Il ritorno degli esperimenti per far piovere a comando

Mentre le nuvole di pioggia si gonfiavano sopra Fort Stockton, in Texas, la scorsa estate, un piccolo aereo giallo sfrecciò nel cielo. Era in missione. Dotato di serbatoi d’acqua e di speciali ugelli sulle ali, il velivolo si è librato sotto i cumuli grigio-bianchi. Poi, al momento giusto, ha rilasciato uno spruzzo di particelle d’acqua caricate elettricamente nella nuvola. L’obiettivo? Spremere un po’ di pioggia in più dal cielo del Texas occidentale.

“L’acqua sta diventando molto preziosa e sempre più scarsa”, ha dichiarato Dan Martin, un ingegnere ricercatore dell’Agricultural Research Service dello statunitense Department of Agriculture (DOA) che ha contribuito a inventare questa tecnologia. Si tratta di una nuova versione di una pratica vecchia di decenni nota come inseminazione delle nuvole (cloud seeding), ovvero il tentativo di aumentare le precipitazioni spruzzando nell’aria speciali particelle. È una delle forme più diffuse al mondo di modifica del meteo, praticata in gran parte degli Stati Uniti occidentali, oltre che in Cina, Russia, aree del Medio Oriente e altri paesi.

Negli ultimi anni lo sviluppo di nuove e migliori forme d’inseminazione è diventato più urgente. Gravi siccità in tutto il mondo, rese più gravi dalla costante progressione del cambiamento climatico, hanno sollecitato un interesse crescente per forme innovative di gestione dell’acqua da parte di ricercatori, governi e grandi aziende.

L’inseminazione delle nuvole può essere relativamente economica rispetto ad altre strategie di gestione dell’acqua, come la desalinizzazione, un processo chimico che rimuove i sali e altri minerali dall’acqua per renderla potabile. Ma c’è un problema. È notoriamente difficile progettare esperimenti che dimostrino l’effettiva efficacia della tecnologia. Anche se i ricercatori lavorano per sviluppare forme più efficaci d’inseminazione delle nuvole, ritengono che sia difficile affermare con certezza se faccia effettivamente la differenza.

“Non c’è dubbio che l’inseminazione delle nuvole funzioni, ma la domanda è: quanta pioggia produciamo davvero?”, ha dichiarato Katja Friedrich, che si occupa di scienze dell’atmosfera all’Università del Colorado a Boulder, ed è esperta di questo specifico campo.

L’inseminazione delle nuvole non è cambiata molto da quando la tecnologia è stata dimostrata per la prima volta negli anni quaranta. Le nuvole si formano quando le gocce d’acqua si condensano nel cielo. Alcuni tipi di particelle sono in grado di attirare l’acqua o il ghiaccio e, in teoria, possono contribuire ad accelerare il processo. Per decenni nell’inseminazione delle nuvole sono stati comunemente utilizzati lo ioduro d’argento e altri tipi di particelle di sali. Ma l’idea di usare particelle d’acqua cariche è relativamente nuova. È radicata in una semplice teoria. Il fondo delle nuvole da pioggia è naturalmente pieno di acqua con carica negativa. Se si investe una nuvola con un flusso di particelle cariche positivamente, le gocce d’acqua “si scontrano e si addensano”, ha spiegato Martin. “E se lo si fa un numero sufficiente di volte, si crea la pioggia che può precipitare”, ha aggiunto.

I voli della scorsa estate sul Texas sono stati gli ultimi test di un progetto di ricerca del DOA in corso da diversi anni. Nel frattempo, gruppi di ricerca di tutto il mondo stanno lavorando a progetti simili per aumentare l’efficacia delle operazioni d’inseminazione delle nuvole. Alcuni, come quello di Martin, utilizzano cariche elettriche. I ricercatori delle università britanniche di Reading e di Bath hanno impiegato droni per colpire le nuvole con impulsi elettrici. Il progetto, iniziato nel 2017, è stato finanziato dagli Emirati Arabi Uniti e si è concluso l’anno scorso. Un altro progetto finanziato dagli Emirati Arabi Uniti sta sperimentando la nanotecnologia, seminando le nuvole con speciali particelle nanoingegnerizzate. Gli Emirati stanno finanziando un progetto separato che usa l’intelligenza artificiale per costruire algoritmi in grado di prevedere con maggiore precisione i tipi di condizioni meteorologiche più adatte all’inseminazione delle nuvole.

