Sään manipulointi on ajatuksena kiehtonut ihmiskuntaa jo kauan. Nykyisin menetelmin voidaan vaikuttaa pilviin ja sateisiin, mutta toiminta ei välttämättä kestä eettistä tarkastelua.
Aarre arkistoista -juttu ilmestyi ensimmäisen kerran Kemia-lehdessä 8/2013. Tätä nykyä sään manipulointia harrastetaan aktiivisesti kymmenissä maissa.
Arja-Leena Paavola
Historian 22. talviolympialaiset Venäjän Sotšissa starttaavat 7. helmikuuta 2014 mainiossa kisasäässä.
Näin ainakin ounastellaan, sillä mahtitapahtuman järjestäjien on huhuttu turvautuvan samaan konstiin kuin muutamien aiempienkin kisaisäntien: sateiden häätämiseen pois kilpailualueilta.
Kun Moskovan vuoden 1980 kesäolympialaisten avajaiset uhkasivat mennä sateen takia pilalle, ilmaan nousivat lentokoneet, jotka suihkuttivat lähestyvään pilvirintamaan annoksen hopeajodidia. Näin pilvet saatiin purkamaan vesilastinsa ennen kisakaupunkiin saapumistaan.
Sama toistui vuonna 2008, kun olympialaiset pidettiin Kiinan Pekingissä, jossa sateen todennäköisyys on elokuussa suuri. Myös kiinalaiset sadettivat pilvet jo pääkaupungin ulkopuolella kylvämällä niihin reilun määrän samaista hopeajodidia.
Kansainvälisten uutistoimistojen levittämistä kuvista selvisi, että Pekingissä oli valmiusasemissa myös kymmeniä ilmatorjuntatykkejä, jotka voisivat tarvittaessa ampua taivaalle lisää kemikaaleja.
Viiniviljelmien varjelija
Pilviin ja sateisiin vaikuttaminen on pääasiallinen tapa muokata säätä keinotekoisesti. Toiminta ei ole entisten tai nykyisten kommunistivaltioiden yksinoikeus, vaan esimerkiksi arabimaissa yritetään sen avulla saada sateet osumaan kuivalla alueella mahdollisimman otollisiin kohteisiin.
Euroopassa tekniikka on käytössä Balkanilla, jossa esiintyy ukkosten yhteydessä voimakkaita raekuuroja. Jopa golfpallon kokoiset rakeet voivat alas syöksyessään aiheuttaa suuriakin tuhoja. Niille on alttiina etenkin viininviljely, joka on alueella merkittävä elinkeino.
Muun muassa Kroatiassa on siksi jo vuosia hyödynnetty hopeajodidia keinona, jonka avulla pilvet saadaan satamaan vetenä ennen kuin rakeet ehtivät muodostua. Toimenpiteen onnistumisen edellytyksenä on, että sateentekijät ovat liikkeellä riittävän ajoissa.
Kemikaalin kuljettaa taivaalle useimmiten lentokone, joka löytää oikeaan paikkaan säätilannetta mittaavan säätutkan avulla.
”Säätutkaa käytetään sateen olomuodon tunnistamiseen sekä sademäärän ja intensiteetin seurantaan”, kertoo sovellusasiantuntija Heikki Pohjola ympäristömittausratkaisuja tarjoavasta Vaisala Oyj:stä.
Kun lentokoneen reittitiedot ja säätutkakuva yhdistetään, lentäjälle voidaan antaa varsin tarkat ohjeet siitä, minne kemikaali on yläilmoissa sijoitettava.
Takuita lopputuloksesta ei kuitenkaan ole.
”Hopeajodidin kylväminen pilviin on sadeprosessin monimutkaisuudesta ja ilmakehän dynamiikasta johtuen hyvin hankalaa”, Pohjola sanoo.
Jos kemikaali ei osu maaliinsa, seurauksena on hukkareissu – ja joskus silloinkin, kun osoite on ollut oikea, sillä tekniikka ei kaikissa tapauksissa tehoa.
Pilvien sadettamisen hyödyt ovat muutenkin kiistanalaisia. Vaikka menetelmällä ei suuren mittakaavan ilmastovaikutuksia olekaan, myrkyllisen aineen pääsy sateen mukana luontoon voi olla ympäristölle hyvinkin haitallista.
Tekniikalla on rajoituksensa
Hopeajodidin vaikutusmekanismi pilvessä perustuu siihen, että rakenteeltaan jääkiteiden kaltainen aine toimii siellä pisaroiden tiivistymisytiminä. Ytimet voivat olla joko luonnollisia tai ihmisen aikaansaamia epäpuhtauksia.
