آب به طور فزاینده ای به موضوع مهمی در جهان پیشرفته تبدیل می شود. اما این مطلب چیز جدیدی برای ملت هایی که پیشرفت کمتری یافته اند نیست. برای قرن ها، فراهم آوردن آب آشامیدنی سالم برای بسیاری از افراد به ویژه فقرا دشوار بوده است. در بعضی مناطق، آب ممکن است در دسترس باشد اما اغلب ممکن است حامل بیماری باشد و حتی می تواند کشنده باشد. در بعضی مناطق عرضه و فراهم آوردن آب مناسب برای همه ساده نیست.

گزارش سازمان ملل در سال ۲۰۰۶ برآورد کرده است که بیش از ۲۰ درصد جمعیت جهان دسترسی به آب آشامیدنی سالم ندارند. این مایه شگفتی است. اگر آب این قدر کم است چرا آن را نمی توانیم بسازیم؟

آب از دو اتم هیدروژن که به یک  اتم اکسیژن متصل شده ساخته شده است. به نظر شیمی بسیار ابتدایی است پس چرا ما آنها را به هم متصل نمی کنیم و کمبود آب جهان را حل نمی کنیم؟ به لحاظ تئوریک، چنین کاری ممکن است اما این عمل می تواند فرآیند بسیار خطرناکی باشد.

برای تولید آب، اتم های اکسیژن و هیدروژن باید حاضر باشند. مخلوط کردن آنها باهم کمکی نمی کند. هنوز اتم های اکسیژن و هیدروژن جدا از هم هستند. مدارهای الکترونی هر اتم باید باهم مرتبط بشوند و برای انجام آن انفجار ناگهانی انرژی داریم تا این مواد کمرو به یکدیگر متصل شوند.

از آنجایی که هیدروژن فوق العاده قابل اشتعال است و اکسیژن نیز از احتراق حمایت می کند پس نمی توان بی توجه به این نیرو بود. مدارهای الکترون های اتم های هیدروژن و اکسیژن به هم می پیوندند.

ما انفجاری داریم و اگر آزمایش به اندازه کافی بزرگ باشد می تواند برای فرد کشنده است. نوعی بالن کوچک شوم در هیندنبرگ با هیدروژن پر شده بود تا به طور شناور باقی بماند. همانطور که در ۶ می ۱۹۳۷ به نیوجرسی نزدیک می شد بعد از سفری از اقیانوس اطلس به زمین نشست الکتریسیته استاتیک یا ساکن (یا به گمان بعضی یک عمل خرابکارنه) باعث شد تا هیدروژن جرقه بزند. هنگامی که با اکسیژن محیط در هوا ترکیب شد هیدروژن منفجر شد و توپ آتشین هیندربورگ را ایجاد کرد که کاملا باعث خرابی قایقی در حدود نیم دقیقه شد.

به هر حال میزانی آب توسط این انفجار ایجاد شد.

برای تولید آب آشامیدنی کافی برای حمایت از جمعیت جهان، فرآیندی فوق العاده خطرناک و در مقیاسی بسیار بزرگ مورد نیاز است. هنوز پس از گذشت یک قرن تصور موتور احتراق داخلی با انفجارهای کنترل شده متوالی به نظر به طور خطرناکی دیوانه وار است. هر چه آب کمیاب تر شود روند پیوند اتم های هیدروژن و اکسیژن ممکن است جذاب تر از آن چیزی شود که در حال حاضر وجود دارد.

اما روش های ایمن تری برای ایجاد آب از هوای رقیق وجود دارد و پروژه های نیز هستند که در حال حاضر در دست بررسی می باشند.

ایجاد آب از هوای رقیق

آب در کل زمان ما را فراگرفته است ولی نمی توانیم آن را ببینیم. هوای اتمسفر دارای میزان متفاوتی بخار آب بسته به آب و هوا دارد. هنگامی که هوا گرم و مرطوب شود آب تبخیر شده می تواند ۶ درصد از هوایی را که تنفس می کنیم تشکیل دهد. در روزهای سرد و خشک می تواند به حد پایینی ۰٫۷ درصد از ترکیب هوا برسد.

