Malajsie a Indonésie koordinují operace na umělé vyvolávání deště nad hořícími lesy. Jak to vlastně dělají?

Požáry v indonéské části Bornea se v srpnu dostávají do fáze, kdy jejich důsledky přesahují hranice státu. Kouř z hořících lesů a rašelinišť je prouděním přenášen do malajského Sarawaku a zhoršuje kvalitu ovzduší. Indonésie proto koordinuje s Malajsií letecké operace zaměřené na podporu srážek v oblastech zasažených požáry. Využívá přitom metodu známou jako cloud seeding. Nejde však o to poručit počasí, ale o snahu využít fyzikální procesy, které už v mracích probíhají, a dát jim pomocí vhodných částic potřebný impuls.

Situaci na Borneu významně ovlivňuje průběh letošního období sucha. Indonésie se nachází v oblasti, kde se v některých letech výrazně promítá působení klimatického jevu El Niño. Pro pochopení jeho významu je důležité si uvědomit, že nejde o krátkodobou povětrnostní událost, ale o rozsáhlou změnu vazby mezi tropickým Pacifikem a atmosférickou cirkulací.

Když globální klimatický jev vypne déšť

El Niño vzniká v souvislosti s neobvyklým oteplením povrchových vod ve střední a východní části tropického Tichého oceánu. Za běžných podmínek vanou v rovníkovém Pacifiku pasáty převážně od východu k západu. Ty podporují přesun teplé povrchové vody směrem k západnímu Pacifiku, zatímco ve východní části oceánu vystupuje k povrchu chladnější voda z hlubších vrstev. Při El Niño dochází k oslabení tohoto mechanismu a teplá voda se rozšiřuje směrem k centrálním a východním oblastem Pacifiku.

Tím se mění rozložení tepla a vlhkosti v tropické atmosféře. Oblasti intenzivní konvekce, tedy výstupného pohybu teplého a vlhkého vzduchu spojeného s tvorbou oblačnosti a srážek, se posouvají. Důsledkem je změna srážkového režimu v rozsáhlých částech tropického Pacifiku a přilehlých oblastí. V Indonésii se El Niño často projevuje omezením srážek a prodloužením období sucha.

Klimatické anomálie a historické souvislosti

Historické údaje ukazují, jak výrazný tento mechanismus může být. Během silné epizody El Niño v roce 1997 dosahovaly v některých částech Indonésie během června až listopadu plošně průměrné úhrny srážek pouze 30 až 40 procent normálu. Národní úřad pro oceán a atmosféru NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) tehdy uváděl, že rozsáhlé sucho v kombinaci s požáry vedlo k rozsáhlému hoření na Sumatře a Borneu.

Pro požáry to má zásadní význam. Dlouhodobě nižší úhrny srážek snižují obsah vody v půdě i vegetaci. Zvláštní význam mají rašeliniště, jejichž požární riziko výrazně roste při poklesu hladiny vody a vysychání rašelinného profilu.

Specifika a rizika hoření tropických rašelinišť

Tropická rašelina vzniká akumulací organické hmoty v prostředí s omezeným přístupem kyslíku. Rostlinný materiál se zde rozkládá pomaleji, než se ukládá, a postupně vzniká vrstva bohatá na organický uhlík. Pokud je rašeliniště dostatečně zavodněné, zůstává relativně stabilním vlhkým ekosystémem. Při odvodnění však hladina podzemní vody klesá a rašelina vysychá.

Takové prostředí je mimořádně náchylné k požárům. Oheň se přitom nemusí šířit pouze po povrchu. Vysušená rašelina může hořet také pod povrchem, často pomalým doutnáním. Podzemní požár se obtížně lokalizuje a jeho likvidace vyžaduje značné množství vody. Samotné uhašení viditelného ohniska proto nemusí znamenat ukončení požáru.

Souvislost mezi srážkami a požární aktivitou potvrzují také data z Indonésie. Studie založená na datech satelitu Sentinel-2 za období 2019 až 2024 ukázala výraznou vazbu mezi velikostí vypálených ploch a klimatickými anomáliemi. Dvě nejvýraznější požární sezony sledovaného období připadly na roky 2019 a 2023, tedy na roky spojené s výraznou kombinací El Niño a pozitivní fáze Indického oceánského dipólu. Což je klimatický jev v Indickém oceánu, který funguje jako pomyslná houpačka, kdy se teplá voda se přelije k Africe, kde způsobí záplavy, zatímco u břehů Indonésie zůstane studená voda, která zcela zablokuje srážky a přinese extrémní sucho.

