Ένας ισοθερμικός θάλαμος νέφους για να δοκιμάσει την αποτελεσματικότητα των παραγόντων σποράς
Το cloud seeding είναι το πρωταρχικό βήμα σε όλες σχεδόν τις καμπάνιες τροποποίησης καιρού. Ένας παράγοντας σποράς που παράγει μέγιστα σωματίδια πυρήνωσης ανά γραμμάριο είναι ένας αποτελεσματικός παράγοντας. Και αυτός που είναι γρήγορος και αποτελεσματικός, επίσης, στην πρόκληση συμπύκνωσης ή σχηματισμού πυρήνων πάγου υδρατμών στην ατμόσφαιρα είναι γνωστός ως αποτελεσματικός παράγοντας σποράς.
Ως εκ τούτου, η παραγωγή μιας αποτελεσματικής οντότητας σποράς είναι ύψιστης σημασίας για τον ποιοτικό έλεγχο. Επομένως, πριν από τα πειράματα πεδίου, η ποιότητα οποιασδήποτε οντότητας πρέπει να ελεγχθεί σε ένα εργαστήριο που προσομοιώνει την πραγματική ατμόσφαιρα για μέγιστη απόδοση.
Αυτή η εργασία παρουσιάζει έναν θάλαμο νέφους που έχει σχεδιαστεί και αναπτυχθεί για τη δοκιμή της αποτελεσματικότητας οποιωνδήποτε παραγόντων σποράς σε εργαστηριακή κλίμακα. Η πίεση θαλάμου έχει σχεδιαστεί για να επιτυγχάνει έως και 350 hPa και η χαμηλότερη θερμοκρασία έχει σχεδιαστεί για να φτάσει τους -25 C. Η ελεγχόμενη υψηλότερη θερμοκρασία στον θάλαμο σύννεφων έχει σχεδιαστεί για να φτάνει τους ≥ +10C. Η υγρασία μπορεί να ελεγχθεί στην περιοχή από 30% έως 100%. Επίσης, υπάρχουν ειδικά εξαρτήματα όπως ένα πυροτεχνικό σύστημα συγκράτησης φυσιγγίων, διασπορά σκόνης NaCl και ένας νεφελοποιητής για ψεκασμό εξατμισμένου διαλύματος άλμης ως επιφάνειες πυρηνοποίησης.
Η εσωτερική χωρητικότητα του θαλάμου είναι ένας κυβικός όγκος 120x120x120 cm. Λειτουργεί με βάση την αρχή της παρεμβολής που προκαλείται από μια λεπτή οριζόντια κυλινδρική (διάμετρος ≈ 1μm) δέσμη φωτός σε όλο το πλάτος του θαλάμου με παρεμβαλλόμενες εμπύρηνες επιφάνειες που δημιουργούνται τεχνητά από τους πυρηνοποιητικούς παράγοντες. Όσο μεγαλύτερη είναι η πυρήνωση, τόσο μεγαλύτερη είναι η παρεμβολή. Η πτώση της φωτεινότητας λόγω παρεμβολής μετράται με ένα luxmeter.
Εάν αμέσως μετά την απελευθέρωση των παραγόντων σποράς, η ένδειξη luxmeter πέσει στο L0 λόγω αυθόρμητου πυρήνα και μετά από 5 λεπτά βελτιώνεται σε L5 , τότε υποτίθεται ότι:
Όσο υψηλότερη είναι η τιμή του Rate of Nucleation, τόσο μεγαλύτερη είναι η αποτελεσματικότητα του IN που απελευθερώνεται στον θάλαμο για την ταχεία παραγωγή κρυστάλλων πάγου/σταγονιδίων από υδρατμούς.
Μετά από 30 λεπτά, η διαδικασία της καθίζησης έχει σχεδόν ολοκληρωθεί στον θάλαμο. Επομένως, εάν η ένδειξη του μετρητή Lux μετά από 15 λεπτά από την απελευθέρωση του IN/CCN είναι L15 , και μετά από 30 λεπτά το διάστημα είναι L30 , τότε μπορεί να υποτεθεί ότι:
Διαπιστώθηκε ότι το σκεύασμα φυσιγγίου AgI Pyrotechnic όπως αναφέρεται στον πίνακα-1 δημιουργεί αποτελεσματική οντότητα σποράς.
Πίνακας 1:AgI Pyrotechnic Cartridge χημική σύνθεση
| Σύνθεση φυσιγγίων πυροτεχνίας | |
| Υλικό | Ποσοστό κατά βάρος |
| Ιωδικός άργυρος | 45.0 |
| Υπερχλωρικό κάλιο | 27.0 |
| Μαγνήσιο | 20.0 |
| Νιτροκυτταρίνη | 4.0 |
| Τριακετίνη | 4.0 |
Μέσα από διάφορα πειράματα στον θάλαμο νέφους, προσομοίωσης τυπικών ατμοσφαιρικών συνθηκών, σημειώθηκε ότι για αποτελεσματική σπορά, ένα βέλτιστο εύρος θερμοκρασίας της ατμόσφαιρας είναι -3,7 C και -19 C και το βέλτιστο εύρος πίεσης είναι μεταξύ 532,86 και 386,76 mmHg (≈ 710 και 514hPa).
Η προσαρμογή πολυωνύμου έξι τάξεων εμφανίζει τον υψηλότερο συντελεστή τιμών προσδιορισμού για τον ρυθμό κατακρήμνισης. Η αιτία της ημιτονοειδούς διακύμανσης θα μπορούσε να είναι η ταυτόχρονη μεταβλητότητα της πίεσης και της θερμοκρασίας στις πραγματικές ατμοσφαιρικές συνθήκες. Οποιοδήποτε φυσίγγιο πέφτει από ένα υψηλότερο επίπεδο σε χαμηλότερο επίπεδο ή ένας πύραυλος που εκτοξεύεται από το έδαφος θα συναντούσε ταυτόχρονη αλλαγή θερμοκρασίας και πίεσης στην πραγματική ατμόσφαιρα.