Pikkuruisten pilvipisaroiden halkaisija on vain muutamia, korkeintaan joitakin kymmeniä mikrometrejä. Pisaroita muodostuu ja haihtuu koko ajan, ja vain osa niistä kasvaa tarpeeksi suuriksi pudotakseen alas sateena.
Poikkeuksena on tilanne, jossa ilmankosteus on lähes sata prosenttia.
”Silloin pilvet voivat tiivistyä suoraan vesihöyrystä pisaroiksi”, kertoo päämeteorologi Petri Takala sääpalveluyritys Forecasta.
Pilvipisaroita kannattelevat korkeuksissa ilmakehän virtaukset. Kun pisarat kasvavat riittävän suuriksi tiivistymisytimensä ympärille, pilvi pullistuu paksummaksi, kunnes maan vetovoima voittaa ilmavirran, ja pisarat putoavat alas sateena.
”Jos pilvi ei jaksa paksuuntua omia aikojaan, se voidaan saada satamaan hopeajodidin avulla”, Takala kuvailee menetelmää, johon hän tosin suhtautuu varauksin.
”Meteorologina en hyväksy sään manipuloimista missään yhteydessä”, hän korostaa.
”Inhimillisesti ajateltuna se voisi kuitenkin olla hyväksyttävää, mikäli sen avulla pystyttäisiin vähentämään ihmisten kärsimystä.”
Kemikaalin kylväminen pilveen tarjoaa kuitenkin aina vain paikallisen, pienellä alueella toimivan ratkaisun. Menetelmällä on myös muut rajoituksensa. Sadettaminen ei onnistu esimerkiksi autiomaan yläpuolella, eikä sen avulla voida sammuttaa metsäpaloja, jotka yleensäkin riehuvat kuivassa tilassa.
Lisäksi sade on suorassa yhteydessä ilmakehän kosteuteen. Jos jossakin sataa, vesi on vastaavasti muualta pois.
Ilmasto on kokonaisuus
Maapallolla kulloinkin vallitseva sää määräytyy ilmastojärjestelmän eri osien keskinäisestä vuorovaikutuksesta yhdistettynä ulkoisiin tekijöihin. Yhteen seikkaan kajoaminen heijastuu kokonaisuuteen ja saattaa johtaa myös ennalta arvaamattomiin muutoksiin.
Yhden pilven sadettamisella ei ilmeisesti ole suurta merkitystä. On kuitenkin mahdotonta tietää varmasti, miten sään manipulointi vaikuttaa ja kuinka laajalla alueella.
Kaikki ihmisen toiminta saattaa tietää pidemmällä aikavälillä ongelmia.
”Tällä hetkellähän on käynnissä laajamittainen, hallitsematon kokeilu, jossa ilmaan syötetään hiilidioksidia. Emme tiedä, onko seurauksena vain lyhytaikainen ilmastonmuutos vai katastrofi”, Takala sanoo.
Pienet pisarat viilentämään maailmaa?
Maailman ilmasto lämpenee. Varmimpana keinona hidastaa prosessia pidetään hiilidioksidipäästöjen vähentämistä.
Muistakin ratkaisuista keskustellaan. Ilmastomalleihin pohjaavissa tutkimuksissa on esitetty, että esimerkiksi pilvien valkaisu eli meriveden ruiskuttaminen pilviin valtameren yllä voisi pudottaa maapallon keskilämpötilaa jopa useita asteita.
Ilmatieteen laitos ja brittiläinen Leedsin yliopisto julkaisivat vuonna 2010 globaaliin ilmakehämalliin perustuvan tutkimuksen.
Sen mukaan merisuolapäästöt eivät lisäisi pilvipisaroiden määrää eivätkä pilvet heijastaisi auringon säteilyä takaisin avaruuteen läheskään odotetusti. Joissakin tapauksissa menetelmä voisi jopa johtaa pisaroiden määrän merkittävään vähentymiseen.
Samaan johtopäätökseen tultiin myöhemmässä, tänä vuonna [2013] julkaistussa tutkimuksessa.
Monimutkaiset hiukkaset
Nature-lehti esitteli lokakuussa tuloksia Euroopan hiukkasfysiikan tutkimuskeskuksen Cernin Cloud-projektista, johon Suomesta osallistuivat Ilmatieteen laitoksen lisäksi Helsingin ja Itä-Suomen yliopistot.
Tutkimuksessa osoitettiin, että luonnollisilla ja ihmisperäisillä amiinipäästöillä on vaikutuksia hiukkasmuodostukseen ja sitä kautta kenties myös pilvipisaroiden syntyyn.
Amiinit ovat ammoniakkia muistuttavia emäksisiä yhdisteitä, joita vapautuu ilmakehään esimerkiksi karjankasvatuksesta ja biomassan poltosta sekä luonnollisista lähteistä, kuten valtameristä ja maaperästä.
