વરસાદ અને ચોમાસાં વિશે વૈજ્ઞાનિક માહિતી
કૃત્રિમ વરસાદ
પરેશ ૨. વૈદ્ય
ચોમાસું એક તરફ વાવાઝોડાં અને તેથી આવતી જળરેલનો અનુભવ કરાવે છે તો ક્યારેક તેનાથી વિપરીત અનુભવ કરાવે છે: અનાવૃષ્ટિનો – અભાવનો. કાંઠાના વિસ્તારમાં એપ્રિલની મધયથી આકાશમાં રૂના ગાભા જેવાં સફેદ વાદળો દેખાય છે, તે દુષ્કાળનાં વર્ષમાં મે મહિનાના અંત સુધી ગાયબ રહે છે. અનુભવી ખેડૂત આ ચાળાથી ગભરાય છે. જો પૂરનાં પાણી પહેલે માળે ચઢી આવવાથી ડર લાગતો હોય તો સૂકાં તળાવ, કૂવા અને ખેતરથી પણ ડર લાગે છે. કંઈ ન કરી શકવાની લાચારી બંનેમાં સરખી છે. એક આપત્તિ ટૂંકા ગાળાની છે તો બીજું આખું વરસ રિબાવનારી છે.
શહેર હો કે ગામડું, પીવાનાં પાણીની તંગી એ મોટો શ્રાપ છે. પરંતુ હાથમાં કોઈ ઉપાય ન હોવાથી લોકો પ્રાર્થના, રામધૂન કે હવન કરી પરિણામના ચમત્કારની રાહ જુએ છે. પશ્ચિમના દેશોમાં થોડા તાર્કિક લાગે એવા અતાર્કિક પ્રયોગો થયા છે. વાદળામાં દબાણ ઊંભું કરવાની આશામાં તેમાં સંખ્યાબંધ ફુગ્ગા ફોડવા કે તોપના ગોળા છોડવાનું લોકોએ કરી જોયું છે. મજબૂરીની આ અવસ્થા વચ્ચે ગઈ સદીની મધ્યમાં કૃત્રિમ વરસાદનો વિચાર આકાર લેવા માંડયો. ૧૯૪૬માં બર્નાર્ડ વેનેગુત નામના વૈજ્ઞાનિકે જોયું કે સિલ્વર આયોડાઈડ (ચાંદીનું એક રસાયણ)ના સૂક્ષ્મ કણો જો પાણીની વરાળ ઉપર છાંટો તો દરેક કણ ઉપર બરફનો સૂક્ષ્મ સ્ફટિક બાઝે છે. વાદળાં પણ વરાળનાં બનેલા હોય તેથી આ ઘટનાએ વિચારની નવી બારી ખોલી.
બીજા પણ ત્રણ-ચાર પદાર્થો ધ્યાનમાં આવ્યા જેનો છંટકાવ વાદળાં ઉપર કરવાથી વરસવાને તૈયાર ન હોય તેવાં વાદળ વરસવાને લાયક બને છે. અા પ્રક્રિયાને ‘વાદળામાં બીજ મુકવા’ (Cloud seeding) એવું નામ અપાયું છે. સિલ્વર આયોડાઈડ ઉપરાંત સૂકો બરફ (એટલે ઘન સ્વરૂપે કાર્બન ડાયોક્સાઈડ), સાદુ મીઠું, એલ્યુમિનિયમ સિલીકેટ વગેરે સીડીંગમાં વપરાય છે. કેટલાકે પ્રવાહી પ્રોપેન વાયુ (આપણો રાંધણ ગેસ)નો ઉપયોગ પણ કરી જોયો.
સીડીંગ :
પુસ્તકમાં અગાઉ આપણે જોઈ ગયાં છીએ કે ભેજ ઠરીને બનેલાં વાદળને વરસવા માટે યોગ્ય સંજોગો ઊભા થવા જોઈએ. અતિસૂક્ષ્મ જળકણો નીચે ન પડી શકે. એવાં હજારો સૂક્ષ્મ કણો એકઠાં થઈ એવડાં મોટાં બને કે જેને “ટીપાં” કહી શકાય તો તે ગુરૃત્વાકર્ષણની અસર હેઠળ આવી વરસાદરૃપે ધરતી પર પડે. આ માટે તેણે વાદળાંમાં જ ઘણીવાર ઉપરનીચે યાત્રા કરવી પડે છે. બીજી પણ સંકુલ પ્રક્રિયાઓ બને છે.
