นวัตกรรมน่ารู้ 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)

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 เป็นที่รู้จักกันดีในชื่อโครงการพระราชดำริฝนหลวง” (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 จนมีคำกล่าวที่ว่านำ้คือชีวิต

ณัฐชนน อมรธำมรงค์
CIMAS/AOML, NOAA, Miami, FL