Operatori dell’ufficio meteorologico locale sparano un razzo per la semina delle nuvole nel tentativo di far piovere a Shijiazhuang, nella provincia cinese di Hebei.

Pioggia in cambio di petrolio?

Più di una decina di aziende, istituti di ricerca o singoli individui hanno brevettato almeno 19 tecnologie o metodi d’inseminazione delle nuvole dal 2018, secondo un’analisi di “E&E News” sui brevetti internazionali. Il “sistema elettrostatico aereo per la modifica del tempo meteorologico” che Martin ha inventato e sta testando è incluso in questa stima. Anche diverse aziende si sono interessate. Lo scorso marzo, Saudi Arabian Oil Co. – la terza azienda di maggior valore al mondo quotata in borsa – ha ottenuto un brevetto statunitense per la generazione di pioggia “per sostenere l’inondazione dell’acqua nei campi petroliferi remoti”. Ma questa risorsa può essere difficile da reperire negli ambienti desertici in cui l’azienda, nota anche come Saudi Aramco, opera principalmente. Il processo brevettato da Saudi Aramco prevede l’inseminazione delle nuvole con ioduro d’argento o altri materiali, per poi raccogliere le piogge in bacini a cui attingere per aumentare la produzione di petrolio. Non è chiaro se il gigante petrolifero abbia impiegato il processo. Saudi Aramco ha rifiutato di commentare per questa storia.

Un altro esempio è rappresentato dalla start–up WeatherTec AG, che si occupa di modifiche meteorologiche. Con sede a Zug, in Svizzera, e uffici in Germania e Giordania, l’azienda usa dispositivi giganti a forma di ombrello per caricare l’umidità e le nuvole con ioni che, a suo dire, producono pioggia. I brevetti di WeatherTec – ottenuti dall’Ufficio europeo dei brevetti e dall’Organizzazione mondiale della proprietà intellettuale – sembrano riguardare nuovi dispositivi che non sono ancora stati messi in commercio per potenziali clienti. L’azienda non ha risposto alle richieste di commento.

Nel 2019, il costruttore statunitense di aerei Boeing Co. ha conseguito un brevetto statunitense su “un sistema da utilizzare per indurre le precipitazioni”. Un portavoce di Boeing ha rifiutato di spiegare in che modo l’azienda usa il sistema, se lo usa.

Secondo Friedrich, lo scienziato dell’Università del Colorado, gran parte della recente esplosione della ricerca sulla semina delle nuvole ha avuto origine negli Emirati Arabi Uniti. Il paese ha sperimentato l’inseminazione delle nuvole per decenni e il suo Programma di ricerca per la scienza del miglioramento della pioggia (UAEREP) ha concesso sovvenzioni per almeno 11 diversi progetti di ricerca che riguardano la modifica del tempo atmosferico dal 2015. I progetti premiati ricevono fino a 1,5 milioni di dollari di finanziamenti distribuiti in tre anni.

La ricerca sull’inseminazione delle nuvole è stata storicamente dominata da aziende commerciali piuttosto che da scienziati indipendenti, ha dichiarato in un’e-mail Keri Nicoll, ricercatrice dell’Università di Reading che lavora al progetto del drone finanziato dagli Emirati Arabi Uniti. La situazione, però, sta cambiando. Le recenti iniziative di finanziamento come l’UAEREP “hanno davvero spinto la ricerca in questo settore negli ultimi 5-6 anni”, ha affermato la ricercatrice. In gran parte del Medio Oriente le temperature stanno aumentando più velocemente della media globale e le precipitazioni stanno diminuendo. Gli studi suggeriscono che la siccità diventerà sempre più grave con il continuo riscaldamento della regione. “Stanno investendo molto nell’inseminazione delle nuvole per ovvie ragioni”, ha dichiarato Friedrich, “hanno bisogno di acqua”.

