Vincent J. Schaefer nghiên cứu tạo mưa nhân tạo trong phòng thí nghiệm - Ảnh: Herbert Gehr

Ngày 25-8, tỉnh Tứ Xuyên đã sử dụng máy bay không người lái Dực Long-2H bắn 20 ống iodine bạc để tạo mưa.

Nhà hóa học tự học tạo mưa

Muốn gieo mưa nhân tạo cần phải phát tán chất xúc tác lên đám mây. Chất xúc tác có thể là iodine bạc đối với đám mây lạnh hoặc muối đối với đám mây ẩm. Có nhiều cách để chất xúc tác tiếp xúc với đám mây. 

Hai cách phổ biến nhất là dùng máy bay bay lên bắn đạn chứa iodine bạc vào đám mây và dùng máy phun từ mặt đất thổi hỗn hợp iodine bạc và aceton lên trời. 

Các hạt iodine bạc sẽ tạo thành nhân ngưng tụ giúp các phân tử nước hình thành nhanh hơn. Khi giọt nước đủ nặng, chúng sẽ rơi xuống đất dưới dạng mưa hoặc tuyết.

Lần làm mưa nhân tạo đầu tiên đã được thực hiện tại Mỹ trong thập niên 1940. 

Sau nhiều ngày nghiên cứu trong phòng thí nghiệm, hôm 13-11-1946, máy bay chở nhà hóa học Vincent J. Schaefer (1906-1993) bay trên núi Greylock ở phía tây bang Massachusetts và phát tán đá khô (CO2 - carbon dioxide dạng rắn) vào các đám mây và tạo ra cơn bão tuyết thành công. 

Thật ra, tuyết nhân tạo đã tan chảy hết trước khi rơi xuống sườn núi, nhưng sự kiện này đã gây chấn động nước Mỹ.

Sáng chế làm mưa nhân tạo có nguồn gốc từ thời chiến tranh. Trong Chiến tranh thế giới thứ hai, các nhà khoa học thuộc phòng thí nghiệm của Công ty General Electric đã nghiên cứu làm sao sử dụng máy phun khói để tạo sương mù nhân tạo che giấu tàu trên biển. 

Với công trình nghiên cứu này, nhà hóa học - vật lý Irving Langmuir đã nhận được giải Nobel hóa học năm 1932. Sau đó, Vincent Schaefer (là cộng sự của Langmuir) đã bắt tay vào nghiên cứu về vật lý hình thành đám mây. Dựa trên các nghiên cứu thời chiến, ông nghĩ đến cách gieo chất xúc tác vào đám mây để tạo mưa và tuyết nhân tạo.

Có thể nói, Vincent Schaefer là nhà hóa học tự học. Ông bỏ học trung học từ năm 15 tuổi để phụ giúp gia đình, sau đó tự học và ngấu nghiến đọc sách. 

Chương trình đào tạo chính thức duy nhất ông hoàn thành là làm ở Viện Davey về phẫu thuật cây một thời gian với tư cách người chăm sóc vườn cảnh. 

Nhận ra tài năng của Schaefer với kinh nghiệm thực hành như nhà tự nhiên học, TS Langmuir đã đưa ông vào General Electric làm quen với thế giới hóa học bề mặt. Ông đã sớm phát triển thành nhà nghiên cứu khoa học về các dự án và khí tượng học thời chiến tranh.

Nhật đã nghiên cứu về điều chỉnh thời tiết từ những năm 1950. Thành phố Tokyo đã lắp máy tạo mưa nhân tạo từ năm 1965. 

Một trong các máy tạo mưa được đặt trong nhà kho gần đập Ogouchi trên thượng nguồn sông Tama ở Okutama (cách Tokyo 65km). 

Nơi đây được gọi nôm na là "trạm khói Ogouchi". Iodine bạc ở dạng lỏng trộn với aceton trong quá trình đốt cháy phát ra khói. Máy tạo mưa sẽ phun khói lên trời. Ngoài "trạm khói Ogouchi", Tokyo còn có thêm ba máy đặt ở phía tây con đập thuộc tỉnh Yamanashi.

Theo Hãng thông tấn Kyodo News (Nhật), từ năm 1965, các máy tạo mưa đã vận hành khoảng 800 ngày và từ năm 2001 không còn chính thức được đưa vào sử dụng thực tế nữa. 

Mặc dù có hạn hán trong năm 2013 và 2016 nhưng các máy tạo mưa chỉ vận hành thử nghiệm vì còn nhiều nguồn nước khác ngoài nước sông Tama. 

Một quan chức chính quyền Tokyo giải thích: "Một mình máy tạo mưa không thể giải quyết tình trạng thiếu nước. Tuy nhiên, vận hành chúng để ngầm truyền đạt mức độ nghiêm trọng của tình hình cho người dân và là một cách đề nghị người dân hợp tác hạn chế dùng nước".

