Con người và nỗ lực kiểm soát mưa
Kiểm soát thời tiết từng là mơ ước lạ lùng: biến bầu trời khô hạn thành mây mưa khi cần hoặc giải tán mưa không mong muốn. Trải qua nhiều thế kỷ dựa vào nghi lễ và niềm tin, bước ngoặt thực nghiệm bắt đầu xuất hiện khi một số nhà khoa học và kỹ sư thử can thiệp trực tiếp vào cấu trúc mây, sử dụng cả thiết bị cơ khí lẫn hóa chất và trường điện tích. Ba hướng tiếp cận tiêu biểu—một phát minh mang tính lịch sử nhưng gây tranh cãi, một kỹ thuật hóa học đã được ứng dụng rộng rãi, và một hệ thống phát ion quy mô—phản ánh các cách nhìn khác nhau về việc ‘gọi’ mưa.
Cloudbuster: một ý tưởng ban đầu đầy tranh luận
Trong giữa thế kỷ 20, Wilhelm Reich, một nhà phân tâm học người Áo, giới thiệu một thiết kế máy nhằm tác động đến hiện tượng mây. Ông gọi thiết bị của mình là Cloudbuster và giải thích rằng nó thu được một dạng năng lượng ông đặt tên là orgone. Về mặt cấu tạo, Cloudbuster gồm các ống kim loại rỗng đặt song song, một đầu hướng lên trời và đầu kia dẫn về một hệ thống ống nhỏ hơn nối tới thùng chứa nước.
Reich khẳng định thiết bị có khả năng điều chỉnh mây: tập hợp để gây mưa hoặc giải tán để ngăn mưa, thậm chí với khả năng tạo ra lốc xoáy nếu được điều khiển phù hợp. Một kỷ niệm hay được nhắc đến là vào năm 1953 khi một nhóm nông dân trồng việt quất ở bang Maine, Hoa Kỳ, thuê Reich lắp đặt Cloudbuster để cứu mùa vụ; theo ghi nhận, máy hoạt động hơn một giờ và sáng hôm sau có một trận mưa lớn.
Tuy vậy, cách lý giải và hiệu quả của Cloudbuster không được cộng đồng khoa học chấp thuận rộng rãi. Nhiều người xem các kết quả là may rủi hoặc chưa đủ bằng chứng khoa học, do đó thiết bị này được đặt trong diện những nỗ lực tiên phong nhưng vẫn mang dấu hỏi lớn về tính thực nghiệm.
Chân dung của Wilhelm Reich
Wilhelm Reich và chiếc máy Cloudbuster của ông
Bản ghi chép của Reich về sự hoạt động của chiếc máy
Chiếc máy Cloudbuster thời xưa còn sót lại
Chiếc máy Cloudbuster được cải tiến
Gieo mây (cloud seeding): kỹ thuật hóa học đã được triển khai
Khác với Cloudbuster về lý thuyết, phương pháp gieo mây dựa trên can thiệp vật lý-hóa học vào quá trình ngưng tụ trong đám mây. Các tác nhân được sử dụng nhằm thúc đẩy sự hình thành giọt hoặc tinh thể băng, qua đó thay đổi lượng và hình thức mưa.
Các chất thường được nhắc đến trong kỹ thuật này gồm bạc iodua, oxit nhôm và băng khô. Đối với đám mây ấm hơn, người ta còn có thể dùng muối hoặc propan ở dạng lỏng. Những tác nhân này hoạt động như hạt nhân ngưng tụ, kích thích hơi nước trong không khí chuyển thành giọt nước hoặc băng nhanh hơn so với quá trình tự nhiên.
Ý tưởng ban đầu được phát triển bởi Vincent Schaefer, và sau đó Bernard Vonnegut tìm ra các hóa chất thích hợp giúp nâng cao hiệu quả của phương pháp. Việc phân tán các tác nhân vào khí quyển có thể thực hiện bằng máy bay hoặc thông qua thiết bị bắn từ mặt đất.
Trước khi tiến hành, các yếu tố khí tượng như hướng gió và đối lưu phải được khảo sát kỹ. Khi điều kiện phù hợp, gieo mây được sử dụng ở nhiều nơi trên thế giới. Danh sách các quốc gia có ứng dụng kỹ thuật này bao gồm Mỹ, Úc, Trung Quốc, Ấn Độ và một số quốc gia ở châu Phi.
Ứng dụng của gieo mây không chỉ là tăng lượng mưa; kỹ thuật này còn được dùng để giảm thiểu mưa đá, hạn chế tuyết dày hoặc xóa mù. Ở một số trường hợp lịch sử, phương pháp này từng được quân đội sử dụng với mục tiêu chiến lược: trong chiến tranh Việt Nam, Hoa Kỳ thực hiện khoảng 2.600 chuyến bay và rải hơn 47.000 đơn vị bạc iodua, dẫn tới mưa kéo dài trên một khu vực trong hơn 30 ngày, nhằm gây ảnh hưởng lên đường mòn chiến lược.