Anche la Cina, che di recente ha lottato contro una siccità da record, si sta affermando come un’altra delle nazioni in prima linea nel cambiamento del meteo. Nel 2020, il paese asiatico ha annunciato l’intenzione di espandere rapidamente il suo programma nazionale di modifica del tempo meteorologico fino a includere un’area di oltre due milioni di chilometri quadrati.

Non è una panacea

L’interesse per la nuova tecnologia d’inseminazione delle nuvole sta crescendo anche negli Stati Uniti occidentali. Friedrich attribuisce parte di questo interesse a uno studio innovativo di cui è stata coautrice nel 2020. È stato uno dei primi lavori di ricerca a dimostrare quantitativamente che l’inseminazione delle nuvole funziona. Per dimostrare un effetto reale, gli scienziati devono dimostrare che le precipitazioni da una nuvola inseminata non si sarebbero verificate senza l’inseminazione. Questo richiede due serie di esperimenti che usino tipi identici di nuvole nello stesso luogo e nelle stesse condizioni: una con l’inseminazione e una senza. È una situazione difficile da realizzare nel mondo reale, dove le condizioni meteorologiche cambiano continuamente. Per decenni gli scienziati si sono affidati a studi statistici. In genere, questo implica l’inseminazione di una nuvola in un luogo, il monitoraggio di nuvole non inseminate in luoghi vicini e il confronto dei risultati. Questi risultati sono meno convincenti dal punto di vista scientifico, ma sono un inizio. Studi statistici hanno suggerito che le operazioni d’inseminazione delle nuvole possono aumentare le precipitazioni fino al 15 o 20 per cento.

Ma il progetto di Friedrich, che si è svolto nel bacino del fiume Payette, in Idaho, nel 2017, è riuscito a trovare un esperimento quasi perfetto. Le condizioni meteorologiche locali hanno permesso di confrontare gli effetti dell’inseminazione delle nuvole nello stesso luogo per tre giorni di fila. In quel periodo, gli scienziati hanno stimato che le nuvole inseminate hanno prodotto circa 286 piscine olimpioniche di neve. Il progetto ha dimostrato che l’inseminazione delle nuvole funziona. Ma quanto bene funzioni è un’altra questione. Non dimostra che la stessa quantità di pioggia o neve cadrebbe in luoghi diversi in condizioni diverse.

Gli scienziati possono utilizzare i dati di esperimenti come quello di Friedrich per costruire modelli che simulino le operazioni d’inseminazione, aiutando a rispondere a queste domande. In assenza di dati del genere, molti progetti di ricerca si affidano ancora a studi statistici. Non è una soluzione perfetta. Ma alcuni dati limitati sembrano essere promettenti. Gli esperimenti della tecnologia di Martin ad acqua carica, per esempio, suggeriscono che potrebbe essere due volte più efficace degli sforzi convenzionali d’inseminazione delle nuvole. Tuttavia, anche se l’inseminazione delle nuvole può aumentare marginalmente le riserve idriche, ha i suoi limiti. Innanzitutto, richiede la presenza di nuvole, il che la rende meno utile in caso di siccità. Quindi è una strategia che richiede una pianificazione anticipata, ha sottolineato Martin. Dovrebbe essere usata per sostenere le scorte d’acqua prima che la siccità colpisca.

“La maggior parte delle persone non pensa alla necessità di ricorrere all’inseminazione delle nuvole quando i tempi sono buoni, quando le precipitazioni sono abbondanti”, ha detto Martin. “È quando ci sono periodi di siccità che ci pensano, ma a quel punto è troppo tardi”. Poiché c’è ancora molta incertezza sul funzionamento delle tecnologie convenzionali d’inseminazione delle nuvole, Friedrich avverte che “non è il caso di puntare tutto su questo campo”. L’inseminazione delle nuvole potrebbe rivelarsi uno strumento utile tra tanti, ma i gestori delle reti idriche dovrebbero avere a disposizione altre strategie. “Se fossi un gestore, la prenderei in considerazione”, ha concluso Friedrich, “ma non è una panacea in grado di risolvere davvero tutti i problemi”.

Fonte: Le Scienze

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