ฝนหลวง 3 ขั้นตอนดึงน้ำจากเมฆ ที่เริ่มจากวันหนึ่งบนเทือกเขาภูพาน

วันที่ 14 พฤศจิกายนของทุกปี คือวันพระบิดาแห่งฝนหลวง วันที่ชวนให้นึกถึงต้นกำเนิดของเทคโนโลยีที่คนไทยคุ้นชื่อกันดี แต่หลายคนยังเข้าใจผิดว่าฝนหลวงคือการเสกฝนจากฟ้าใส ความจริงแล้ว ฝนหลวงคือวิทยาศาสตร์การ "ดึงน้ำ" ออกจากเมฆที่มีอยู่แล้วบนฟ้า และจุดเริ่มต้นของมันก็มาจากคำถามง่ายๆ ในวันหนึ่งเมื่อ 71 ปีก่อน ว่าเมฆเต็มฟ้าแบบนี้ ทำไมฝนไม่ตก

🌧️ วันที่เมฆเต็มฟ้า แต่ฝนไม่ตก

วันจันทร์ที่ 14 พฤศจิกายน พ.ศ. 2498 พระบาทสมเด็จพระบรมชนกาธิเบศร มหาภูมิพลอดุลยเดชมหาราช บรมนาถบพิตร เสด็จพระราชดำเนินเยี่ยมราษฎรในภาคตะวันออกเฉียงเหนือ ระหว่างวันที่ 2–20 พฤศจิกายน พ.ศ. 2498 ครอบคลุม 15 จังหวัด วันนั้นเสด็จโดยรถยนต์จากจังหวัดนครพนมไปจังหวัดกาฬสินธุ์ ผ่านจังหวัดสกลนครและเทือกเขาภูพาน

ตลอดเส้นทางทรงเห็นความเดือดร้อนของราษฎรที่ขาดแคลนน้ำทั้งอุปโภคบริโภคและการเกษตร พืชผลเสียหายจากภัยแล้ง และสิ่งที่ทรงสังเกตเห็นบนท้องฟ้าวันนั้นคือ เมฆเต็มฟ้า แต่ฝนไม่ตกสักหยด คำถามที่เกิดขึ้นคือ เมฆมีน้ำอยู่แล้ว ทำไมจะดึงน้ำนั้นลงมาไม่ได้

หลังเสด็จกลับถึงกรุงเทพฯ ทรงให้หม่อมราชวงศ์เทพฤทธิ์ เทวกุล วิศวกรและนักประดิษฐ์ที่มีชื่อเสียงเข้าเฝ้าฯ และพระราชทานแนวคิดนี้ให้ไปศึกษาต่อ ทฤษฎีตั้งต้นเรียบง่าย คือโปรยสารดูดซับความชื้นอย่างเกลือจากเครื่องบิน เพื่อดึงไอน้ำในอากาศมารวมตัว แล้วใช้สารเย็นจัดอย่างน้ำแข็งแห้งช่วยให้ความชื้นกลั่นตัวเป็นเมฆฝน

☁️ ฝนหลวงคืออะไร และทำอะไรไม่ได้บ้าง

ฝนหลวง คือฝนเทียมที่เกิดจากการกระตุ้นเมฆให้ก่อตัวใหญ่ขึ้น จนตกลงเป็นฝนในพื้นที่เป้าหมายในปริมาณมากกว่าที่จะตกเองตามธรรมชาติ พูดง่ายๆ คือไม่ใช่การสร้างฝนจากอากาศว่างเปล่า แต่เป็นการ "ช่วย" เมฆที่มีน้ำอยู่แล้วให้ปล่อยน้ำออกมา

ข้อจำกัดสำคัญที่หลายคนเข้าใจผิด: ฝนหลวงทำฝนจากฟ้าใสไม่ได้ ต้องมีเมฆที่มีความชื้นอยู่แล้วบนฟ้าก่อน วันไหนท้องฟ้าโล่งไร้เมฆ ต่อให้บินขึ้นไปโปรยสารเท่าไรก็ไม่มีฝน นักบินและนักวิชาการจึงต้องสำรวจสภาพเมฆก่อนทุกครั้ง และผลของแต่ละเที่ยวบินยังขึ้นกับความชื้นสัมพัทธ์ ทิศทางลม และความสูงของฐานเมฆอีกด้วย

