Tiede

Nykyajan sateentekijät viljelevät hiukkasia pilviin

Sateen tekeminen on syntymisen fysiikka tunnetaan hyvin. Silti on yhä epäselvää, voiko pilviä pakottaa satamaan

Sadetanssia rummun kanssa tanssiva poppamies on osa populaarikulttuurin kuvastoa. Mutta sateentekijöille on kysyntää yhä.

Heidän työkaluinaan eivät kuitenkaan ole soittimet ja naamiot vaan aerosolihiukkaset. Niitä he kylvävät pilviin lentokoneilla, raketeilla ja eri laitteilla maan pinnalla.

Sateen tekemisen fysiikka on periaatteessa yksinkertaista. Jokainen sadepisara muodostuu pilven sisällä aerosolien ympärille. Aerosoli ei ole jotakin tiettyä ainetta, vaan se tarkoittaa ilmassa leijuvaa hiukkasta.

Luonnollisia aerosoleja pilvissä ovat muun muassa meri­vedestä muodostuneet suola­kiteet, maasta nouseva pöly tai tulipalojen savun hiukkaset.

Tällainen pieni hiukkanen muodostaa ytimen, johon liittyy uusia ja yhä uusia vesimolekyylejä. Kun niitä on kertynyt yhteen tarpeeksi, muodostuu pilvipisara. Ne puolestaan yhdessä muodostavat pilven.

Pilvipisarat törmäilevät keskenään, jolloin osa niistä kasvaa sataviksi sadepisaroiksi. Sadepisaroita tutkinut Sudip Chakraborty Uppsalan yliopistosta vertaa sadepisaraa soluun, jossa aerosoli on tuma ja vesi solulima.

Pisaraan tarvitaan molemmat. Tarvitaan tarpeeksi kosteutta pilven muodostamiseksi ja sopivia aerosolihiukkasia, jotka voivat käynnistää sateen.

Nykyajan sateentekeminen on sateen viljelyä, sillä se perustuu aerosolien kylvämiseen pilviin. Yksinkertaisimmillaan se voisi tarkoittaa merisuolan sirottelua pilviin.

Otollisimpina kohteina pidetään niin sanottuja kylmiä pilviä, joissa sade muodostuu jääkiteiden kautta.

Näissä käytetään yleisimmin hopeajodidia. Sen molekyylirakenne sopii hyvin pisaroiden jäädyttämiseen. Näin syntyneen jääkiteet kasvavat nopeasti ja muodostavat tehokkaasti sadetta.

Toinen paljon käytetty vaihtoehto on kuivajää eli hiilihappojää. Sen kylmyyden toivotaan tiivistävän pilven kosteutta suoraan jääkiteiksi.

Koska sadepilvet ovat kuitenkin laajoja, useiden tuhansien kuu­tiometrien muodostelmia, pyritään aerosolit levittämään tehokkaammin. Suosittu tapa on polttaa lentokoneissa soihtuja, joista aerosolit leviävät savuna pilviin.

Ei kuitenkaan olla varmoja, millaiset aerosolit tai millainen laite niiden levittämiseen on kaikkein tehokkain.

”Itse asiassa suurin osa nyt käytetyistä tekniikoista kuten kuivajää ja hopeajodidi ovat yli 30 vuotta vanhoja”, kertoo pilvi­fysiikan tutkija Sami Romakkaniemi Ilmatieteen laitokselta.

”Tiettävästi useilla valtioilla, kuten Yhdysvalloilla, Kiinalla ja Yhdistyneillä arabikunnilla on tutkimusohjelmia. Niissä pohditaan nykyistä parempia tapoja aerosolien levittämiseen ja kylvämiselle otollisten pilvien tunnistamiseen.”

Yhtiö nimeltä Meteo Systems on yrittänyt uudenlaista menetelmää. Siinä sadetta pyritään luomaan sähköistämällä ilmaa.

Yhtiöllä on Arabiemiraateissa aavikolla 50 lähetintä, jotka levittävät ilmaan negatiivisesti varautuneita ioneita, kun ilmankosteus ylittää 30 prosenttia.

Ionit nousevat ilmavirtausten mukana. Ne kiinnittyvät pilven aerosoleihin, tekevät niistä vakaampia ja helpottavat sateen syntyä.

Meteo on julistanut, että järjestelmä loi yli 50 sadekuuroa vuodessa, mutta tulokset eivät kaikki eivät vakuuta kaikkia.

Maailman meteorologinen järjestö WMO arvioi vuonna 2010, ettei järjestelmän tehosta ollut takeita. Pilvet olisivat voineet sataa muutenkin.

Tämä ei ole yllättävää. Nykypäivän sateentekijät muistuttavat muinaisia poppamiehiä muutenkin kuin tavoitteiltaan.

Kukaan ei ole ihan varma, kuinka tehokasta sateiden tekeminen tosiasiassa on edes aerosoleja kylvämällä.