Sử dụng máy bay bắn ống phóng chứa iodine bạc vào đám mây để tạo mưa ở UAE - Ảnh: AFP

Làm mưa không chống triệt để được hạn hán

Đến nay, công nghệ tạo mưa nhân tạo đã được khoảng 50 quốc gia trên thế giới thực hiện. Từ nhiều thập niên qua, Trung Quốc đã đầu tư nguồn lực khổng lồ cho các chương trình tạo mưa nhân tạo. 

Các Tiểu vương quốc Ả Rập thống nhất (UAE), Saudi Arabia, Nga, các nước Bắc Phi và nhiều nước khác đã nỗ lực áp dụng kỹ thuật này để chống hạn. Dù vậy, đến nay vẫn còn nhiều tranh luận khoa học về phương pháp tạo mưa nhân tạo.

Tại Nhật, dù thành phố Tokyo đã cải thiện đáng kể phương pháp đốt cháy hợp chất iodine bạc - aceton và nồng độ dung dịch, máy tạo mưa chỉ có thể làm tăng 5% lượng mưa. 

Ngoài ra cũng chỉ có thể tạo được mưa khi đáp ứng một số điều kiện thời tiết nhất định, ví dụ như đúng hướng gió. Để tăng lượng mưa hiệu quả hơn, chính quyền Tokyo dự kiến sử dụng máy bay, nhưng cuối cùng phải bỏ ý định này vì chi phí quá cao.

GS Andrea Flossmann tại Đại học Clermont Auvergne (Pháp) - thành viên nhóm chuyên gia về điều chỉnh thời tiết của Tổ chức Khí tượng thế giới (WMO) - nhận xét: "Có rất ít trường hợp gieo mưa nhân tạo được chứng minh đạt hiệu quả về khoa học". 

Bà giải thích: "Khi quan sát đám mưa sau khi làm mưa nhân tạo, chúng ta không biết đó là mưa tự nhiên hay mưa nhân tạo. Tôi không tin việc này có thể cứu chúng ta. Tôi nghi ngờ chúng ta có thể làm điều này với số lượng đủ để ngăn chặn tác động của hiện tượng nóng lên toàn cầu".

Theo báo The New York Times, năm 2021 Israel đã dừng chương trình tạo mưa nhân tạo vì lý do kinh tế và thiếu hiệu quả. Dù vậy, báo cáo của WMO ghi nhận công nghệ làm mưa nhân tạo đã đạt kết quả ở vùng núi, nơi các đám mây hình thành do chuyển động của không khí trên ngọn núi.

Lượng mưa ở đây có thể tăng thêm 10 - 15%. Như vậy làm mưa nhân tạo để chống hạn hán chỉ có tác dụng đối với một số đám mây nhất định như các đám mây hình thành tự nhiên từ độ ẩm trên mặt đất.

Làm mưa nhân tạo có thể làm tăng nguồn nước nhưng không thể chống hạn hán triệt để vì đòi hỏi luôn có sẵn mây trong khi báo cáo của WMO lưu ý: "Không ai có thể tạo ra hoặc xua mây được". 

Ngoài ra, làm mưa nhân tạo còn có thể gây nhiều rủi ro về môi trường. Đến nay vẫn chưa có công trình nghiên cứu nào phân tích sử dụng iodine bạc sẽ gây hậu quả ô nhiễm đất tiềm ẩn thế nào. 

Một số nhà khoa học cho rằng lượng iodine bạc thải ra trong quá trình tạo mưa quá ít nên khó tác động xấu đến đa dạng sinh học. Một số nhà nghiên cứu khác lại chỉ ra rằng hợp chất iodine bạc - aceton vẫn có độc tính.

GS Flossmann lưu ý: "Iodine bạc là chất độc nếu sử dụng số lượng lớn. Song hiện nay nồng độ quan sát được trên mặt đất vẫn dưới ngưỡng của Tổ chức Y tế thế giới". 

Chính quyền Tokyo thừa nhận iodine bạc là một chất mà cơ thể khó hấp thụ nhưng ghi nhận chưa có báo cáo nào về tác hại của mưa nhân tạo đối với cơ thể con người hoặc môi trường.

-------------------------

Israel với hơn 50% diện tích là sa mạc, thường xuyên bị hạn hán và thiếu nước. Vậy mà hiện nay nước này đã sản xuất nhiều hơn 20% lượng nước cần dùng. Israel có bí mật nào giúp sa mạc nở hoa?

Kỳ tới: Bí mật phép lạ nước từ sa mạc Israel

Hạn hán - mầm mống đói kém và hủy diệt - Kỳ 4: Đồng khô cháy, bão đen và dân di cư

TTO - Cách đây tám thập niên, nhiều triệu người đổ xô di cư về bang California vì miếng cơm manh áo. Họ không phải là dân nhập cư nước ngoài mà là dân Mỹ chính gốc.