Tình trạng hạn hán ngày càng trở nên phổ biến do biến đổi khí hậu, khiến một nửa dân số thế giới có nguy cơ bị thiếu nước vào năm 2030.

Nhiều quốc gia trên thế giới đang tìm biện pháp giảm nhẹ những tác động này bằng cách tạo ra mưa nhân tạo dựa trên phương pháp gieo mây (cloud seeding).

Công nghệ gieo mây

Vào thập niên 1940, Vincent Schaefer và Bernard Vonnegut – hai nhà nghiên cứu tại tập đoàn General Electric (Mỹ) – tiến hành thí nghiệm kích thích sự tăng trưởng của các tinh thể băng trong những đám mây siêu lạnh trên đỉnh núi Washington thuộc tiểu bang New Hampshire. Núi Washington được mệnh danh là “ngọn núi bão tố nhất thế giới”.Sau khi tiến hành một loạt thí nghiệm tại ngọn núi và ở thành phố New York, hai nhà nghiên cứu cũng tạo ra được mưa nhân tạo bằng cách bắn những viên đạn chứa bạc iodua (AgI) vào đám mây. Họ nhận bằng sáng chế về kỹ thuật gieo mây năm 1948.

Không khíbao giờ cũngchứamột lượnghơi nướcnhất định tạo nên độ ẩmkhông khí, ngay cả ở những khu vực nóng và khô. Trước khi có mưa, hơi nước trong không khí lạnh dần và ngưng tụ trên các hạt nhỏ trong khí quyển (bụi, khói…) tạo thành những đám mây. Khi các giọt nước hoặc băng đá phát triển đủ lớn và nặng, chúng sẽ rơi xuống và tan chảy trên đường đi gây ra mưa.

Kỹ thuật gieo mây hoạt động dựa trên nguyên tắc tương tự. Các nhà khoa học thêm hóa chất vào đám mây để làm giảm nhiệt độ, đồng thời cung cấp thêm nhiều hạt nhân ngưng tụ hơi nước khiến quá trình tạo mưa diễn ra nhanh hơn. Những hóa chất thường dùng là bạc iodua (AgI), kali iodua (KI), carbon dioxide rắn (đá khô), propane lỏng (C3H8). Chúng được đưa vào trong đám mây nhờ máy bay có người lái, tên lửa điều khiển từ xa hoặc các thiết bị phát tán trên mặt đất.
 

 

Nguồn: iStock

Các nhà khoa học cho biết, một trong những vấn đề lớn nhất đối với các chương trình gieo mây là xác định tính hiệu quả của nó. Ngay cả với các kỹ thuật hiện đại ngày nay, chúng ta rất khó phân biệt hiện tượng mưa xảy ra theo quá trình tự nhiên hay do kỹ thuật gieo mây. “Câu hỏi luôn được đặt ra là: Nếu bạn không gieo mây thì trời có mưa hay không?”, Alan Robock, giáo sư địa vật lý tại Đại học Rutgers (Mỹ), cho biết.

Năm 2010, Hiệp hội Khí tượng học Mỹ(AMS) đưa ra một tuyên bố về công nghệ gieo mây. “Mặc dù lĩnh vực khoa học làm biến đổi thời tiết đã có những cải thiện đáng kể trong 5 thập kỷ qua, nhưng vẫn có những giới hạn nhất định trong việc sử dụng công nghệ gieo mây để tạo ra mưa. Nói cách khác, chúng ta vẫn cần tiến hành thêm nhiều nghiên cứu trong tương lai”, AMS nhận định.

Hàng chục quốc gia có chương trình điều khiển thời tiết

Bất chấp những tranh luận về tính hiệu quả của kỹ thuật gieo mây, nhiều quốc gia trên khắp thế giới vẫn áp dụng công nghệ sửa đổi thời tiết để đối phó với những thay đổi quy mô lớn về nhiệt độ và lượng mưa do hiện tượng biến đổi khí hậu gây ra. Theo ước tính của Tổ chức Khí tượng Thế giới (WMO), có 56 quốc gia tiến hành các chương trình điều khiển thời tiết vào năm 2016, so với 42 quốc gia năm 2011.