સીડીંગ પાછળનો ખ્યાલ એવો છે કે એ પદાર્થના કણો એવાં કેન્દ્રો પૂરાં પાડે છે જેના ઉપર આસપાસ રહેલાં સૂક્ષ્મ જળકણો એકઠાં થાય. વાદળામાં કુદરતી રીતે પણ આવાં કેન્દ્રો હોય તો છે જ, જેવાં કે મીઠાંની કણીઓ, ધૂળ કે એરોસોલ કણો પરંતુ એ અપૂરતાં પડે છે તેથી વરસાદ નહીં પડતો હોય તેવી ધારણા સીડીંગ પાછળ છે. ખાસકરીને જો વાદળાંની ઘનતા ઓછી હોય તેવા સંજોગોમાં ધૂળના કણો અને જળકણો એકમેકથી દૂર હોય; આથી એની એકબીજાંને મળવાની સંભાવના ઓછી હોય છે.
સીડીંગમાં વપરાતો પ્રત્યેક પદાર્થ પોતપોતાની રીતે મોટાં ટીપાં બનવાની પ્રક્રિયા શરૂ કરે છે. સાદું મીઠું ભેજશોષક છે, તેથી તેની કણી પોતાની આસપાસના ભેજને પોતા ઉપર લપેટાવા દે છે. સિલ્વર આયોડાઈડ અને સૂકો બરફ બીજી રીતે કામ કરે છે. વાદળામાં પાણીના અમુક કણનું ઉષ્ણતામાન બરફ જેટલું ઓછું હોવા છતાં તેનો બરફ બન્યો નથી હોતો. એ પ્રવાહીરૃપે જ હોય છે એટલે તેને ‘સુપર કૂલ’ અથવા સંતૃપ્ત પાણી કહે છે. સૂકા બરફનો ઠંડો (-૭૯૦ સે.) સ્પર્શ મળવાથી એ થીજીને બરફની કણી બને છે. એકવાર બરફ બને તે પછી તેના ઉપર પાણીના કણો ઠરવા લાગે છે અને પડ ઉપર પડ બરફનાં બનતાં જાય છે. અમુકથી મોટું કદ થાય તો એ નીચે પડવા લાગે છે. ઠંડા દેશોમાં એ કરા રૂપે કે સ્નૉ રૂપે પડે અને ગરમ દેશોમાં એ પડતે પડતે પાણી બની વરસાદ રૃપે વરસે છે.
સિલ્વર આયોડાઈડ પણ એ જ રીતે કાર્ય કરે છે એની પસંદગી કરવાનું કારણ એ કે તેના સ્ફટિક અને બરફના સ્ફટિકની રચના સરખી છે. આથી સંતૃપ્ત પાણીનો બરફ બને ત્યારે એ સ્ફટિક સહેલાઈથી સિલ્વર આયોડાઈડના સ્ફટિક સાથે જોડાઈ જાય છે. તે પછી ઉપર મુજબ એ સાંકળ ચાલતી રહે છે.
સિલ્વર આયોડાઈડ જ્યારે પાણીનો બરફ બનાવે ત્યારે ગલનની પ્રચ્છન્ન ઊર્જા ગરમીરૃપે બહાર પડે છે; તેને કારણે વાદળું વધુ ઊંચું જાય છે અને તેથી વધુ ઠંડુ પડે છે. આ પ્રકારની ગતિમાં જળકણો કે બરફના કણોનું કદ વધે છે. બરફની ગોળી અમુક કદથી મોટી થઈ જાય તો તૂટી જાય છે અને ફેલાઈને નવાં કેન્દ્રો બનાવે છે. એ નવા કણો પાસે એ પ્રક્રિયાનું પુનરાવર્તન થાય અને છેવટે વાદળ વરસે.