Vývoj indonéského programu modifikace počasí

V této situaci získává význam voda dodaná plošně prostřednictvím srážek. Právě podpora přirozených srážkových procesů je cílem operací označovaných jako cloud seeding. Cloud seeding neboli umělé ovlivňování oblačnosti je soubor metod, při nichž jsou do vhodné oblačnosti dodávána částicová nebo chemická činidla s cílem ovlivnit procesy vedoucí ke vzniku srážek. Indonésie má s touto technologií již téměř půl století zkušeností.

První experimenty s umělým vyvoláváním srážek proběhly v zemi v roce 1977 za spolupráce s thajským Royal Rainmaking Program. V roce 1985 vznikla pod tehdejší agenturou pro aplikaci technologií (BPPT) specializovaná jednotka pro provozní využití technologie. Po vzniku meteorologického úřadu (BMKG) byla v roce 2024 vytvořena také samostatná pozice náměstka pro modifikaci počasí. Technologie se tak v Indonésii postupně přesunula od experimentálního projektu k běžně využívanému nástroji vodního hospodářství a zvládání hydrometeorologických rizik.

Meteorologické předpoklady a identifikace oblačnosti

Základním předpokladem pro úspěšný cloud seeding je existence vhodného mraku. Technologie sama o sobě nevytvoří oblačnost ani nedodá do atmosféry potřebné množství vody. To je podstatné omezení, které bývá při popisu této technologie přehlíženo. Úspěšnost zásahu závisí na typu oblačnosti, její mikrostruktuře, teplotě, množství kapalné vody, vertikálním proudění a dalších meteorologických podmínkách. Úlohou meteorologů proto není pouze rozhodnout, kam letadlo vyšle použité činidlo. Nejdříve musí určit, zda vůbec existuje oblačnost, v níž může letecký zásah přinést očekávaný efekt.

K tomu slouží kombinace družicového pozorování, meteorologických radarů a numerických modelů atmosféry. Družice poskytují informace o prostorovém rozložení a vývoji oblačnosti, radarová měření umožňují sledovat její strukturu a pohyb a numerické modely poskytují odhad dalšího vývoje atmosférických podmínek.

Zásadní je přitom načasování. Mrak se během operace neustále vyvíjí a zároveň se pohybuje. Letecký zásah proto musí odpovídat nejen současnému stavu oblačnosti, ale také jejímu očekávanému vývoji. Při operacích se používají především oblaky typu cumulus. BMKG například při jedné z operací uvádělo výsev chloridu sodného ve výškách přibližně 8 000 až 10 000 stop, tedy zhruba 2,4 až 3,0 kilometru.

Fyzikální mechanismy hygroskopického a glaciogenního setí

Samotný mechanismus cloud seedingu závisí na vlastnostech cílového mraku. U teplejší oblačnosti lze využít hygroskopické částice. Hygroskopická látka má schopnost přijímat a vázat vodu. V některých tropických operacích se používá chlorid sodný, tedy sůl.

Jemné částice chloridu sodného mohou v oblačnosti působit jako kondenzační jádra. Vodní pára se na nich snáze kondenzuje a vznikající kapky mohou následně růst. Pokud se podaří dostatečně zvýšit jejich velikost, mohou se začít podílet na vzniku srážek. Tento mechanismus souvisí s mikrostrukturou teplých oblaků, kde je hlavním procesem růst kapek a jejich vzájemné spojování.

Odlišný mechanismus se uplatňuje v chladnější oblačnosti. Mraky mohou obsahovat kapalnou vodu s teplotou pod bodem mrazu. Taková podchlazená voda zůstává kapalná, protože v daném okamžiku nemá vhodné podmínky pro spontánní vznik ledové fáze.

Do tohoto procesu lze za určitých podmínek zasáhnout pomocí glaciogenních částic. Jednou z nejznámějších látek je jodid stříbrný. Jeho krystalická struktura vykazuje podobnost s krystalickou strukturou ledu a může za vhodných podmínek podporovat vznik ledových částic.

