Hoá học với thời tiết

Liệu hoá học có thể điều khiển thời tiết? Thực tế hoá học đã có thể “thay trời làm mưa” hoặc phá tan sương mù hay làm tan giông bão.

Làm mưa nhân tạo

Nước tồn tại trong mây dưới dạng hơi, dạng lỏng và dạng tinh thể. Thông thường ở 0 ⁰C, các hạt nước nhỏ li ti vẫn ở thể lỏng. Chỉ khi nhiệt độ hạ xuống – 40 ⁰C, nước trong đám mây mới kết tinh hoàn toàn, Số lượng tinh thể nước trong mây phụ thuộc vào các “hạt nhân kết tinh” là các hạt băng chứa trong đó, còn gọi là “mầm kết tinh”. Các nhà hoá học từ lâu đã phát hiện tinh thể bạc iotua (AgI) có cấu tạo rất giống cấu tại của các hạt băng nên có thể dùng làm “mầm kết tinh”. Chỉ với 1g AgI đã tạo ra được từ 10 ¹²đến 10 ¹⁶trung tâm kết tinh, làm ngưng tụ một lượng lớn nước ở dạng khí tạo ra mưa hoặc tuyết.

Bạc iotua là một hoá chất rất đắt, vì vậy các nhà hoá học đã nghiên cứu tìm các chất thay thế rẻ tiền hơn đó là chì iotua (PbI ₂); 1,5 - dioxinaftalen; nước đá khô (CO ₂rắn) và nhiều chất hữu cơ khác.

Dùng các chất trên làm mưa với điều kiện là trên trời có sẵn những đám mây. Người ta dùng máy bay để rắc các chất trên vào mây.

Nhờ phương pháp này người ta đã cứu một vụ gieo trồng bị hạn khi sắp thu hoạch, tăng độ ẩm khi mùa màng bị lâm nguy hoặc bắt một cơn mưa sớm để có bầu trời quang đãng trước ngày hội lớn.

Có những kỳ Olympic mùa đông, người ta đã dùng phương pháp này để làm tăng lượng tuyết lên từ 10 đến 15%. Nếu tính được hướng gió và xác định đúng địa điểm rắc hoá chất, có thể làm mưa ở những điểm cháy rừng, khi ngọn lửa bùng lên. Bộ Lâm nghiệp nước Cộng hoà Liên bang Nga đã nhiều lần cứu hàng nghìn hecta rừng Xiberi khỏi thần lửa.

Ngăn ngừa mưa đá

Rắc vào đám mây những “hạt nhân kết tinh” không những “thay trời làm mưa” mà còn ngăn ngừa được mưa đá. Những hạt băng đang lớn dần chuẩn bị cho mưa đá, không lớn lên được nữa do những “mầm kết tinh” bằng hoá chất tranh cướp độ ẩm. Các hạt băng nhỏ li ti nhiều lên, nhưng không đạt đến kích thước của hạt mưa đá. Trên đường rơi xuống mặt đất chúng bị tan ra và trở thành cơn mưa bình thường.

Hiện nay đã có những rađa khí tượng dự báo sự hình thành những đám mây chứa những hạt băng. Các tên lửa và đạn chứa hoá chất được điều khiển để bắn trúng đích. Nhờ vậy mà nhiều vùng rộng lớn ở các nước tiên tiến đã tránh được sự tàn phá của mưa đá đối với mùa màng.

Phá tan sương mù

Sương mù, thủ phạm gây ra những vụ tai nạn đường thuỷ, đường bộ và đường không.

Người ta rắc hoặc bắn vào khối sương mù các loại hạt nặng có tính hút ẩm như muối ăn (NaCl) trộn với xi - măng mịn, các chất hoạt động bề mặt, các chất tích điện…

Những hạt nước lơ lửng, dày đặc trong sương mù khi gặp “mầm kết tinh” sẽ đông tụ khiến mật độ của chúng trong không khí giảm dần và cuối cùng rơi xuống dưới dạng những hạt nước.

Bên cạnh phương pháp hoá học, người ta còn dùng các phương pháp khác. Ở Mỹ, người ta phá sương mù bằng máy bay trực thăng. Cánh quạt của máy bay hút dòng không khí khô ở các tầng cao xuống, xua tan sương mù. Sân bay Orly của Pháp phá sương mù bằng luồng không khí nóng do một hệ thống tuabin đẩy ra, hướng vào đường băng.

Làm tan giông - bão

Để làm tan giông - bão người Nga dùng máy bay rắc vào đám mây những loại bột nặng (cát, xi - măng) khiến đám mây nhanh chóng bị tan ra. Người Mỹ rắc lên đám mây những sợi chỉ nilon mạ kim loại. Sự phóng điện kiểu hồ quang trong trường gây ion hoá không khí, tăng độ dẫn điện và làm dịu đi sự phóng điện của các điện tích và nhờ vậy có thể triệt tiêu sấm chớp.

Các nhà khí tượng học rắc các chất kết tinh vào những đám mây giông, phân bố lại năng lượng và làm giảm sức phá hoại của trận bão. Chẳng hạn ở Mỹ với trận bão Dably năm 1979, bằng cách “xử lý” này người ta đã làm tốc độ gió giảm đi 1/3.

Các nhà hoá học còn dùng những chất hoạt động bề mặt để can thiệp vào thời tiết do làm thay đổi tính chất của bề mặt nước và đất. Dùng một lượng nhỏ rượu béo đa chức tạo lớp màng cực mỏng trên mặt biển làm giảm mạnh lượng nước bay hơi và ngăn chặn được sự hình thành những đám sương mù nguy hiểm bao phủ cảng, nhất là vào mùa lạnh. Rắc những hạt bồ hóng trên mặt đất, điều chỉnh được tỷ lệ hấp thụ tia bức xạ, làm thay đổi chế độ nhiệt tại một vùng rộng lớn.

Nhìn chung các phương pháp hoá học tác động vào thời tiết còn rất đắt, không kinh tế vì thế chưa được sử dụng rộng rãi. Con đường chế ngự thời tiết còn rộng mở, đang chờ đợi các nhà Hoá học trẻ tìm ra các phương pháp tác động mới, các hoá chất mới có hiệu quả cao hơn, rẻ hơn và khả thi hơn.