”Ongelmana on se, että jokainen pilvi on erilainen. On kamalan vaikea sanoa, saiko ionien tai aerosolien kylväminen yksittäisen pilven satamaan vai olisiko se satanut muutenkin”, Romakkaniemi sanoo.

”Tai olisiko satanut vaikka kymmenen tai kaksikymmentä prosenttia vähemmän, jos aerosoleja ei olisi kylvetty pilveen.”

Epävarmuus ei estä yrittäjiä, koska sade on niin arvokasta. Maailmassa on yhä paljon sateesta riippuvaista maataloutta.

Merkitystä voi olla silläkin, että sade saadaan pois sieltä, minne sitä ei haluta.

Maailmalla tätä tekniikkaa on käytetty turvaamaan esimerkiksi Pekingin olympialaisten avajaisia 2008. Sillä on arkisempiakin sovelluksia.

”Esimerkiksi Yhdysvalloissa aerosoleilla on pyritty laukaisemaan raekuuroja ennen kuin rakeet kasvavat liian isoiksi tai osuvat peltojen ja kaupunkien päälle,” Romakkaniemi selittää.

Onpa sadetta pyritty käyttämään sodankäynnissäkin.

Vietnamin sodassa Yhdysvallat pyrki kastelemaan vihollisen käyttämät polut kulkukelvottomiksi. Se ei kuitenkaan onnistunut.

Sateen tekemisellä on myös yksi iso rajoitus. Ilman sadepilviä se ei onnistu. Tarmokkainkaan aerosolien kylvö ei auta, jos ilmassa ei ole kosteutta.

Entä voisiko sadepilviä sitten luoda keinotekoisesti? Periaatteessa kyllä, Romakkaniemi arvelee. Mitään hyötyä tälle on kuitenkin vaikea keksiä.

Yhdessä neliökilometrin sadepilvessä voi olla miljoona litraa vettä.

Pilvi ei myöskään pysy kasassa, jos ympäröivässä ilmassa ei ole kosteutta.

”Ei meillä ole järkeviä keinoja luoda saderintamia kuiville alueille­. Jos jonnekin tarvitaan vettä, se voidaan kuljettaa tehokkaammin esimerkiksi kastelujärjestelmillä. Ei siinä tarvita pilviä väliin.”

Kokonaisuutena sateen kylvämisen epävarmuus kertookin siitä, miten huonosti ymmärrämme ilmakehän fysiikkaa, kertoo Romakkaniemi.

”Parhaat säämallit mallintavat tällä hetkellä muutamien neliökilometrien tarkkuudella, eikä niissä pohdita aerosoleja lainkaan. Jotta pääsisimme tarkkailemaan yksittäisiä pilviä, mallinnusten pitäisi parantua vielä huomattavasti. Se ei tapahdu ihan heti.”

Eikä edes pilvikohtainen mallinnus toisi varmuutta siihen, satoiko pilvi lopulta hopeajodidin tai sähkön ansiosta vai niistä huolimatta.

”Ilmakehä on kaoottinen järjestelmä, jossa on loputtomasti muuttujia. Ei ilmakehän yksittäistä pilveä voi mallintaa niin tarkasti, että sen käytöstä pystyttäisiin ennustamaan.”

Oma kysymyksensä on, kuinka viisasta on ylipäätään sorkkia ilmakehää.

Uppsalan yliopiston tuore tutkimus selvitti aerosolien merkitystä ukkospilville. Aerosolin runsastumisen havaittiin johtavan siihen, että pilvet itse asiassa imivät itseensä enemmän kosteutta.

Tämä heijastuu aikaisempaa rankempina sateina ja kovempina tuulina. Aerosolien kylväminen voi tehdä säästä vaikeammin eikä paremmin hallittavan.

HS Digistä löydät Hesarin juttuarkiston helmet
Saat tilaajana kokeilla HS Digiä maksutta
Tilaajille
Haluatko lukea koko artikkelin?

    Seuraa uutisia tästä aiheesta

  • Tiede
  • Sää
  • Juha Merimaa

Kommentit

    Ei vielä kommentteja. Kirjoita ensimmäinen.

    Näytä lisää
    Luetuimmat
    1. 1

      Sairaanhoitaja Paula Vuotila, 61, eli 30 vuotta ”koulutetun eliittielämää” – sitten hän ajautui asumaan rappukäytävissä

    2. 2

      Autokoulunopettaja näytti, miten vaihteita vaihdetaan – Miksi tuntuu paremmalta olla hiljaa ahdistelusta?

