Dùng Laser để tạo mưa

Chiếu những xung laser cực mạnh qua không khí ẩm có thể kích thích sự hình thành các đám mây, theo kết quả của một đội khoa học châu Âu.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Dùng Laser để tạo mưa Dùng Laser để tạo mư a Chiếu những xung laser cực mạnh qua không khí ẩm có thể kích thích sự hình thành các đám mây, theo kết quả của một đội khoa học châu Âu. Họ chobiết tính hiệu quả của phương pháp này là dễ định giá hơn so với những kĩthuật gieo mây truyền thống và nó có thể mang lại một phương tiện thực tiễncủa việc tăng lượng mưa. Việc gieo mầm tạo mây đã được triển khai ở nhiều nước trên thế giới vàthường thì người ta thêm những hạt nhỏ vào khí quyển từ những trạm mặt đất,máy bay hoặc tên lửa, để tăng cường lượng mưa và giảm mưa đá. Kĩ thuật này cóthể thực hiện bằng việc sử dụng các phân tử bạc iodide làm nhân xung quanh đónước chậm đông trong những đám mây tầng cao đông đặc lại, tạo thành tinh thểbăng và rơi xuống khi đủ nặng. Người ta cũng có thể sử dụng các hợp chất khác,như các muối natri, lithi, và kali thả vào những đám mây tầng thấp để kích thích sựkết tụ của những giọt nước nhỏ. Mặc dù việc gieo mây có thể có những lợi ích thực tiễn lớn, nhưng nó vẫn gâytranh cãi vì các nhà khoa học không thể biết được nó có thật sự làm thay đổi lượngmưa đáng kể hay không. Trong số nhiều cái chưa biết rõ là những hạn chế trong sựhiểu biết của chúng ta về các thăng giáng lượng mưa tự nhiên và kiến thức củachúng ta về quy mô mà các aerosol độc hại kích thích sự kết tủa. Những dây ánh sáng Philipp Rohwetter tại trường Đại học Tự do Berlin và các đồng nghiệp ở Đức,Thụy Sĩ và Pháp tin rằng họ có thể khắc phục những trở ngại này đến một chừngmực nào đó bằng cách gieo mầm các đám mây bằng những chùm laser. Để chứngminh cho ý tưởng của họ, họ đã sử dụng laser hồng ngoại Teramobile cầm tay vớinhững chùm xung kéo dài chỉ 10-13 s và công suất 5x1012 W. Những xung nhưvậy là đủ mạnh để làm thay đổi chiết suất của khôngkhí, làm cho chùm tia tự hội tụlại. Điều này làm tăng thêm cường độ, tạo ra những dây tóc ánh sáng đủ mạnh đểgây ion hóa không khí và kích thích sự ngưng tụ. Các nhà nghiên cứu đã chiếu laser trên vào khí quyển và vào một môi trườngcó điều khiển – một buồng mây chứa đầy không khí xung quanh. Trong cả haitrường hợp, họ soi rọi quỹ đạo của chùm laser với một laser thứ hai, công suấtthấp hơn, nó sẽ chịu một sự tán xạ lớn hơn nếu như có mặt nhiều giọt nướchơn. Đó thật sự là cái họ tìm thấy – sự tán xạ của chùm laser thứ hai tăng lên mỗikhi một xung phát ra từ laser thứ nhất được chiếu vào. Họ quan sát thấy kiểu hànhxử này ở hơn 900 xung laser, cung cấp một bằng chứng rõ ràng của khả năng gieomầm mây của laser xung, cái không thể thiết lập đối với những kĩ thuật gieo mầmtruyền thống. Quét chùm tia Theo thành viên đội nghiên cứu Jerôme Kasparian, ở trường Đại học Geneva,một vài năm sẽ là cần thiết để biến minh chứng vật lí này thành một kĩ thuật thựctiễn. Đặc biệt, ông