จากวันนั้นต้องใช้เวลาศึกษาค้นคว้าวิจัยทางเอกสารด้านอุตุนิยมวิทยาและการดัดแปรสภาพอากาศนานถึง 14 ปี กว่าจะทดลองในท้องฟ้าได้จริงครั้งแรก

✈️ ขั้นตอนที่ 1: ก่อกวน

เช้าวันปฏิบัติการ ขั้นตอนแรกเรียกว่า "ก่อกวน" เริ่มก่อน 10.00 น. ทางด้านเหนือลมของพื้นที่เป้าหมาย เครื่องบินโปรยสารเคมีที่ดูดซับไอน้ำได้ดี แม้ความชื้นสัมพัทธ์จะต่ำ เช่น แคลเซียมคลอไรด์ แคลเซียมคาร์ไบด์ แคลเซียมออกไซด์ หรือเกลือแกงผสมยูเรีย เพื่อกระตุ้นให้มวลอากาศลอยตัวขึ้น และชักนำไอน้ำเข้าสู่ระบบการเกิดเมฆ

เมื่อเมฆเริ่มก่อตัวและเติบโตในแนวดิ่งแล้ว จึงโปรยสารที่ให้ปฏิกิริยาคายความร้อนเป็นวงกลมหรือเป็นแนวถัดมาทางใต้ลมเข้าสู่ก้อนเมฆ เพื่อกระตุ้นให้เกิดกลุ่มแกนร่วมของเมฆ ซึ่งเป็นศูนย์กลางที่จะสร้างกลุ่มเมฆฝนในขั้นตอนต่อไป เปรียบเหมือนการจุดประกายให้เมฆเริ่มรวมตัวกันเป็นก้อนใหญ่

💧 ขั้นตอนที่ 2: เลี้ยงให้อ้วน

เมื่อเมฆก่อตัวแล้ว ขั้นตอนที่สองคือ "เลี้ยงให้อ้วน" ซึ่งเป็นระยะสำคัญที่สุด เพราะต้องเพิ่มพลังงานให้กระแสลมที่พัดขึ้นข้างบนของเมฆ หรือ updraft ยาวนานออกไป พร้อมกับโปรยสารเคมีเพื่อเพิ่มแกนเม็ดไอน้ำให้เมฆหนาแน่นขึ้น สารที่ใช้ในขั้นนี้มีทั้งเกลือแกง ยูเรีย แอมโมเนียมไนเตรท น้ำแข็งแห้ง และอาจใช้แคลเซียมคลอไรด์ร่วมด้วย

ขั้นตอนนี้ต้องใช้ทั้งเทคโนโลยีและประสบการณ์ของนักวิชาการบนเครื่องบินควบคู่กัน เพราะต้องตัดสินใจว่าจะโปรยสารชนิดใด ที่จุดไหนของก้อนเมฆ และในอัตราเท่าไร จึงจะเหมาะ ถ้าโปรยผิดจังหวะหรือผิดปริมาณ เมฆอาจสลายตัวไปแทนที่จะโตขึ้น

⚡ ขั้นตอนที่ 3: โจมตี

เมื่อกลุ่มเมฆฝนหนาแน่นมากพอ ข้างในจะมีเม็ดน้ำขนาดใหญ่จำนวนมาก จนเครื่องบินที่บินเข้าไปจะมีเม็ดน้ำเกาะตามปีกและกระจังหน้า นั่นคือสัญญาณว่าถึงขั้นตอนสุดท้าย "โจมตี"