Phương pháp “gieo mây”
Các chất được sử dụng như băng khô, bạc iodua, oxit nhôm, muối…
Gieo hóa chất bằng máy bay
Gieo hóa chất từ mặt đất bằng súng
Gieo hóa chất từ mặt đất bằng tàu
Thiết bị phát ion của UAE: hướng tiếp cận điện tích quy mô lớn
Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất (UAE) đối mặt với khí hậu khô hạn: lượng mưa hàng năm ở mức thấp, khoảng 110 mm mỗi năm. Trăn trở trước thực tế này đã dẫn tới một chương trình nghiên cứu do chính quyền nước này khởi xướng, nhằm tìm giải pháp tăng xác suất mưa ở các vùng nhất định.
Kết quả là sự ra đời của một hệ thống phát ion cỡ lớn, do một công ty Thụy Sĩ xây dựng. Các cấu trúc này được mô tả như “cây” cao hướng lên trời, phát ra các dòng điện tích trên diện rộng. Nguyên lý vận hành dựa trên phân bố điện tích: ion dương có xu hướng chìm xuống đất, trong khi ion âm có thể gắn các hạt bụi và đưa chúng lên cao hơn; các hạt này sau đó trở thành hạt nhân ngưng tụ, góp phần hình thành mây và tích tụ hơi ẩm.
Hệ thống này chỉ hoạt động khi độ ẩm tương đối trong không khí đạt một ngưỡng nhất định; theo ghi nhận, điều kiện tối thiểu là khoảng 30% độ ẩm tương đối. Hiện các thiết bị dạng này đang trong giai đoạn hoàn thiện và được triển khai tại một số khu vực ở UAE, với nguồn đầu tư lớn từ các nhà tài trợ trong nước.
Dàn thiết bị tạo dòng ion của UAE
Nguyên lý hoạt động của thiết bị
Dàn thiết bị tương tự của Australia
So sánh ngắn giữa ba hướng tiếp cận
Mỗi phương pháp nêu trên xuất phát từ một tiền đề khác nhau. Cloudbuster dựa trên lý giải về một dạng năng lượng đặc thù và mang tính thử nghiệm lịch sử; gieo mây là phương thức có cơ sở vật lý-hóa học rõ rệt, đã được triển khai ở nhiều khu vực; hệ thống phát ion hướng tới giải pháp cơ điện trên quy mô lớn, đòi hỏi điều kiện khí hậu nhất định và nguồn lực đầu tư mạnh.
Về ứng dụng thực tế, gieo mây là phương pháp có hồ sơ triển khai phong phú nhất trong danh sách; các chiến dịch thử nghiệm và ứng dụng từng giúp giải quyết hạn hán hoặc giảm thiểu thời tiết bất lợi trong nhiều trường hợp. Hệ thống phát ion là một hướng đổi mới với tiềm năng khi được tối ưu, còn Cloudbuster thuộc về những nỗ lực tiên phong nhưng chưa được cộng đồng khoa học công nhận rộng rãi.
Điểm cần cân nhắc trước khi áp dụng
Khi cân nhắc sử dụng bất cứ phương pháp can thiệp thời tiết nào, cần lưu ý: điều kiện khí tượng phải phù hợp, nghiên cứu tác động môi trường và xã hội là cần thiết, đồng thời đánh giá thực nghiệm để xác định hiệu quả thực tế. Một số phương pháp dùng hóa chất đòi hỏi quản lý chặt chẽ về liều lượng và vị trí phun, trong khi các hệ thống điện tích cần kiểm tra điều kiện độ ẩm và khả năng vận hành liên tục.
Câu hỏi thường gặp
Cloudbuster có được xem là một phương pháp khoa học xác thực?
Hiện tại, Cloudbuster của Wilhelm Reich vẫn bị đặt nhiều hoài nghi; mặc dù có những ghi nhận lịch sử về sự kiện mưa sau khi thiết bị hoạt động, cộng đồng khoa học chưa công nhận rộng rãi cơ chế orgone mà Reich mô tả.
Gieo mây sử dụng những chất nào và triển khai ra sao?
Những tác nhân phổ biến gồm bạc iodua, oxit nhôm và băng khô; với đám mây ấm có thể dùng muối hoặc propan dạng lỏng. Việc phân tán diễn ra bằng máy bay hoặc thiết bị phóng từ mặt đất, sau khi khảo sát các điều kiện khí tượng cần thiết.
Hệ thống phát ion của UAE cần điều kiện gì để hoạt động?
Theo thông tin hiện có, hệ thống hoạt động hiệu quả khi độ ẩm tương đối đạt tối thiểu khoảng 30%. Các công trình này vẫn đang được nghiên cứu hoàn thiện và triển khai tại một số vùng ở UAE.
Kết luận
Kiểm soát mưa là lĩnh vực kết hợp giữa tư duy sáng tạo, công nghệ và sự thận trọng khoa học. Từ các thiết bị mang tính thử nghiệm như Cloudbuster đến kỹ thuật gieo mây đã được áp dụng rộng rãi, và những hệ thống phát ion quy mô lớn, mỗi phương pháp đều cho thấy cả tiềm năng lẫn giới hạn. Khi xem xét ứng dụng, việc đánh giá điều kiện thực địa, hiệu quả thực nghiệm và các yếu tố môi trường xã hội là điều không thể bỏ qua.
