Η 3Δ Α.Ε. αποτελεί μία από τις πιο καινοτόμες εταιρίες παγκοσμίως όσον αφορά την προστασία από δυσμενή καιρικά φαινόμενα. Είναι μέλος της Weather Modification Association, ενώ αναλαμβάνει και υλοποιεί προγράμματα Τροποποίησης Καιρού από το 1981.
Η “μεταβολή” των καιρικών συνθηκών πραγματοποιείται με ειδικά τροποποιημένα αεροσκάφη, ραντάρ καιρού και εξειδικευμένο προσωπικό. Στόχος της εταιρίας είναι να αυξήσει τον υετό (βροχή ή χιόνι) με σκοπό την αντιμετώπιση των επιπτώσεων της ξηρασίας και της έλλειψης αποθεμάτων νερού αλλά και να προστατεύσει από το χαλάζι, μειώνοντας τις ζημιές σε καλλιέργειες και περιουσίες.
Προγράμματα “διαχείρισης” και προστασίας από δυσμενή καιρικά φαινόμενα μπορούν να υλοποιηθούν καθ’ όλη τη διάρκεια του χρόνου. Ειδικότερα, τα προγράμματα χαλαζικής προστασίας πραγματοποιούνται κατά τη διάρκεια των θερμών μηνών του έτους, όπου νέφη κατακόρυφης ανάπτυξης αναπτύσσονται περισσότερο, ενώ προγράμματα αύξησης του υετού (βροχή/χιόνι) επιφέρουν καλύτερα αποτελέσματα τους χειμερινούς μήνες.
Η μέθοδος που χρησιμοποιείται για την πραγματοποίηση των εν λόγω προγραμμάτων βασίζεται στην εισαγωγή επιπρόσθετων πυρήνων συμπύκνωσης σε περιοχές της ατμόσφαιρας (νέφη), όπου υπάρχει αρκετή υγρασία. Ωστόσο, αν απουσιάζουν οι εν λόγω πυρήνες, είναι απίθανο να δημιουργηθούν υδροσταγόνες ή παγοκρυστάλλια, ή σε περίπτωση που ο αριθμός των πυρήνων είναι μικρός, σχηματίζονται μεγάλα “έμβρυα”, τα οποία πέφτουν στο έδαφος ως χαλάζι.
Κατά την υλοποίηση προγραμμάτων Τροποποίησης, η 3Δ Α.Ε. χρησιμοποιεί τη μέθοδο της απευθείας διάχυσης των πυρήνων συμπύκνωσης. Αυτό σημαίνει ότι, η σπορά των νεφών με Ιωδιούχο Άργυρο (AgI) ή ξηρό πάγο στην περιοχή στόχο και στην κατάλληλη χρονική στιγμή, γίνεται με εναέρια μέσα (αεροπλάνα) με σκοπό την αποτελεσματικότερη εφαρμογή της μεθόδου. Μ’ αυτόν τον τρόπο η διαθέσιμη υγρασία της ατμόσφαιρας κατανέμεται σε περισσότερα υδροσταγονίδια ή παγοκρυστάλλια, τα οποία πέφτουν στο έδαφος ως βροχή ή χιόνι.
Η περιβαλλοντική επίδραση της σποράς νεφών έχει αποδειχθεί μέσα από έρευνες και μελέτες ότι είναι μηδαμινή. Στις περιοχές που εφαρμόζονται προγράμματα Τροποποίησης Καιρού, οι ποσότητες AgI που ανιχνεύονται στη χλωρίδα, την πανίδα και το έδαφος δεν ξεπερνούν τις τιμές υποβάθρου του ευρύτερου περιβάλλοντος.
Παρόμοια προγράμματα έχουν εφαρμοστεί σε όλον τον κόσμο. Παράλληλα, οι δυνατότητες των μετεωρολογικών ραντάρ συνεισφέρουν στην καλύτερη παρακολούθηση των νεφών και παρέχουν ποσοτικά και ποιοτικά δεδομένα σε πραγματικό χρόνο.
Λόγω του γεγονότος ότι πρέπει:
- Να προβλέψουμε εγκαίρως και με ακρίβεια την σημασία των προβλημάτων που σχετίζονται με τον καιρό και να λάβουμε τα κατάλληλα μέτρα για την αντιμετώπισή τους.
