Cloud Seeding: Mengapa Para Ilmuwan Berusaha Membuatnya Salju

Air adalah sumber daya berharga yang mempengaruhi hampir semua aspek kehidupan di Bumi. Ini juga terbatas, sehingga orang menggunakan berbagai metode untuk memastikan bahwa pasokan memenuhi permintaan.

Salah satu teknik tersebut adalah penyemaian awan - menambahkan partikel ke atmosfer untuk mempromosikan pembentukan hujan atau salju. Saat ini banyak entitas di seluruh Barat - termasuk lembaga pemerintah negara bagian dan lokal, utilitas, dan area ski - awan benih dalam upaya untuk meningkatkan salju musim dingin di pegunungan. Semakin banyak paket salju berarti semakin banyak limpasan musim semi dan musim panas, yang memasok pasokan air lokal, mengairi tanaman, dan bahan bakar bendungan yang menghasilkan tenaga listrik tenaga air.

Penyemaian awan juga telah digunakan dalam upaya untuk membubarkan kabut di bandara, meningkatkan curah hujan musim panas, dan mengurangi hujan es. Faktanya, penyemaian awan terjadi di lebih dari 50 negara di seluruh dunia. Namun, terlepas dari semua aktivitas ini, kami masih tidak tahu apakah itu berfungsi.

Kami adalah ilmuwan atmosfer dan baru-baru ini melakukan studi lapangan untuk mengevaluasi penyemaian awan sebagai cara meningkatkan paket salju gunung dari badai musim dingin. Hasil kami dengan jelas menunjukkan bahwa, setidaknya dalam kondisi tertentu, adalah mungkin untuk mengubah evolusi dan pertumbuhan partikel awan, yang menyebabkan turunnya salju yang tidak akan terjadi. Pertanyaan selanjutnya adalah apakah penyemaian awan dapat menjadi alat yang efektif bagi pengelola air di Amerika Serikat bagian barat.

Membuat Kristal Di Dalam Awan

Awan terdiri dari tetesan air yang terlalu kecil untuk jatuh sebagai presipitasi. Tetesan ini sering menjadi sangat dingin pada suhu di bawah titik beku - serendah 0 derajat Fahrenheit (minus 18 derajat Celcius) atau lebih dingin. Dalam banyak keadaan, kristal es (yang dapat tumbuh dengan cepat dengan adanya cairan yang sangat dingin) harus ada agar awan menghasilkan jumlah curah hujan yang signifikan. Untuk awan yang terbentuk ketika udara terangkat di atas gunung, jika tidak ada kristal es, atau terlalu sedikit di antaranya, ada, banyak tetesan air yang membentuk awan itu menguap begitu saja di sisi bawah angin gunung.

Penyemaian awan musim dingin didasarkan pada hipotesis bahwa ketika air yang sangat dingin ada di awan, ia dapat dimodifikasi dengan memperkenalkan partikel yang bertindak sebagai inti es buatan. Proses ini menciptakan kristal es yang akan memanfaatkan air yang sangat dingin untuk tumbuh cukup besar sehingga akhirnya jatuh ke permukaan sebagai salju.

Penyemaian awan dipelopori oleh ilmuwan atmosfer Bernard Vonnegut, saudara dari novelis terkenal Kurt Vonnegut. Pada tahun 1947, lab Vonnegut menunjukkan bahwa perak iodida adalah inti es efektif yang dapat membentuk es pada suhu yang jauh lebih hangat daripada inti es yang terjadi secara alami.

Selama 40 tahun ke depan, para ilmuwan yang mempelajari seeding cloud membuat penemuan signifikan tentang hampir semua aspek fisika cloud. Meskipun demikian, pada tahun 2003, Dewan Riset Nasional menyimpulkan bahwa “masih belum ada bukti ilmiah yang meyakinkan tentang kemanjuran upaya modifikasi cuaca yang disengaja.” Meskipun demikian, negara bagian dan masyarakat terus melakukan penyemaian awan operasional, sementara penelitian mengenai efektivitasnya menjadi dasar berhenti.

Jalan Menuju SNOWIE

Mengapa program-program ini ada tanpa bukti ilmiah bahwa mereka bekerja? Jawabannya sederhana: Negara-negara Barat membutuhkan air, dan banyak pembuat keputusan percaya bahwa penyemaian awan dapat menjadi cara yang hemat biaya untuk memproduksinya.

