King Air flyttar in i en hangar; snömoln är i bakgrunden. Kredit:Larry Oolman
Kan molnsådd – sprida partiklar i luften i syfte att öka nederbörden – öka snöfallet?
Den här vintern, ett team av forskare finansierat av National Science Foundation (NSF) genomförde ett molnsåddprojekt i sydvästra Idaho för att försöka svara på den frågan.
Molnsådd är en process genom vilken silverjodid släpps ut i molnen från ett plan eller av markbaserade generatorer. Silverjodidpartiklarna ger ytor på vilka iskärnor kan bildas, leder till snö.
"Jag blev förvånad över egenskaperna hos molnen i Idaho, " säger Jeff French, en atmosfärsforskare från University of Wyoming (UW) och huvudutredare för projektet, kallad SNOWIE (Seeded and Natural Orographic Wintertime Clouds - the Idaho Experiment). "Luften var förvånansvärt ren, och molnen hade mycket låga koncentrationer av vätskedroppar."
Dessa förhållanden påverkar vilka processer i moln som är viktiga, hur många droppar finns det, hur stora de är, och i slutändan hur mycket snö som faller, säger French. I vinter i Idaho, det var mycket.
UW-forskare använde det NSF-finansierade forskningsflygplanet King Air för att genomföra molnsåddningsprojektet från 7 januari till 16 mars.
DOW6, en av Doppler on Wheels som användes under SNOWIE, begravdes ofta i snö. Kredit:Josh Aikens
I projektet ingick också forskare från University of Colorado Boulder, University of Illinois i Urbana-Champaign, Boise State University, National Centre for Atmospheric Research (NCAR) och Centre for Severe Weather Research.
"SNOWIE är ett viktigt steg för att förbättra vår förståelse av molnsådd och vinternederbörd i allmänhet, säger Nick Anderson, programdirektör på NSF:s avdelning för atmosfärs- och georymdvetenskap, som finansierade projektet. "Dessa forskare har genomfört en framgångsrik fältkampanj och har nu mycket data att analysera."
Forskningen genomfördes i samverkan med Boise-baserade Idaho Power Company, som får mycket av sin elkraft genom vattenkraftsdammar som är beroende av snöfall som vattenkälla.
Idaho Power finansierade flygplanet som släppte silverjodiden, medan King Air-planet fick mätningar för att förstå silverjodidens effekt, säger French. Fältarbetet ägde rum i och runt Payette Basin, ligger cirka 50 miles norr om Boise. SNOWIE anses vara den mest omfattande vintermolnsåddstudien hittills.
En vy av DOW7, ytterligare en Doppler on Wheels involverad i SNOWIE, i slutet av en lång dag. Kredit:Josh Aikens
Idaho Power är intresserade av att lägga mer snö på marken i bergen, vilket leder till mer vatten i floder och, i sista hand, mer kraftgenereringsförmåga under hela året.
På grund av vattenbrist och torka i vissa stater och länder runt om i världen, molnsådd ses som ett potentiellt sätt att öka vattentillgången till samhällen och bevattna grödor. Vattenresursförvaltare, vattenkraftföretag och jordbruksorganisationer betalar vanligtvis för processen.
Under SNOWIE, French säger att King Air opererade i 24 intensiva observationsperioder som var och en varade från 4-8 timmar. Under dessa perioder, forskare samlade in mätningar i både fröade och osådda moln över en rad atmosfäriska förhållanden.
En NSF-stödd Doppler on Wheels (DOW) flotta av radarskålar monterade på baksidan av lastbilar var också inblandad.
King Air förbereder sig för flygning under en snöstorm i Boise. Kredit:Jeff French
"SNOWIE var väldigt vältajmad, händer under den snöigaste vintern i Idaho på decennier, " säger vetenskapsmannen Josh Wurman, chef för Center for Severe Weather Research, som hanterar DOWs. "Det var så mycket snö vid bergsplatserna att DOWs nu ligger kvar där till våren, när de enorma snödrivorna smälter tillräckligt för att de ska kunna tas upp."
Under den sista veckan av experimentet, French säger, teamet var tvungen att upphöra med molnsådd som ett resultat av den tunga snön. Idaho Powers policyer kräver att molnsådd avbryts, på grund av potentiella översvämningsproblem, när ett område överstiger 140 procent av maximalt normalt snöpack på marken.
I slutet av fältarbetet, French var fortfarande förvånad över den rena luften i Boise; han hade förväntat sig att lokal industri skulle generera föroreningar. Anledningen till den rena luften, han säger, kan involvera hur aerosoler i ytluft blandas på högre höjder.
"Om det inte finns något sätt för aerosoler att komma upp till 14, 000 fot, den luften vid 14, 000 fot skulle vara väldigt rent, säger French. Vilket leder till frågor, han säger, "om hur sammankopplad luft är på molnnivå med luft vid ytan. Jag är inte säker. Detta överraskade oss alla."
Forskare var tvungna att gräva instrument som mäter nederbörd ur den tunga snön i Idaho i vinter. Kredit:Josh Aikens
Resultat från SNOWIE förväntas ge en ny och viktig förståelse av nederbörd under kalla årstider – både naturlig nederbörd och den som involverar molnsådd – som är viktigt för samhällen i hela den amerikanska västern, en region som alltmer lider av torka och vattenbrist, säger French.
Nästa upp:SNOWIE-forskare kommer att utföra numerisk modellering av vintermoln och nederbördsprocesser med hjälp av en superdator som heter Cheyenne vid NCAR-Wyoming Supercomputing Center. Modellerna kommer att simulera moln och snönederbörd skapad i naturliga stormar och med molnsådd över Payette Basin.