- Να προστατεύσουμε συγκεκριμένες και προκαθορισμένες αγροτικές ή αστικές περιοχές από το χαλάζι.
- Να αυξήσουμε τις διαθέσιμες αποθήκες νερού με σκοπό την ανάπτυξη βασικών τομέων της οικονομίας, όπως η ενέργεια, ο τουρισμός, η γεωργία και τα οποία συρρικνώνονται συνεχώς.
- Να έχουμε επαρκές ποσότητες νερού στο παρόν, αλλά ακόμα περισσότερο στο μέλλον, για αστική χρήση.
Ως αποτέλεσμα, θα πρέπει να διαχειριστούμε με το βέλτιστο τρόπο το διαθέσιμο νερό στην ατμόσφαιρα, έτσι ώστε :
• Να “δημιουργήσουμε” βροχή ή χιόνι σε προεπιλεγμένες περιοχές (λεκάνες απορροής, λίμνες, δάση, βουνά, αποταμιευτήρες) με σκοπό την αντιμετώπιση της λειψυδρίας και της ερημοποίησης.
• Να προστατέψουμε τις καλλιέργειες από το χαλάζι, μετατρέποντάς το σε ευεργετική βροχή.
• Να “δημιουργήσουμε” και αποθηκεύσουμε πόσιμο νερό όποτε αυτό είναι δυνατό με σκοπό τη μελλοντική του κατανάλωση.
Καταστολή χαλαζιού
Η καταστολή του χαλαζιού αποτελεί ερευνητικό πεδίο στο οποίο οι επιστήμονες έδειξαν ενδιαφέρον ήδη από το 1896. Αρκετές είναι οι μέθοδοι και οι τεχνικές που έχουν αναπτυχθεί σε διεθνές επίπεδο για το σκοπό αυτό, αλλά όλες συγκλίνουν στον τρόπο με τον οποίο σχηματίζεται ο χαλαζόκοκκος καθώς και στο εννοιολογικό μοντέλο του μηχανισμού καταστολής του. Η πιο ευρέως διαδεδομένη μέθοδος σήμερα, είναι αυτή του “αυξημένου ανταγωνισμού” (beneficial competition), στην οποία κατά το εμβρυακό τους στάδιο, οι χαλαζόκοκκοι “ανταγωνίζονται” μεταξύ τους για το διαθέσιμο νερό στο νέφος.
Η μέθοδος του ανταγωνισμού” στηρίζεται στην υπόθεση ότι ο όγκος V του νερού μέσα σε ένα νέφος είναι συγκεκριμένος, επομένως εάν το νερό αυτό διανεμηθεί ισομερώς σε N πυρήνες συμπύκνωσης, τότε η ακτίνα r των πυρήνων αυτών ακολουθεί τη σχέση, Ν·r3≈V. Εισάγοντας επιπλέον πυρήνες παγοποίησης μέσα στο νέφος, την κατάλληλη χρονική στιγμή και στην κατάλληλη θέση, εκεί δηλαδή όπου λόγω των ανοδικών ρευμάτων ξεκινά ο σχηματισμός του χαλαζιού, είναι δυνατή η μείωση του μεγέθους των χαλαζοκόκκων, όταν αυτοί αναπτυχθούν πλήρως. Έτσι, οι μικροί σε μέγεθος χαλαζόκοκκοι, δύναται να λιώσουν έγκαιρα πριν πέσουν στο έδαφος, μειώνοντας τις εν δυνάμει ζημιές που θα προκαλούσαν. Η ποσότητα του υλικού σποράς (AgI) που χρησιμοποιείται, δεν είναι μεγάλη και εκτιμάται ότι οι επιπτώσεις στον περιβάλλον είναι αμελητέες (Borland and Changnon, 1977; Dessens, 1998).