Pada tahun 2004 negara bagian Wyoming menugaskan proyek percontohan, yang sampai pada kesimpulan yang sama dengan banyak studi sebelumnya: Penyemaian awan mungkin telah meningkatkan curah hujan, tetapi peningkatan tersebut juga dapat dijelaskan oleh variabilitas alami dalam sistem badai. Namun, proyek saudara yang didanai oleh National Science Foundation menunjukkan bahwa alat pemodelan komputer baru dan peningkatan instrumentasi dapat menghasilkan beberapa wawasan baru.

Sementara itu, Idaho Power Company bekerja dengan Pusat Penelitian Atmosfer Nasional untuk mengevaluasi program penyemaian awan operasional yang sedang berjalan perusahaan. Dari kolaborasi ini muncul ide untuk menggunakan alat pemodelan komputer baru dan instrumentasi yang ditingkatkan untuk menilai efektivitas program penyemaian awan Idaho Power. Hasil akhirnya adalah proyek kami, Awan Seeded dan Natural Orographic Wintertime: Idaho Experiment, atau SNOWIE.

Dari Silver Iodide ke Snow

Pada musim dingin 2017, kami berangkat dipersenjatai dengan radar canggih, seperti Doppler on Wheels (DOWs), yang kami posisikan di lokasi puncak gunung, dan Wyoming Cloud Radar (WCR), yang kami pasang di pesawat penelitian. Alat-alat ini memungkinkan kami untuk mengintip ke awan untuk menentukan di mana dan kapan curah hujan berkembang.

Setelah awan diunggulkan dengan partikel perak iodida, kami menggunakan probe pencitraan yang tergantung dari sayap pesawat penelitian untuk memeriksa detail halus partikel awan saat pesawat melewati dan keluar dari daerah yang diunggulkan. Hanya dua minggu dalam proyek lapangan 10 minggu kami, radar kami mendeteksi sinyal curah hujan pertama yang tak terbantahkan yang dihasilkan dari penyemaian awan.

Kami melihat sinyal yang jelas dan jelas bahwa melepaskan partikel perak iodida memulai pembentukan kristal es, dan kristal-kristal ini tumbuh menjadi salju dan jatuh ke permukaan gunung. Di dalam area yang dipengaruhi oleh penyemaian, konsentrasi kristal es meningkat ratusan, mengarah ke pembentukan salju. Sebaliknya, hanya 1 kilometer jauhnya di daerah awan yang tidak diunggulkan, awan itu sebagian besar terdiri dari tetesan cairan kecil dan sebagian besar tanpa es.

Bagaimana kita bisa tahu bahwa apa yang kita lihat sebenarnya karena penyemaian awan? Dalam satu kasus, sebuah pesawat terbang bolak-balik di sepanjang jalur lurus yang tegak lurus dengan arah angin, melepaskan iodida perak. Iodide perak mulai menyebar angin melalui awan dalam bulu-bulu zig-zag - pola yang diciptakan oleh pola penerbangan pesawat dan tidak akan terjadi secara alami. Kami melihat gema radar terbentuk dalam pola zig-zag yang sesuai dengan prediksi kami berdasarkan kapan dan di mana iodida perak dilepaskan di awan.

Bisakah Cloud Seeding Membuat Perbedaan?

Sekarang kita tahu bahwa penyemaian awan dapat menyebabkan salju, kita ingin melihat apakah itu dapat mengubah keseimbangan air di seluruh pegunungan. Data dari SNOWIE akan digunakan dalam model komputer untuk menguji gagasan kami tentang bagaimana penyemaian awan dapat memengaruhi hujan salju musiman dan mengukur dampaknya. Pada akhirnya, pengelola air dan pejabat publik akan ingin tahu berapa banyak curah hujan tambahan yang dapat dihasilkan karena penyemaian awan, dan apakah ini merupakan cara yang hemat biaya untuk menambah curah hujan di daerah aliran sungai setempat.

Robert M. Rauber dari Universitas Illinois, Katja Friedrich dari Universitas Colorado, Bart Geerts dari Universitas Wyoming, Roy Rasmussen dan Lulin Xue dari Pusat Nasional untuk Penelitian Atmosfer, dan Mel Kunkel dan Derek Blestrud dari Perusahaan Listrik Idaho juga berpartisipasi dalam studi SNOWIE yang dibahas dalam artikel ini.

Artikel ini awalnya diterbitkan di The Conversation oleh Jeffrey French dan Sarah Tessendorf. Baca artikel asli di sini.