વ્યવહારમાં ઉપયોગ :
આ વિચારની શોધ પછી શરૂનાં વર્ષોમાં (૧૯૪૯ થી ૧૯૫૨) તેનો ઉપયોગ ઈંગ્લેન્ડ અને અમેરિકામાં બહુ થયો. પરંતુ તેની સફળતા બાબત સ્પષ્ટતા નથી. અમુક અહેવાલ એવા છે કે તેનાથી વરસાદમાં ૧૫ થી ૧૭ ટકાનો વધારો થાય છે પરંતુ આપણા જેવા ચોમાસુ મુલકમાં એની જરૃરત વરસાદ વધારવા માટે નહીં પરંતુ ન આવતા વરસાદને લાવવા માટે છે અને તેમાં સફળતા બહુ નથી દેખાઈ.
અમેરિકાનાં કેલિફોર્નિયા રાજ્યનો એક કિસ્સો રસભર્યો છે. ત્યાં યુબા નામના શહેરે જળવિદ્યુત પ્લાન્ટ માટે વધુ પાણી મળી રહે તે દૃષ્ટિએ એક કંપનીને વાદળાંનું સીડીંગ કરવાનો કોન્ટ્રેક્ટ આપ્યો. પરિણામે ૨૯ ટકા વરસાદ વધ્યો તેવો દાવો કંપનીએ કર્યો, કશા નક્કર આંકડાઓના આધાર વિના જ. બીજી તરફ ક્યુબાના અમુક વિસ્તારમાં પૂર આવતાં ૬૪ મૃત્યુ થયાં અને લોકોએ કંપની પર ૬ કરોડ ડોલરનો નુકશાનીનો કેસ દાખલ કર્યો ! આઠ-દસ વરસ કેસ ચાલ્યા પછી કોર્ટે કહ્યું કે જવાબદારી કંપનીની નહીં, નગરપાલિકાની હતી. આ પ્રસંગ પછી અમેરિકામાં કૃત્રિમ વરસાદના પ્રયત્નો ઠંડા પડી ગયા. તે છતાં ઓસ્ટ્રેલિયાએ ૧૯૬૦ના દાયકામાં પ્રયત્નો કર્યા હતા.
આપણે ત્યાં પહેલાં પ્રયત્નો મુંબઈમાં થયા. છેલ્લાં ૫૦ વર્ષમાં ત્રણ વાર એવું બન્યું છે કે વરસાદ ખેંચાઈ જતાં શહેર ખાલી કરાવવાની વાતો થવા લાગે. વિમાનથી સૂકા બરફનો છંટકાવ કરવા ઉપરાંત જમીન પરથી જ સિલ્વર આયોડાઈડને વાદળાં તરફ મોકલવાના પ્રયોગ બેત્રણ વાર થયા. મહાનગર પાલિકાને આ કામમાં જાણકાર નાગરિકોએ પણ મદદ કરેલી. પવાઈમાં આઈ.આઈ.ટી. પાછળની ટેકરીઓમાં મોટી મોટી સગડીઓ સળગાવી, તે ઉપર સિલ્વર આયોડાઈડ છાંટવામાં આવેલો. એ વરાળ થઈ આકાશમાં વાદળામાં ભળે. પરંતુ થોડાં ઝાપટાંઓથી વિશેષ કંઈ થયું નહીં. આને વરસાદ લાવવાના પ્રયત્ન કરતાં પ્રયોગ કહેવા વધુ યોગ્ય છે. આમેય મુંબઈને પાણી આપતાં તળાવો ભરવા માટે ધોધમાર વરસાદ પણ પૂરો નથી પડતો તો આ પ્રયત્નો કેટલાક મદદરૂપ થાય!
આ રીતે આંધ્ર, તમિળનાડુ અને કર્ણાટકની રાજ્ય સરકારોએ પણ આ રીતે વરસાદ લાવવાના પ્રયત્ન કર્યા છે. પરંતુ જેમ આપ સમાન બળ નથી, તેમ કુદરતી મેઘ સમાન જળ આ રીતે મળ્યું નથી.