Στις ατμοσφαιρικές διεργασίες, η δημιουργία χαλαζιού προϋποθέτει την παρουσία και ανάπτυξη νεφών κατακόρυφης ανάπτυξης ή καταιγιδοφόρων νεφών. Για την δημιουργία ενός καταιγιδοφόρου νέφους, θα πρέπει να προϋπάρχουν οι εξής συνθήκες:
• Αυξημένη υγρασία στην ατμόσφαιρα
• Τυρβώδεις κινήσεις (ανοδικές-καθοδικές)
• Πυρήνες συμπύκνωσης (CCN)
Οι υδρατμοί της ατμόσφαιρας έχουν την ιδιότητα να προσκολλώνται πάνω στους πυρήνες συμπύκνωσης, οι οποίοι βρίσκονται σε συνεχή κίνηση λόγω της τύρβης, ενώ μπορεί να είναι μικροσκοπικά σωματίδια σκόνης, τέφρας ή χλωριούχου νατρίου (αλάτι). Ως αποτέλεσμα, σχηματίζονται μικρές υδροσταγόνες ή παγοκρύσταλλοι, όπου αιωρούνται και μεγαλώνουν συνεχώς λόγω της συνένωσης τους με άλλες, σχηματίζοντας έτσι το νέφος. Όταν η διαδικασία αυτή λαμβάνει χώρα στο νέφος και επιπλέον υπάρχει υπέρψυχρο νερό, τότε δημιουργούνται χαλαζόκοκκοι, όπου συνεχίζουν να μεγαλώνουν λόγω των τυρβώδων κινήσεων με αποτέλεσμα να αποκτήσουν ικανό βάρος και να πέσουν προς το έδαφος. Εάν εξετάσουμε έναν κόκκο χαλαζιού μέσα από μια διατομή του, μπορούμε να διακρίνουμε διαφορετικές στρώσεις πάγου, οι οποίες επιβεβαιώνουν τον μηχανισμό σχηματισμού του μέσω των ανοδικών και καθοδικών κινήσεων που υφίσταται μέσα στο νέφος.
Σύμφωνα με τις υφιστάμενες καιρικές συνθήκες, προσδιορίζονται και τα κριτήρια τα οποία καθορίζουν ποια νέφη πρόκειται να υποστούν σπορά. Μέσω των μετεωρολογικών ραντάρ, πραγματοποιείται παρακολούθηση και έλεγχος των περιοχών προστασίας, όπου από τη στιγμή που εμφανιστεί ένα νέφος που πληρεί τα προαναφερθέντα κριτήρια, δίνεται η εντολή σε ειδικά εξοπλισμένο αεροσκάφος να κατευθυνθεί προς τα εκεί και να “πυροδοτήσει” τα πυροτεχνικά φυσίγγια του AgI. Τα φυσίγγια αυτά βρίσκονται εξωτερικά του αεροσκάφους, είτε στην κοιλιά της ατράκτου είτε στα φτερά του.
Η μέθοδος με την οποία ένα νέφος θα υποστεί σπορά εξαρτάται από το ρυθμό ανάπτυξής του, την κίνησή του, τα επίπεδα παγοποίησης, το ύψος της ισόθερμης των 0oC καθώς και από τον τρόπο σχηματισμού του ίδιου του νέφους. Η τεχνική που εφαρμόζει η 3Δ Α.Ε. στοχεύει στη διάχυση του υλικού σποράς σε περιοχές απομονωμένων κυττάρων (νεφών) όπου υπάρχουν ανοδικά ρεύματα, ενώ στην περίπτωση μιας καλά οργανωμένης καταιγίδας, στα ανοδικά ρεύματα των νέων κυττάρων, τα οποία τροφοδοτούν με επιπλέον ενέργεια και νερό την καταιγίδα. Με άλλα λόγια, η προαναφερθείσα τεχνική “περιορίζει” το διαθέσιμο υπέρψυχρο νερό σε υγρή μορφή ανά πυρήνα συμπύκνωσης, στις περιοχές εκείνες όπου οι χαλαζόκοκκοι δημιουργούνται και μεγαλώνουν σε μέγεθος. Αρκετές είναι μέθοδοι και οι τεχνικές σποράς που χρησιμοποιούνται, εξαρτώνται όμως από παράγοντες όπως, ο τύπος της ανάπτυξης, η ορατότητα, η εγγύτητα από το έδαφος και η ώρα της ημέρας. Ο λόγος ύπαρξης διαφορετικών μεθόδων στηρίζεται στο γεγονός ότι η διάχυση του υλικού σποράς μέσα στο νέφος πρέπει να καλύπτει όσο το δυνατόν περισσότερες συνθήκες.
