้างยุ่งยาก และสารเคมีบางตัวทำให้เกิดความกังวลถึงผลกระทบที่อาจจะเกิดขึ้นต่อสิ่งแวดล้อมและสุขภาพ
Ion Generation (การสร้างประจุไฟฟ้า เพื่อให้เกิดเมฆฝน)
ในปี 2011 บริษัท Metro Systems International ของประเทศสวิตเซอร์แลนด์ ได้ทำการทดลองติดตั้งเครื่องสร้างประจุไฟฟ้าขนาดใหญ่ กลางทะเลทราย ประเทศสหรัฐอาหรับเอมิเรตส์ ซึ่งเป็นพื้นที่ที่ไม่น่าจะมีฝนตกได้ โครงการนี้ใช้เงินลงทุนประมาณ 385 ล้านบาท ผลการทดลองพบว่า มีฝนตกถึง 52 ครั้ง ตลอดช่วงที่ทำการทดลองในเดือนกรกฏาคมถึงสิงหาคม โดยที่ไม่มีการทำนายว่าฝนจะตกจากศูนย์พยากรณ์อากาศเลยสักครั้งเดียว
เครื่องสร้างประจุไฟฟ้าจะสร้างสนามประจุไฟฟ้าขนาดใหญ่ โดยประจุไฟฟ้าบวกจะวิ่งกลับไปที่พื้นดิน ในขณะที่ประจุไฟฟ้าลบจะลอยขึ้นสู่อากาศ และไปจับตัวกับฝุ่นละอองระหว่างที่ลอยตัวขึ้นไป ฝุ่นละอองที่มีประจุไฟฟ้านี้จะทำหน้าที่กระตุ้นให้เกิดการควบแน่นของไอน้ำ คล้ายกับการทำงานของซิลเวอร์ไอโอไดด์ แต่ต่างกันตรงที่ไม่ต้องมีก้อนเมฆ เพื่อที่จะทำให้เกิดฝน ขอแค่มีค่าความชื้นสัมพัทธ์มากกว่าร้อยละ 30 โดยเครื่องมือนี้สามารถทำงานได้แม้แต่วันที่ไม่มีก้อนเมฆเลย
สถาบัน Max Planck Institute for Meteorology ได้ทำการติดตามการทดลองนี้โดยตลอด และให้การรับรองผลการทดลอง
เครื่องสร้างประจุไฟฟ้านี้ มีราคาประมาณ 350 ล้านบาท สำหรับการสร้างและติดตั้ง และมีค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาประมาณ 300 ล้านบาทต่อปี
Laser (การใช้แสงเลเซอร์)
ภาพจาก http://www.popsci.com/technology/article/2010-05/lasers-could-trigger-clouds-and-perhaps-rain-demand
นักวิทยาศาสตร์ได้ทดลองใช้แสงเลเซอร์ในช่วงอินฟราเรด (Infrared laser) ทำให้อิเล็กตรอนหลุดออกจากอะตอมต่างๆที่อยู่ในอากาศ และทำให้เกิด hydroxyl radicals (.OH) ขึ้น ซึ่งสามารถช่วยให้เกิดการไอน้ำรอบๆลำแสงเลเซอร์ได้ นอกจากนั้น นักวิทยาศาสตร์ยังเชื่อว่า เทคโนโลยีน่าจะนำไปใช้ทำ cloud seeding ได้ โดยลำแสงเลเซอร์น่าจะช่วยเหนี่ยวนำให้เกิดการควบแน่นของไอน้ำในก้อนเมฆได้ เทคโนโลยีนี้ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น ยังไม่ประสบความสำเร็จในการใช้งานจริง
******************************
อย่างไรก็ตาม ความสำเร็จของเทคโนโลยีเรียกฝนเหล่านี้ ยังคงเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ในวงการวิทยาศาสตร์ เพราะยากที่จะพิสูจน์ได้ว่าฝนที่เกิดขึ้น มันกำลังจะเกิดขึ้นอยู่แล้ว หรือว่ามาจากผลของเทคโนโลยีที่ใช้
ประเทศไทยเราเองก็มีเทคโนโลยีเรียกฝน มาหลายสิบปีแล้ว เป็นที่รู้จักกันดีในชื่อ “โครงการพระราชดำริฝนหลวง” (http://www.chaipat.or.th/site_content/65–qq6/230-theory-of-water-resource-development-in-the-atmosphere.html) ซึ่งเป็นโครงการที่ก่อกำเนิดจากพระมหากรุณาธิคุณ ของพระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดช ที่ทรงห่วงใยในความทุกข์ยากของพสกนิกรในท้องถิ่นทุรกันดาร ที่ต้องประสบปัญหาขาดแคลนน้ำเพื่ออุปโภคบริโภค และเกษตรกรรม อันเนื่องมาจากความแห้งแล้ง พระองค์ทรงทุ่มเทพระวรกาย ในการคิดค้น วิจัยและพัฒนาโครงการที่มีความสำคัญอย่างยิ่งนี้จนประสบความสำเร็จ จากปัญหาที่ทรงสังเกตเห็นและพระเนตรที่ยาวไกล
“…แต่มาเงยดูท้องฟ้า มีเมฆ ทำไมมีเมฆอย่างนี้ ทำไมจะดึงเมฆนี่ให้ลงมาได้ ก็เคยได้ยินเรื่องทำฝนก็มาปรารภกับคุณเทพฤทธิ์ ฝนทำได้มีหนังสือ เคยอ่านหนังสือทำได้...”
กลายมาเป็นแนวพระราชดำริอันยิ่งใหญ่ ที่ช่วยให้ประเทศไทยรอดพ้นวิกฤติภัยแล้งมาได้หลายครั้ง จวบจนทุกวันนี้
สุดท้ายนี้ ผู้เขียนอยากจะขอเน้นย้ำถึงความสำคัญของ โครงการพระราชดำริฝนหลวง เนื่องจากการคาดการณ์ของนักวิทยาศาสตร์ทั่วโลก ว่าอีกไม่กี่สิบปีข้างหน้านี้ ปัญหาการขาดแคลนน้ำจะเป็นปัญหาต่อหลายประเทศทั่วโลก ประเทศไทยเองก็เคยประสบปัญหาภัยแล้งหลายครั้งในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ดังนั้นการพัฒนา โครงการพระราชดำริฝนหลวง ให้มีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง จึงเป็นเรื่องสำคัญอย่างยิ่ง เพราะนำ้เป็นองค์ประกอบสำคัญมากสำหรับการดำรงอยู่ของสังคม วัฒนธรรม หรือแม้กระทั่งชีวิตของเราเอง จนมีคำกล่าวที่ว่า “นำ้คือชีวิต”
ณัฐชนน อมรธำมรงค์
CIMAS/AOML, NOAA, Miami, FL