બીજાં પ્રયોજનો :
કૃત્રિમ વરસાદનાં જ્ઞાનનો ઉપયોગ કેટલીકવાર પાણી મેળવવા નહીં પરંતુ બીજા હેતુ માટે કરવામાં આવે છે. આથી આ શાસ્ત્રનું નામ ‘હવામાનમાં ફેરફાર કરવો’ (Weather Modification)એવું પણ અપાય છે. તેનો મહત્ત્વનો ઉપયોગ થંડર-સ્ટૉર્મની અને વાવાઝોડાંની તાકાત ઘટાડવામાં થયો છે. વાવાઝોડાંના નળાકારનાં કેન્દ્રથી થોડે દૂર રહીને, પણ તેની આરપાર વિમાન જાય છે અને સિલ્વર આયોડાઈડ છાંટતું જાય છે. તેનાથી જળબિંદુઓ ઠંડા પડી પાછાં નીચે પડે છે તો બીજી તરફ તેની પ્રચ્છન્ન ઉષ્માને કારણે વાદળાં વધુ ઉપર જાય છે. આથી વાવાઝોડાંની શક્તિ વધારે કદમાં વહેંચાઈ જતાં તેનો ગોળ ફરવાનો વેગ ઘટી જાય છે. આથી તેના દ્વારા થતું નુકશાન ઘટે છે. અમેરિકાએ ‘સ્ટૉર્મ ફ્યુરી’ નામે પ્રોજેક્ટ ચલાવી આવા ઘણા પ્રયોગ કર્યા.
આને મળતો પ્રયોગ રશિયાએ કરા અને બરફનાં તોફાનની તીવ્રતા ઘટાડવામાં કર્યો છે. અતિશય ઠંડા વાદળમાં કરા બનવા માંડે પરંતુ આયોડાઈડ છાંટવાથી એ વધુ મોટા થવા પહેલાં વરસી જાય છે. અમુકવખત માટે આ રીતે તોફાન નાથવાનાં કામમાં ઘણી કંપનીઓ લાગી હતી અને લાખોનો વ્યવસાય થતો હતો. આ પ્રયોગોમાં વિમાનના પાયલટની હિંમતને દાદ દેવી પડે, જે પ્રયોગ ખાતર જોખમી વિસ્તારમાં ધસી જવા તૈયાર હોય છે.
૨૦૨૧માં દુબાઈમાં ગરમી અસહ્ય થઈ જવાથી સરકારે કૃત્રિમ વરસાદ પાડીને ઉષ્ણતામાન ઘટાડવાની ચેષ્ટા કરી.
વિયેટનામસાથેનાં યુદ્ધમાં અમેરિકા આકાશમાંથી બોંબમારો કરતું અને વિયેટકોંગ ગેરિલા જમીન પર લડતા. આથી અમેરિકાએ કૃત્રિમ વરસાદ ચાલુ રાખી ચોમાસું લંબાવ્યું હતું. જેથી જંગલમાં જમીન પર લડતા ગેરિલા યુવાનોને તકલીફ થાય. વિજ્ઞાનની કોઈ પણ શોધનો ઉપયોગ નકારાત્મક સ્વરૃપે થઈ શકે છે તેનું આ એક વધુ ઉદાહરણ.
આછી પાતળી સફળતાવાળાં આ ક્ષેત્રે હવે ભારતીય હવામાનખાતાંએ વૈજ્ઞાનિક ઢબે કામ કરવા માટે પડવાનું નક્કી કર્યું છે. તેની એક સંસ્થા, પૂણેની “ઈન્ડિયન ઈન્સ્ટિટયૂટ ઑફ ટ્રોપીકલ મીટીયોરોલોજી” (IITM) હવે કૃત્રિમ વરસાદ માટે સંશોધન કરશે. તેનાં પરિણામો આપણા દેશની જરૃરતોને ટેકો આપશે તેવી આશા રાખીએ.
ક્રમશઃ
ડૉ. પરેશ ર. વૈદ્યનો સંપર્ક prvaidya@gmail.com વિજાણુ સરનામે થઈ શકે છે.
વેબ ગુર્જરી 