Για την έναρξη των μέσων και δράσεων αντιμετώπισης από το χαλάζι, όπως την κάλυψη των θερμοκηπίων, απαραίτητη προϋπόθεση αποτελεί η πρόγνωση της πιθανότητας σχηματισμού χαλαζιού. Όταν ένας σωρειτομελανίας (Cb) κατευθύνεται προς μια συγκεκριμένη περιοχή, θα πρέπει να υπολογίζεται η πιθανότητα να περιέχει ή να σχηματιστεί χαλάζι. Τα ραντάρ καιρού, αποτελούν χρήσιμα εργαλεία προς την κατεύθυνση αυτή, καθώς μπορούν να ποσοτικοποιήσουν την πιθανότητα σχηματισμού χαλαζιού, ενώ η απόδοσή τους έχει αυξηθεί σημαντικά τα τελευταία χρόνια
Προγράμματα καταστολής χαλαζιού
• 1981-82: Πρόγραμμα Χαλαζικής Προστασίας του Ο.Γ.Α. (Οργανισμός Γεωργικών Ασφαλίσεων), ως τεχνικός σύμβουλος της Γαλλικής εταιρείας RUGGERI
• 1986-88: Πρόγραμα Χαλαζικής Προστασίας του ΕΛ.Γ.Α. (Οργανισμός Ελληνικών Γεωργικών Ασφαλίσεων), ως αντιπρόσωπος και τεχνικός σύμβουλος της Καναδέζικης εταιρείας INTERA
• Άνοιξη-Καλοκαίρι 1992-93: Πρόγραμα Χαλαζικής Προστασίας του ΕΛ.Γ.Α. (Οργανισμός Ελληνικών Γεωργικών Ασφαλίσεων), κοινοπραξία εταιρειών 3D-C.I.C.-Avionic
• Άνοιξη-Καλοκαίρι 1997-98: Πρόγραμα Χαλαζικής Προστασίας του ΕΛ.Γ.Α. (Οργανισμός Ελληνικών Γεωργικών Ασφαλίσεων)
• Άνοιξη-Καλοκαίρι 1999-2000: Πρόγραμα Χαλαζικής Προστασίας του ΕΛ.Γ.Α. (Οργανισμός Ελληνικών Γεωργικών Ασφαλίσεων)
• Άνοιξη-Καλοκαίρι 2001-2002: Πρόγραμα Χαλαζικής Προστασίας του ΕΛ.Γ.Α. (Οργανισμός Ελληνικών Γεωργικών Ασφαλίσεων)
• Άνοιξη-Καλοκαίρι 2004-2008: Πρόγραμα Χαλαζικής Προστασίας του ΕΛ.Γ.Α. (Οργανισμός Ελληνικών Γεωργικών Ασφαλίσεων)
• Άνοιξη-Καλοκαίρι 2009-2013: Πρόγραμα Χαλαζικής Προστασίας του ΕΛ.Γ.Α. (Οργανισμός Ελληνικών Γεωργικών Ασφαλίσεων)
• Άνοιξη-Καλοκαίρι 2014-2019: Πρόγραμα Χαλαζικής Προστασίας του ΕΛ.Γ.Α. (Οργανισμός Ελληνικών Γεωργικών Ασφαλίσεων)
Αύξηση βροχόπτωσης/Χιονιού
Είναι γνωστό ότι, οι μηχανισμοί σχηματισμού βροχής με φυσικό τρόπο, δεν είναι πάντα αποτελεσματικοί, εξαιτίας της έλλειψης επαρκών φυσικών πυρήνων συμπύκνωσης. Ως αποτέλεσμα, η εισαγωγή τεχνητών πυρήνων στα σημεία του νέφους, όπου υπάρχει νερό σε υπέρτηξη (-5 έως -25oC), οδηγεί στη δημιουργία επιπρόσθετων παγοκρυσταλλίων, αυξάνοντας έτσι τις ποσότητες πάγου, καθώς αυτά συνεχίζουν να μεγαλώνουν. Λόγω αυτής της “παρέμβασης”, η ποσότητα του υπέρψυχρου νερού μετατρέπεται σε βροχή ή χιόνι, το οποίο πέφτει στο έδαφος.