    3. 3

      Autopommi syöksi Maltan epävarmuuteen – Murhatun tutkivan journalistin Daphne Caruana Galizian poika hyökkää pääministeriä vastaan: ”Täyttänyt poliisin ja oikeusistuimet roistoilla”

    4. 4

      Norjan Mannen-vuori saattaa romahtaa tänään

    5. 5

      Tätä on seksuaalinen häirintä, ja tämän sille voi tehdä – Kaikki, mitä asiasta pitää tietää

    6. 6

      Onko alkoholin tilaaminen ulkomailta todella kielletty laissa? – Lakimies sanoo kieltoa ”suureksi sumutukseksi”, joka perustuu muutaman virkamiehen ratkaisuun

    7. 7

      Minä myös -kampanja osoitti, miten laaja ongelma seksuaalinen häirintä on – HS tapasi Helsingissä ja Espoossa kymmeniä ihmisiä, jotka kertovat omista ahdistelu­kokemuksistaan

    8. 8

      Metsäjätti UPM maksaa duunareille tuhansien eurojen tulospalkkiot – tieto julkaistiin kesken riitaisten työehtoneuvottelujen

    9. 9

      Suomalais-hollantilainen laite mullisti saasteiden mittauksen: Satelliittikuvat paljastavat, missä päin maailmaa ilma on saastuneinta

    10. 10

      Perussuomalaiset hajoaa ydinkannatusalueellaan Vantaalla – yhdeksän aktiivia loikkaa sinisiin

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Sairaanhoitaja Paula Vuotila, 61, eli 30 vuotta ”koulutetun eliittielämää” – sitten hän ajautui asumaan rappukäytävissä

    2. 2

      Seuraan lyöttäytynyt kaksikko repi suomalaiselta hopeakorun Firenzessä – mies hermostui ja taltutti ryöstäjät pystypainin jälkeen: ”Poliisi sanoi, että aika harvoin käy näin”

    3. 3

      Suomalais-hollantilainen laite mullisti saasteiden mittauksen: Satelliittikuvat paljastavat, missä päin maailmaa ilma on saastuneinta

    4. 4

      Lääkäri ei ottanut poikani puheita itsemurhasta todesta – ensimmäinen yritys oli viimeinen

    5. 5

      Onko alkoholin tilaaminen ulkomailta todella kielletty laissa? – Lakimies sanoo kieltoa ”suureksi sumutukseksi”, joka perustuu muutaman virkamiehen ratkaisuun

    6. 6

      Autokoulunopettaja näytti, miten vaihteita vaihdetaan – Miksi tuntuu paremmalta olla hiljaa ahdistelusta?

    7. 7

      Kela vastaa yksinhuoltajalle, joka säästi lapsilleen rahastoon: ”Lapsen säästörahaston varat pitää käyttää lapsesta aiheutuviin menoihin”

    8. 8

      ”Äiti soittaa”, vilkutti puhelin kuolleen pojan vieressä – oppilas Niina Sassi, poliisi Timo Leppälä ja muut Jokelan koulusurman kokeneet kertovat nyt, millaiset jäljet tragedia jätti

      Tilaajille
    9. 9

      Meteorologi selittää, miksi Helsingin yllä loisti voimakkaan punainen aurinko

    10. 10

      Humalainen nuorisojoukko jahtasi kahta 15-vuotiasta teräaseen kanssa Espoossa – Jahdatut piiloutuivat bussiin, joukkio hajotti kahdeksan ikkunaa

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Ossi Nyman ei tee töitä ja sanoo, että työvoimatoimisto on ihmisoikeusloukkaus – näin ”ideologisesti työtön” taktikoi itselleen yhteiskunnan tuet

      Tilaajille
    2. 2

      Koko some kuohuu, sillä Pressiklubin juontaja Sanna Ukkolalle ehdotettiin erikeeperiä päähän, tämä kanteli ehdottajan pomolle ja myrsky oli valmis – tästä on kyse

    3. 3

      ”Äiti soittaa”, vilkutti puhelin kuolleen pojan vieressä – oppilas Niina Sassi, poliisi Timo Leppälä ja muut Jokelan koulusurman kokeneet kertovat nyt, millaiset jäljet tragedia jätti

      Tilaajille
    4. 4

      ”Sinun hiljaisuutesi on valanut sementtiin itätytön stereotypian, ja se myy lisää poikamiesmatkoja”, kirjoittaa kirjailija Sofi Oksanen avoimessa kirjeessään Melania Trumpille

    5. 5

      Kirjailija kertoi olevansa ”ideologisesti” työtön ja kikkailevansa tukia – TE-toimisto katkaisee tuet ja aloittaa poikkeuksellisen selvityksen

    6. 6

      Sairaanhoitaja Paula Vuotila, 61, eli 30 vuotta ”koulutetun eliittielämää” – sitten hän ajautui asumaan rappukäytävissä

    7. 7

      Trumpin lähipiiri pelkää presidentin olevan ”hajoamassa” – avustajat yrittävät pitää presidentin aisoissa, kun hän saapuu toimistolle kiihdyksissään

    8. 8

      Kiusaajat voittivat Niklas Herlinin

      Tilaajille
    9. 9

      Teollisuuden ja median suuromistaja Niklas Herlin on kuollut

    10. 10

      Nalkutatko sinäkin? ”Naisvalitus” ei ole naisten vika, vaan puhetapa kertoo parisuhteiden epätasa-arvosta

      Tilaajille
    11. Näytä lisää