ขั้นนี้ใช้สารเย็นจัดอย่างซิลเวอร์ไอโอไดด์และน้ำแข็งแห้ง เพื่อทำให้เกิดภาวะความไม่สมดุลมากที่สุด เม็ดน้ำในเมฆจะโตจนหนักเกินกว่ากระแสลมจะพยุงไว้ได้ แล้วตกลงมาเป็นฝนในที่สุด ขั้นตอนนี้ต้องอาศัยความชำนาญและประสบการณ์มากที่สุด เพราะต้องลดความรุนแรงของ updraft ลงให้ถูกจังหวะ และต้องเลือกว่าจะโจมตีเพื่อเพิ่มปริมาณฝน หรือเพื่อให้ฝนกระจายตัวตกในวงกว้าง

ผลลัพธ์ไม่ได้การันตีทุกเที่ยวบิน บางวันเมฆไม่พร้อม บางวันลมพัดเมฆเลยพื้นที่เป้าหมายไป ฝนหลวงจึงเป็นเทคโนโลยีที่ต้องอ่านฟ้าให้เป็น ไม่ใช่ปุ่มกดแล้วฝนตก

🛩️ จากเขาใหญ่ถึงกรมฝนหลวง

การทดลองในท้องฟ้าครั้งแรกเกิดขึ้นวันที่ 1–2 กรกฎาคม พ.ศ. 2512 ที่วนอุทยานเขาใหญ่ จังหวัดนครราชสีมา ด้วยการหยอดน้ำแข็งแห้งขนาดไม่เกิน 1 ลูกบาศก์นิ้ว ลงในยอดเมฆสูงไม่เกิน 10,000 ฟุต กลุ่มเมฆทดลองเปลี่ยนแปลงทางฟิสิกส์อย่างเห็นได้ชัด กลั่นรวมตัวหนาแน่นและก่อยอดสูงขึ้นเป็นเมฆฝนขนาดใหญ่ในเวลาอันรวดเร็ว ก่อนเคลื่อนตัวตามลมพ้นสายตาไป และมีรายงานยืนยันจากราษฎรในพื้นที่ว่าฝนตกลงสู่พื้นที่ทดลองในที่สุด ฝนเริ่มตกภายในประมาณ 15 นาทีหลังการทดลอง

ความสำเร็จครั้งนั้นนำไปสู่การตั้งสำนักงานปฏิบัติการฝนหลวงในปี พ.ศ. 2518 และยกฐานะเป็นกรมฝนหลวงและการบินเกษตร เมื่อวันที่ 24 มกราคม พ.ศ. 2556 สังกัดกระทรวงเกษตรและสหกรณ์ เทคโนโลยีก็พัฒนาต่อเนื่อง เช่น ปฏิบัติการพิเศษกู้ภัยแล้ง พ.ศ. 2542 ที่โจมตีเมฆอุ่นและเมฆเย็นพร้อมกันในกลุ่มเมฆเดียวกัน ซึ่งเดิมทำจากเมฆอุ่นเพียงอย่างเดียว

และในปี พ.ศ. 2545 คณะรัฐมนตรีมีมติเมื่อวันที่ 20 สิงหาคม เฉลิมพระเกียรติในหลวงรัชกาลที่ 9 เป็น "พระบิดาแห่งฝนหลวง" พร้อมกำหนดให้วันที่ 14 พฤศจิกายนของทุกปี เป็นวันพระบิดาแห่งฝนหลวง วันที่เรื่องทั้งหมดเริ่มต้นบนเทือกเขาภูพาน

ฝนหลวงจึงไม่ใช่เวทมนตร์เสกฝน แต่คือวิทยาศาสตร์ที่อ่านเมฆเป็น และช่วยธรรมชาติให้ทำในสิ่งที่เกือบจะทำอยู่แล้วให้สำเร็จ เป็นเครื่องมือเสริมการบริหารจัดการน้ำคู่กับอ่างเก็บน้ำและฝาย ไม่ใช่คำตอบเดียวของภัยแล้ง แต่เป็นคำตอบที่เริ่มจากคำถามง่ายๆ บนท้องฟ้าวันหนึ่งเมื่อ 71 ปีก่อน