Trong đợt hạn hán diễn ra tại California và một số tiểu bang ở vùng Midwest (Mỹ) từ năm 2011 đến năm 2015, các dự án gieo mây đã được tiến hành để làm tăng lượng mưa, nhằm cung cấp nước sinh hoạt cho người dân và phục vụ mục đích canh tác nông nghiệp. “Mặc dù các dự án này có thể mang lại kết quả không đáng kể, chỉ làm tăng khoảng 10% lượng mưa hoặc tuyết rơi, nhưng chúng thực sự rất quý giá”, Bart Geerts, giáo sư về khoa học khí quyển tại Đại học Wyoming (Mỹ), cho biết.

Năm 2015, bang Maharashtra (Ấn Độ) chi 4,5 triệu USD để tạo ra mưa nhờ kỹ thuật gieo mây trong một đợt hạn hán nghiêm trọng kéo dài. Năm 2015, các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất (UAE) đầu tư 5 triệu USD cho Chương trình Nghiên cứu Khoa học Tăng cường Mưa (UAEREP). Ngay sau đó, UAE đã thực hiện 177 hoạt động gieo mây để gây mưa, bổ sung thêm nước cho hồ chứa và các tầng nước ngầm vào năm 2016.

Bộ Tài chính Trung Quốc đặt mục tiêu sử dụng công nghệ gieo mây để tạo ra hơn 60 tỷ m3 lượng mưa bổ sung mỗi năm, kể từ năm 2020.Trong mùa hè năm 2016, Trung Quốc chi 30 triệu USD cho dự án gây nhiều tranh cãi liên quan đến việc bắn những viên đạn chứa đầy muối và chất khoáng lên bầu trời nhằm tạo ra mưa, chống hạn hán và làm giảm tác động của thiên tai. Trước đó, Trung Quốc tuyên bố đã dọn sạch bầu trời cho Thế vận hội OlympicBắc Kinhnăm 2008 bằng cách khiến mưa xảy ra trước lễ khai mạc.

Đầu năm 2018, Trung Quốc thử nghiệm một hệ thống sửa đổi thời tiết mạnh mẽ nhưng chi phí tương đối thấp để mang lại nhiều mưa hơn cho cao nguyên Tây Tạng, nơi dự trữ lượng nước ngọt lớn nhất của châu Á. Hệ thống này bao gồm một mạng lưới khổng lồ các buồng đốt nhiên liệu được lắp đặt trên các ngọn núi cao của Tây Tạng. Chúng có thể làm tăng lượng mưa trong khu vực lên tới 10 tỷ m3 trong một năm, bằng khoảng 7% tổng lượng nước tiêu thụ của Trung Quốc. Hàng chục nghìn buồng đốt sẽ tạo mưa trên tổng diện tích khoảng 1,6 triệu km2, gấp ba lần diện tích Tây Ban Nha. Các buồng đốt sẽ đốt cháy nhiên liệu rắn để sản xuất tác nhân giúp hình thành mây là bạc iodua (AgI). Nếu thành công, đây sẽ là dự án kiểm soát thời tiết lớn nhất thế giới.

Những tác động đến môi trường

Hợp chất AgI dùng để tạo mây là một loại hóa chất độc hại. Động vật tiếp xúc quá nhiều với AgI có thể gây nên tình trạng thiếu máu hoặc ngộ độc muối bạc. Do đó, nhiều người lo ngại về những rủi ro có thể xảy ra khi phun hóa chất này vào trong không khí. Họ cho rằng, nếu sử dụng kỹ thuật tạo mưa nhân tạo thường xuyên, hóa chất AgI sẽ bắt đầu tích lũy trong cơ thể thực vật và động vật. Nhưng theo kết quả phân tích của các nhà khoa học từ năm 1950 đến nay, lượng AgI sử dụng trong các dự án gieo mây là quá thấp để gây độc cho bất kỳ dạng sống nào.

Kỹ thuật gieo mây cũng có thể dẫn đến một số nguy cơ khác. Ví dụ, các hóa chất phun vào đám mây bay theo hướng gió. Vì vậy, những vùng đón gió nhận được mưa nhiều hơn. Trong khi đó, các khu vực khác sẽ nhận được lượng mưa ít hơn.
 

Theo Khoa học và Phát triển