Czy będziemy mogli regulować pogodę?
Przytoczmy dla ilustracji powyższego kilka faktów wziętych z życia stolicy. Otóż w Warszawie, w roku 1844, spadła w miesiącu lipcu 1/3 tej ilości wody, jaka opadła w ciągu całego roku, a w dniu 17 sierpnia 1916 roku wystąpiła w stolicy wyjątkowo silna półgodzinna ulewa, podczas której ilość spadłej wody wyniosła ponad 0,1 ilości wody, spadłej w ciągu roku (uświadomijmy sobie — jednego dnia w ciągu pół godziny!). W krajach tropikalnych, gdzie kondensacja pary wodnej przyjmuje jeszcze gwałtowniejsze formy, bywają dni, w których opada taka ilość wody, jaka w Warszawie uzbiera się dopiero ze wszystkich opadów okresu dwuletniego.
ROLA PRĄDÓW PIONOWYCH
Sam fakt istnienia w chmurze kryształków lodowych nie wystarcza — praktycznie rzecz biorąc – do wytworzenia dużych ziaren opadowych, gdyż ciężar kryształków rozrastających się kosztem kropelek wody, wzrasta gwałtownie i wobec tego pod wpływem działania siły ciężkości opadałyby one na ziemię w postaci anemicznych śnieżynek, ziarenek śnieżnych lub drobniutkiego, ledwo widocznego deszczyku (mżawki). Wiemy jednak, że bardzo często tak nie jest. Doświadczamy przecież na własnej skórze bolesnego dotyku grubych kropel deszczowych (a to deszcz siecze — powiadamy), nie mówiąc już o gradzinach, mogących nas ciężko okaleczyć, szczególnie gdy osiągną kolosalne wprost rozmiary.
Nie zaszkodzi przypomnieć, że średnice gradzin, występujących w Polsce, wahają się w granicach: ziarnko grochu — cytryna. W krajach bardziej na południe wysuniętych, grad jeszcze większych dosięga rozmiarów. Jest rzeczą stwierdzoną, że w Indiach w co czwartym wypadku spada grad grubszy od cytryny tak, że bryłki lodowe o ciężarze 400—800 gramów nie należą tam do rzadkości. Po co szukać zresztą przykładów aż w odległej Azji, kiedy i w południowej Francji spadły — w roku 1898 — bryłki lodowe, których ciężar wynosił 500 do 800 gramów, a z których wiele miało 8 do 10 cm, a niektóre nawet i 14 centymetrów średnicy!
Jeśli mogą się tworzyć opady o tak potężnych rozmiarach mimo, że woda jest około 775 razy cięższa od powietrza, to bezsprzecznie muszą istnieć w atmosferze siły, utrzymujące je wewnątrz chmur co najmniej przez okres czasu potrzebny na ich rozrost.
Zastanawiano się nad tym zagadnieniem od dawna. Znany astronom, a zarazem meteorolog, Halley (1656—1742) przypuszczał, że chmury składają się z bardzo drobnych pęcherzyków, wypełnionych wewnątrz powietrzem, które wskutek nagrzania się promieniami słonecznymi staje się cieplejsze od otoczenia, dzięki czemu kropelki unoszą się w atmosferze niby miniaturowe baloniki. Tak sobie radzono z kroplami deszczowymi, a dużym gradzinom nawet i w znacznie późniejszych czasach, przypisywano po prostu pozaziemskie pochodzenie. Jeszcze w podręczniku fizyki*) wydanym w roku 1922 zaznacza nieopatrznie autor, że:
„Są pewne dane dozwalające mniemać, że bryłki gradu pochodzą niekiedy z przestrzeni poza ziemskich, czyli kosmicznych. Dowód tego przypuszczenia meteorologowie upatrują w niezwykle dużych i wykształconych kryształach, które znajdują się niekiedy w bryłkach gradu i które mogłyby się. utworzyć tylko po dłuższym przeciągu czasu i prawdopodobnie podczas wędrówki w przestrzeniach kosmicznych“.
Dziś wiemy, że chmury są utrzymywane w powietrzu przez wstępujące prądy powietrzne. Im są one silniejsze, tym większe średnice mogą osiągnąć ziarna opadowe przy warunkach sprzyjających ich wzrostowi i dlatego właśnie najpotężniejszych rozmiarów opady wypadają z chmur burzowych, wewnątrz których siła prądów pionowych dochodzi do 25 m/sek., a nieraz nawet i tą prędkość przekracza.
ZWALCZANIE MGŁY
Zrozumienie mechanizmu formowania się ziaren opadowych pozwoliło rozpocząć prace, zmierzające do wytwarzania sztucznych opadów. Badania nad wytwarzaniem sztucznego deszczu rozpoczęły się z myślą o rozpraszaniu mgły, wroga lotnictwa numer jeden. Już na kilka lat przed wojną uczeni radzieccy zauważyli, że gdyby mikroskopijne kropelki mgły (o średnicy rzędu 0,0005-0,05 mm) udało się zmusić do łączenia się z sobą na większe elementy, oraz do częściowego choćby opadania na ziemię, wówczas mgła zrzedłaby do tego stopnia, iż niebezpieczeństwo, jakie przedstawia ona dla lotnictwa, zostałoby w znacznej mierze złagodzone. Bowiem widzialność w chmurach lub mgle jest wprost proporcjonalna do promienia kropelek i odwrotnie proporcjonalna do ich masy, przypadającej na jednostkę objętości chmury? Prawie całkowity brak prądów pionowych we mgle umożliwia, już przy nieznacznym nawet zwiększeniu ciężaru kropelek, wypadanie ich w postaci drobniutkiego deszczyku zwanego mżawką, a zwiększenie objętości pozostałych we mgle kropelek, i to do tego przy zmniejszonej ich ilości, powoduje dalszy wzrost widzialności. Łączenie kropelek można osiągnąć — między innymi — przez naładowanie kropelek mgły ładunkami elektrycznymi o różnych znakach. W tym celu przeprowadzano w ZSRR próby rozsiewania z powietrza naelektryzowanych ziaren piasku na mgłę, zalegającą ponad lotniskiem.
Z chwilą wytworzenia się pewnej ilości kropelek o większych rozmiarach, proces dalszego ich wzrastania potoczy się samoczynnie, bowiem prężność pary wodnej ponad dużymi kroplami jest mniejsza aniżeli prężność ponad małymi kropelkami, znajdującymi się w ich sąsiedztwie i wobec tego para wodna będzie przepływać dyfuzyjnie od mniejszych kropelek ku większym.