Vznikající ledové krystaly mohou následně růst na úkor okolní podchlazené vody. Pokud dosáhnou dostatečné velikosti, začnou klesat. Při průchodu teplejšími vrstvami atmosféry mohou roztát a výsledkem jsou kapalné srážky.

V podmínkách jihovýchodní Asie však nelze princip cloud seedingu redukovat na jednu univerzální látku nebo jeden technologický postup. Rozhodující je konkrétní typ oblačnosti a její fyzikální stav. Indonéská meteorologická služba BMKG při letošních operacích modifikace počasí uvádí využití chloridu sodného a výběr vhodných oblaků podle aktuální meteorologické situace.

Environmentální dopady a limity technologie

Pokud se podaří srážky podpořit, mohou mít pro oblast zasaženou požáry dvojí význam. Prvním je přímý účinek vody na požářiště. Zvýšení půdní vlhkosti může omezit podmínky pro další šíření požáru a u rašelinišť je zásadní také pro omezení podzemního hoření.

Druhým účinkem je odstranění části znečištění z atmosféry. Dešťové kapky při průchodu vzduchem zachycují část aerosolových částic a dalších látek. Tento proces je součástí takzvané mokré depozice. Znečišťující částice jsou při něm z atmosféry přenášeny na zemský povrch. Intenzivnější srážky proto mohou po epizodě požárního kouře významně snížit koncentraci některých částic v přízemní vrstvě atmosféry.

Význam této technologie je však nutné posuzovat realisticky. Cloud seeding není způsob, jak vytvořit déšť v libovolném čase a na libovolném místě. Světová meteorologická organizace upozorňuje, že současné metody nedokážou vytvářet celé oblačné systémy produkující srážky z jasné oblohy ani řídit rozsáhlé atmosférické proudění. Efekt jednotlivých metod navíc závisí na konkrétních meteorologických podmínkách a jeho vyhodnocení vyžaduje porovnání s tím, co by se stalo bez zásahu.

Mezinárodní koordinace a alternativní metody aplikace

Letošní situaci navíc komplikuje skutečnost, že zdroj emisí a oblast postižená jejich účinky leží v různých státech. Požáry se nacházejí převážně na indonéském území, zatímco kouř je prouděním přenášen do Malajsie. Z tohoto důvodu Indonésie povolila malajským vládním letadlům vstup do svého vzdušného prostoru podél společné hranice pro operace spojené s podporou srážek. Na koordinaci se podílejí příslušné meteorologické a krizové instituce obou zemí a také indonéské ozbrojené síly.

Cloud seeding se v Indonésii navíc neomezuje na letadla. Výzkumné projekty využívají také pozemní hygroskopické generátory, které uvolňují částice do proudění vstupujícího do vhodných mraků. Studie z povodí Larona na Sulawesi například dokumentovala 120denní provoz v letech 2019 až 2020, při němž bylo ze čtyř pozemních generátorů použito 181 hygroskopických náplní na bázi NaCl.

Důležitá je také otázka bezpečnosti používaných látek. Světová meteorologická organizace WMO (World Meteorological Organization) uvádí, že publikované studie dosud neprokázaly významný dopad běžně používaných množství jodidu stříbrného nebo dalších standardních seedingových materiálů na lidské zdraví či životní prostředí. Současně ale doporučuje samostatné posouzení v případě podstatně vyšších dávek nebo použití nových látek.

Umělé ovlivňování oblačnosti nepředstavuje kontrolu nad počasím v běžném slova smyslu. Jde o cílený zásah do konkrétních mikrofyzikálních procesů v oblačnosti, který může za vhodných podmínek zvýšit pravděpodobnost nebo množství srážek. V případě Borneu je tento postup využíván v situaci, kdy se přirozený nedostatek srážek stal jedním z faktorů prodlužujících požární epizodu a kdy důsledky požárů zasahují území dvou států.

Zdroj: Ilustrativní obrázek pro vás vytvořil ChatGPT. Pokud jste v tom nepoznali ruku umělé inteligence, vězte, že žádný robot při tvorbě neutrpěl žádnou újmu