هوا بخشی از چرخه آب در زمین است. آب از رودخانه ها، دریاچه ها و اقیانوس تبخیر می شود وبه اتمسفر می رود جایی که به شکل ابرها (که در واقع فقط تجمع بخار آب است) درمی آید. بعد از اینکه ابرها به نقطه اشباع رسیدند قطرات آب شکل می گیرند که ما آن را به عنوان باران می شناسیم. این باران بر روی زمین جریان می یابد و جرمی از آب گردآوری می شود و این جایی است که کل فرآیند دوباره شروع می شود.

مشکل در جایی است که چرخه آب در دوره های خشکی ایجاد می شود. به این دلیل، بعضی مخترعان با حالت شگفتی شروع کرده اند به پرسش اینکه چرا منتظرید؟ چرا بخار آب را از هوا خارج نکنیم؟

مخترعی استرالیایی این کار را انجام داده است. مکس ویسون (Max Whisson) مخترع آسیاب بادی ویسون است ماشینی که از قدرت باد برای گردآوری آب از اتمسفر استفاده می کند. ویسون به بنگاه خبرپراکنی استرالیا می گوید که میزان بخار آب حدود ۱۰۰۰۰ میلیارد لیتر (حدود ۲۶۰۰ میلیارد گالن) در کیلومتر (حدود۰٫۶۲ مایل) هوا در جهان است. بیشتر از این، این آب در کمتر از چند ساعت به خاطر اینکه بخشی از چرخه آب است جایگزین می شود.

آسیاب بادی ویسون از ماده سرد کننده ای برای خنک کردن پره های این آسیاب استفاده می کند که او آن را مکس واتر نام گذاری کرده است. این پره ها به طور عمودی قرار گرفته اند به جای آنکه مورب باشند به منظور اینکه حتی کوچکترین نسیم نیز به آب تبدیل کنند. این پره های خنک هوا را سرد می کننذ و باعث می شوند تا بخار آب متراکم شوند و دوباره به شکل مایع در بیایند. این تراکم دوباره جمع آوری و ذخیره می شود. آسیاب بادی ویسون می تواند بیش از ۲۶۰۰ گالن آب را از هوا در هر روز جمع آوری کند.

ویسون می گوید که بزرگترین چالش مهندسی پشت سر این اختراع نیست بلکه پی بردن به این امر است که آیا برگشت سرمایه وجود دارد. مردم فکر می کنند بسیار خوب می شود که این صحیح باشد. این مشکل به نظر برای دو نفر از مخترعان آمریکایی دیگر آشناست کسانی که ابتکار آب سازی خودشان را دارند.

جاناتان رایت و دیوید ریچارد ماشینی مشابه ویسون اختراع کردند به جز اینکه از بخش تاشو و پشت سرهم تشکیل شده است. این اختراع که خالقان آن را آکوآ مجیک (AquaMagic) می گویندآب را از هوا به طور مستقیم از اطراف خود می گیرد. درون ماشین، هوا از طریق سیم پیچی خنک کننده سرد می شود. هوا متراکم شده و آب جمع آوری و تصفیه می شود و در شیر آب رها می شود.

ماشین آکوآمجیک که اخیرا به ازای هر واحد قیمت ۲۸۰۰۰ دلار دارد می تواند ۱۲۰ گالن آب تصفیه شده را در ۲۴ ساعت تولید کند و چون کوچک است می توان آن را به مناطقی که فاجعه ای رخ داده است یا همچون صحرای آفریقاست برد. اما یک مانع وجود دارد: برای تولید این میزان آب، آکوآمجیک نیاز به حدود ۱۲ گالن سوخت دیزل دارد. قیمت آسیاب بادی ویسون (که حدود ۴۳۰۰۰ دلار به ازای هر واحد است) پس مزیت آشکاری نسبت بهآکوآمجیک دارد. در کل نیز فناوری سبز است و به طور ویژه ای با نیروی باد کار می کند و نیاز به سوخت فسیلی ندارد.

در صحبت از محیط چرا جمع آوری آب از هوا مشکل دارد؟ چرا ساده تر از آن، باعث ایجاد باران بیشتر نشویم؟ ممکن است دور از ذهن برسد اما واقعا این کار بارها انجام شده است که پیامدهای مصیبت باری هم داشته است. پی خواهیم برد که چرا دستکاری چرخه آب ایده خوبی ممکن است نباشد.