Η αρχή αυτή αποτελεί το θεωρητικό υπόβαθρο ενός προγράμματος αύξησης υετού, ειδικά την χειμερινή περίοδο. Η αύξηση των κατακρημνισμάτων επιτυγχάνεται διοχετεύοντας επαρκής ποσότητες Ιωδιούχου Αργύρου (AgI) ή ξηρού πάγου στις περιοχές του νέφους όπου υπάρχει υπέρψυχρο νερό, αφήνοντας τις ατμοσφαιρικές διεργασίες να κάνουν τα υπόλοιπα.
Η αποτελεσματικότητα των εν λόγω προγραμμάτων έχει καθοριστεί, ως το ποσοστό του διαθέσιμου νερού στο νέφος, το οποίο εν τέλει καταλήγει στο έδαφος ως βροχή ή χιόνι και είναι μεγαλύτερη εάν η σπορά των νεφών πραγματοποιηθεί με εναέρια μέσα. Απαραίτητη προϋπόθεση αποτελεί η όσο το δυνατόν ακριβέστερη πρόγνωση των καιρικών συνθηκών, η παρακολούθηση της περιοχής εφαρμογής με μετεωρολογικά ραντάρ, οι ερευνητικές πτήσεις με σκοπό τη συλλογή δεδομένων και κυρίως η σπορά του νέφους στις κατάλληλες περιοχές.
Η επιλογή της κατάλληλης περιοχής και χρονικής στιγμής για σπορά είναι πολύ σημαντική στα προγράμματα αύξησης υετού, έτσι ώστε τα κατακρημνίσματα να καταλήγουν στην επιθυμητή περιοχή-στόχο. Λόγω του γεγονότος ότι η αύξηση του μεγέθους των παγοκρυσταλλίων πραγματοποιείται με διαφορετικούς ρυθμούς, οι οποίοι εξαρτώνται από τη θερμοκρασία και τις διαθέσιμες ποσότητες νερού, είναι προφανές ότι η οριακή ταχύτητα τους, καθώς πέφτουν στο έδαφος θα ποικίλει (όπως επίσης και ο χρόνος συνένωσης τους με άλλες νεφοσταγόνες/παγοκρυστάλλια). Καίριας σημασίας είναι και ο καθορισμός των τροχιών τους μέσα στο νέφος, έτσι ώστε η διάχυση του υλικού σποράς να συμβεί την κατάλληλη χρονική στιγμή, στο κατάλληλο μέρος, με χρήση ειδικών μαθηματικών σχέσεων και στόχο πάντα την επίτευξη του βέλτιστου αποτελεσμάτος. Οι μέθοδοι και διαδικασίες σποράς με σκοπό την αύξηση του υετού, είναι επαρκώς τεκμηριωμένες και χρησιμοποιούνται σε πολλά προγράμματα Τροποποίησης Καιρού σε όλο τον κόσμο. Θα πρέπει να τονισθεί ότι είναι αδύνατο να αυξηθεί ο υετός σε μια περιοχή, εάν δεν υπάρχουν νέφη στην ατμόσφαιρα, ή αν δεν υπάρχει διαθέσιμη ικανή ποσότητα υγρασίας που μπορεί να υγροποιηθεί. Διαχειριζόμενοι την υγρασία της ατμόσφαιρας με σωστό τρόπο, διασφαλίζουμε ότι το διαθέσιμο νερό “πέφτει” στην περιοχή την οποία έχουμε προεπιλέξει (όπως αύξηση της συλλογής σε αποταμιευτήρες), με στόχο την μετέπειτα διαχείρισή του.
ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΑ ΑΥΞΗΣΗΣ ΥΕΤΟΥ
• Χειμώνας 1994: Πρόγραμμα αύξησης υετού της ΕΥΔΑΠ (Εταιρεία Ύδρευσης και Αποχέτευσης Πρωτευούσης)
• Ιούνιος – Ιούλιος 2001: Πιλοτικό πρόγραμμα αύξησης υετού στην Κεντρική Μακεδονία
• Φεβρουάριος – Νοέμβριος 2006: Συμμετοχή σε πρόγραμμα αύξησης υετού, Σαουδική Αραβία
• 2013 – 2015: Ερευνητικό Πρόγραμμα ΔΑΦΝΗ. Πραγματεύεται την ανάπτυξη των απαραίτητων επιστημονικών μεθοδολογιών και εργαλείων με σκοπό την δυνητικότητα εφαρμογής ενός προγράμματος αύξησης βροχής, χρησιμοποιώντας καινοτόμες μεθοδολογίες αριθμητικής πρόγνωσης καιρού, καμπάνιες μετρήσεων και σποράς νεφών αλλά και έρευνας των επιπτώσεων της σποράς στο περιβάλλον. Το πρόγραμμα εφαρμόστηκε πάνω από τη Θεσσαλική πεδιάδα, η οποία κατεξοχήν θεωρείται ζωτικής σημασίας αγροτική περιοχή, με τον καιρό και το κλίμα να διαμορφώνουν ένα σημαντικό ρόλο, επηρεάζοντας την οικονομία της περιοχής.
Το Πρόγραμμα ΔΑΦΝΗ 2013-2015
Το ερευνητικό πρόγραμμα ΔΑΦΝΗ στοχεύει στην αντιμετώπιση του προβλήματος της ξηρασίας στην περιοχή της Θεσσαλίας, χρησιμοποιώντας την Τροποποίηση του Καιρού (Weather Modification) ως επιστημονικό υπόβαθρο. Ο κάμπος της Θεσσαλίας καθίσταται η πιο ζωτικής σημασίας γεωργική περιοχή στην Ελλάδα, με αποτέλεσμα ο καιρός και το κλίμα να διαδραματίζουν πολύ σημαντικό ρόλο στην κοινωνικό-οικονομική της θέση.
Κύριος στόχος του προγράμματος είναι, πρωτίστως η ανάπτυξη όλων των απαραίτητων επιστημονικών εργαλείων, τα οποία θα υποστηρίξουν την εφαρμογή ενός καλά σχεδιασμένου προγράμματος αύξησης υετού, διερευνώντας σε βάθος τη σημασία εφαρμογής αυτού, τόσο στο παρόν όσο και στο μέλλον, λόγω της κλιματικής αλλαγής και δεύτερων, η λεπτομερής αξιολόγηση των επιπτώσεων της εφαρμογής αυτού στο περιβάλλον. Στα πλαίσια του προγράμματος ΔΑΦΝΗ, οι στόχοι που τίθενται προς υλοποίηση είναι:
• Συγκέντρωση πειραματικών δεδομένων, σχετικά με τις ατμοσφαιρικές συνθήκες και τις νεφικές παραμέτρους, μέσα από επιτόπιες μετρήσεις, ειδικά σχεδιασμένες στα πλαίσια του προγράμματος της τροποποίησης του καιρού.
• Ανάπτυξη «state-of-the-art» εργαλείων μοντελοποίησης, τα οποία θα συνδράμουν στη εξέλιξη της υπάρχουσας γνώσης και θα βελτιώσουν την ανάλυση και αξιολόγηση του αντίκτυπου της τροποποίησης του καιρού στον καιρό και στο κλίμα.
• Διερεύνηση των επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής στην ξηρασία, με έμφαση στην περιοχή της Θεσσαλίας, μέσω των υπό ανάπτυξη εργαλείων μοντελοποίησης και υποβολή στρατηγικών προτάσεων στους αρμόδιους φορείς.
• Διεξαγωγή μελέτης για την εκτίμηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων, ώστε να διερευνηθεί ο αντίκτυπος της εφαρμογής του προγράμματος στο νερό και στο έδαφος.
• Οργάνωση δράσεων διάχυσης των αποτελεσμάτων, με σκοπό την ενημέρωση των αρχών και του κοινού για τη δυνητικότητα εφαρμογής ενός καλά σχεδιασμένου επιστημονικού προγράμματος τροποποίησης καιρού και πέρα από την περιοχή της Θεσσαλίας.