Voitaisiinko amiineja hyödyntää ilmaston muokkauksessa?
”Ajatus on mielenkiintoinen, mutta asiaa ei ole selvitetty”, sanoo professori Ari Laaksonen Ilmatieteen laitoksesta.
”Amiinit auttavat rikkihappoa muodostamaan uusia hiukkasia, mutta hiukkasten pitäisi kasvaa yli sadan nanometrin luokkaan, jotta niillä olisi ilmastovaikutuksia esimerkiksi pilvien muodostamisen kautta.”
”Hiukkasten kasvamisessa kestäisi vähintään vuorokausi, jona aikana ne ehtivät kulkeutua pitkiä matkoja, ja osa niistä poistuu sateen mukana. Ilmiö on siten monimutkainen hallittava.”
Mallia tulivuorilta
Suuret tulivuorenpurkaukset ovat kautta historian pudottaneet maapallon lämpötilaa silloin, kun purkaus on ulottunut yläilmakehään. Viime vuosisadan rajuin purkaus koettiin Filippiineillä, jossa Pinatubo vuonna 1991 syöksi sisuksistaan valtavan määrän rikkipitoista kaasua.
Stratosfäärissä rikkiyhdisteistä syntyy rikkipisaroita, jotka heijastavat auringonsäteilyä pois ja viilentävät siten ilmastoa. Esimerkiksi Pinatubon purkauksen on laskettu alentaneen Maan keskilämpötilaa puolen celsiusasteen verran. Vaikutus kesti muutamia vuosia.
Rikkiä voitaisiin periaatteessa viedä ilmakehään tarkoituksellisesti. Yläilmakehässä aine myös säilyisi verraten pitkään.
”Ensin pitäisi selvittää, minkä kokoisia hiukkasia saataisiin tehtyä ja miten hyvin ne heijastaisivat auringonvaloa”, Laaksonen toppuuttelee.
Hiukkasten koon kontrolloinnissa voitaisiin periaatteessa käyttää vaikkapa juuri amiinia.
”Ilmakehän voimakas ultraviolettisäteily tosin hajottaa orgaanisia yhdisteitä tehokkaasti. En lähtisi kokeilemaan menetelmää ainakaan ennen kuin asiaa on tutkittu mallintamalla.”
Kotikemisti kosteuskiihdyttimenä
Luonnon hallitseminen ja säähän vaikuttaminen ovat olleet jo kymmenien sukupolvien unelma. Esimerkiksi Amerikkoihin lähteneet varhaiset uudisasukkaat suhtautuvat ympäristöön ”villinä”, joka oli kesytettävä.
Siitä huolimatta ihminen kykeni kunnolla horjuttamaan luonnon herkkää tasapainoa vasta koneellistumisen myötä. Yhdysvaltain Keskilännessä peittyi 1930-luvulla jopa 40 miljoonaa hehtaaria toistuviin pölymyrskyihin sen jälkeen, kun valtava alue oli valjastettu vehnän viljelyyn.
Peltoja raivattaessa oli tuhottu preerian ruohokasvillisuus, joka sitoi maa-aineksia kuivanakin kautena. Viljelymaa katosi sananmukaisesti taivaisiin, ja siellä leijuessaan pöly muutti ilmakehän säteilytasapainoa. Kuivuus paheni sen seurauksena entisestään.
Niin vakava kuin tilanne olikin, viranomaiset eivät kääntyneet ajan kuuluisimman kotikemistin, sateentekijänä toimineen kalifornialaisen Charles Hatfieldin (1875–1958) puoleen.
Itseään ”kosteuskiihdyttimeksi” kutsunut Hatfield oli kehittänyt 23 kemikaalista koostuneen seoksen, jonka hän lupasi synnyttävän sateita kuivuuden vaivaamille alueille. Aineen koostumus on jäänyt salaisuudeksi.
Yksityisiltä asiakkailta sadetilauksia sen sijaan riitti. Kun vettä joskus todellakin saatiin, Hatfieldin maine vain kasvoi. Lopulta oltiin jopa tilanteessa, jossa Hatfield istui leivättömän pöydän ääressä syytettynä rankkasateiden aiheuttamasta tuhosta.
Jälkipolvet ovat arvioineet sademiehen salaisuuden perustuneen ensisijaisesti säätilan tarkkailuun ja kokemuksen tuomaan sään muutosten ennakointiin.
Tilaa Kemiamedian uutiskirje!
Tilaajana saat sähköpostiisi kerran viikossa kiinnostavimmat uutiset ja tiedot alan tapahtumista ja työpaikoista. Osallistut samalla arvontaan!