باروری ابرها و فاجعه بریتانیا

شاید در مورد برنامه چین شنیده باشید که از ریزش باران در طی مراسم افتتاح المپیک ۲۰۰۸ در پکن جلوگیری کرد. به این فرآیند باروری ابر می گویند که یدید نقره به ابرهای طوفانی در روزهای منتهی به این واقعه شلیک شد. حکومت چین امیدوار بود که بتواند از ابرهای موجود استفاده برد و در عین حال اطمینان یابد که آسمان صافی در مراسم خواهد داشت.

این کشور این کار را برای دهه ها انجام داده و نتایج مثبتی هم گرفته است. اما برای باروری ابر در انبوهی از زمین های اوراسیا این کار هموار نبود.

با دنبال کردن جنگ جهانی دوم، حکومت بریتانیا هنوز به دنبال روش هایی بود که پایه ای برای غلبه بر نیروهای نظامی دشمن شوند. نازی ها به بریتانیای در حال نابودی نزدیک می شدند و بریتانیا آماده نبرد می شد. حکومت بریتانیا به دنبال آسمانی بود که برای وی مزیت داشته باشد. نیروی هوایی سلطنتی (RAF) شروع به آزمایش برای باروری ابرها کرد. با اشباع کردن ابرها با ذرات مورد نیاز طوفانی شدید ایجاد کرد که این ابرهای بارور شده توسط بریتانیا به طور کارآیی حرکت نیروهای نظامی را خنثی می کرد و حتی عینا باران جلوی پیشرفت های دشمن را می گرفت. اما پروژه باروری ابر به طور وحشتناکی خراب شد.

آزمایش با باروری ابر نه تنها کار نکرد بلکه بسیار خوب هم کار کرد.

در سال ۲۰۰۱ بی بی سی تحقیقی در زمینه شایعاتی کرد که RAF را ابرهای روی انگلستان را بارور کرد انجام داد. آنها به حساب افراد دست اولی همچون خلبانان درگیر در ماموریت مخفی به نام عملیات کومولوس درگیر بودند دست یافتند. درطی عملیاتی در آگوست ۱۹۵۲، خلبانان RAF بالای خط ابری به پرواز درآمدند و محموله یخ خشک، نمک و همچون چینی ها از یدید نقره استفاده کردند انداختند. بعد از سی دقیقه، باران شروع به نازل شدن از ابرهای آلوده شده کرد. در اولین بار، خلبانانRAF باران سازهایی را با فشار استفاده کردند که مشهور است که بعد از آن این موفقیت را جشن گرفتند. اما در طی هفته سیل و طوفانی شروع شد. در پایان ماه، شمال دوون منطقه ای در انگلیس نزدیک منطقه آزمایش باروری ابر ۲۵۰ برابر بیش از میران بارش عادی را تجربه کرد.

در ۱۵ آگوست ۱۹۵۲، از روزی که باران شروع شد برآورد می شود که ۹۰ میلیون تن آب در شهر لینماف در فقط یک روز به حرکت درآمد. تمام درختان از ریشه کنده شدند و سدهایی را شکل دادند و باعث جریان دو رودخانه جاری شده در لینماف شد که نیروی آن را حتی قوی تر کرد. تخته سنگ ها با این جریان حمل شدند و ساختمان ها را خراب کردند. ۳۵ نفر اهل انگلیسی نیز جان شان را در آن روز از دست دادند که نتیجه همین باران سیل آسا بود. وزارت دفاع بریتانیا موضع خود را حفظ کرده است که هیچ آزمایشی برای باروری ابرها پیش از حادثه لینموف انجام نداده است.

چین و بریتانیا دو مدل از تصویری مشابه را کشیدند. از سویی ملت آسیایی به طور موفقیت آمیزی برنامه باروری ابر را انجام داد. آنها از عهده عمل آبیاری در مناطق خشک که از منبع دور بودند برآمدند. اما در فاجعه بریتانیا عواقب بالقوه بازی با نیروهای طبیعی نشان داده شد.

و هنوز ما نیاز به آب بیشتر از هر موقع دیگری داریم. تولید آب با استفاده از انفجارات در حال حاضر عملی نیست و آکوآمجیک و آسیاب بادی در میزان انبوه تولید نمی شوند تا به نیاز فوری به آب پاسخگو باشند. آب منبعی محدود است و زندگی بر روی زمین نمی تواند بدون آن دوام بیاورد.