nói, một laser mạnh hơn có khả năng sẽ cần được phát triển đểkhai thác lợi thế của một hiệu ứng quét mà họ đã lưu ý thấy – sự ion hóa tiếp diễntrong vài giây sau khi laser đã ngừng chiếu sáng và vì thế bằng cách quét chùm tia,người ta có thể gieo mầm một thể tích không khí lớn hơn.Quan trọng hơn, các nhànghiên cứu cần phải xác lập cơ sở vật lí của hiệu ứng để biết làm thế nào tối ưu hóabước sóng, độ dài xung và những thông số khác của laser trên. Họ chắc chắn rằngcác ion trong plasma do laser sinh ra góp phần cho sự ngưng tụ nhưng họ cũng tinrằng sự ngưng tụ có thể xảy ra trên những phân tử acid sulphuric và acid nitric,chúng hình thành khi các electron từ khối plasma làm phát ra gốc OH sau đó lầnlượt làm oxy hóa sulphur dioxide và nitrogen. Tuy nhiên, các thí nghiệm trên không thuyết phục được những nhà nghiêncứu khác. Bill Cotton tại trường đại học Bang Coloradoở Mĩ mô tả các kết quả trênlà “hấp dẫn” nhưng vẫn giữ quan điểm cho rằng Rohwetter và các đồng sự đã“cường điệu quá mức trường hợp của họ đối với những tác động lên sự hình thànhmây thực tế và, đặc biệt, lên sự kết tủa”. Đặc biệt, ông cho biết không khí trongbuồng mây có độ ẩm tương đối 230% trong khi trong khi quyến hiếm khi nào vượtquá 101%, nghĩa là sự hình thành giọt trong buồng mây sẽ không nhất thiết gợiđến sự hình thành giọt trong khí quyển. Quan điểm này được ủng hộ bởi DanBreed thuộc Trung tâm Quốc gia Nghiên cứu Khí quyển ở Colorado, ông cho biết,mặt khác, sự ngưng tụ do laser cảm ứng trong không khí với độ ẩm tương đối nhỏhơn 100% sẽ rất ngắn ngủi và do đó không có khả năng phát sinh những lượngđáng kể của giọt nước mây mới, để cho một mình sự kết tủa xảy ra. “Bước tiến nàyđối với việc tăng cường mây, và thậm chí là một bước nhảy lớn đối với tác dụngkết tủa, là rất có tính suy đoán, và tôi tin rằng nó không thực tế cho lắm”, ôngkhẳng định. Nghiên cứu công bố trên tờ Nature Photonics. Sự thay đổi nhiệt độ theo độ cao Khoảng cách từ mặt trời tới Trái Đất vào khoảng 144.000.000 km, sovới bề dày của khí quyển ở tầng cao nhất là 120 km, thì gấp tới 1.200.000 lầnnên khi còn trong tầng khí quyển thì dù có bay lên gần hay xa Mặt trời thìlượng nhiệt của Mặt Trời tác dụng lên bạn đều không có thay đổi đáng kể gìcả. Nguyên nhân chính của việc thay đổi nhiệt độ theo độ cao là 1 hiện tượngquen thuộc: hiệu ứng nhà kính. Trung bình mỗi giây Trái Đất nh ận từ Mặt Trời 1 năng lượng ( hay công suất)là 342 W/m2, tương đương lượng nhiệt nhận được khi đặt 1 bóng đèn 50W cáchxa 10 cm. Nếu không có khí quyển, bề mặt Trái Đất sẽ bức xạ hầu hết năng lượngmà nó nhận được này vào không gian, lúc này nhiệt độ trung bình của Trái Đất làkhoảng -23 độ C, hành tinh này chỉ là 1 khối băng vô sinh.May mắn là Trái Đất có khí quyển, một hỗn hợp 78.1% Nitơ, 28.9% ôxy phần cònlại là các khí hiếm ( chủ yếu là argon) và CO2, hơi nước.... Khí quyển giống như 1lồng kính ngăn cản hầu hết các bước sóng ánh sáng của Mặt Trời, chỉ cho phần ánhsáng khả kiến ( ánh sáng ...