Weermakerij

Kunnen we het klimaat beheersen?

door Dirk Koppenaal – Skepter 24.2 (2011)

Fixing the skyKlimaatbeheersing staat door alle ophef over de opwarming van de aarde weer volop in de belangstelling. Kunnen we het klimaat veranderen en beheersen?

Iedereen is het er over eens dat in de laatste decennia de gemiddelde temperatuur op aarde is toegenomen. Wereldwijd is die toename bijna 1°C en Nederland zou de afgelopen 100 jaar haast 2°C warmer geworden zijn. Over de precieze oorzaak van deze opwarming bestaat nog wetenschappelijke onenigheid, maar voor het grote publiek is de discussie allang gevoerd: wij hebben een broeikas veroorzaakt door ons onbeheerste gebruik van fossiele brandstoffen en de CO2-uitstoot die daarmee gepaard ging. Bovendien, zelfs als verhoogd CO2 niet de hoofdoorzaak is, dan nog draagt het bij aan de opwarming en voorkomt het een snel herstel van het klimaat.

Volgens een recent rapport van het planbureau voor de leefomgeving wordt het in Nederland zonder klimaatbeleid in het jaar 2100 tussen 2 en 6°C warmer. Onze dijken zullen niet opgewassen zijn tegen stijgende rivieren en zee. Er zal minder ruimte overblijven om te wonen, landbouwgrond zal verzilten en de natuur zal veranderen. Voor de pimpelmees en bonte vliegenvanger komen vast wel andere leuke vogeltjes terug, maar ook de malariamug zal zich prima thuis voelen in subtropisch Nederland. Overal in de wereld zal de opwarming ernstige gevolgen hebben: overstromingen, droogtes of juist overvloedige regenval zullen oogsten verwoesten en leefgebieden onbewoonbaar maken.

Zijn wij met onze wetenschap en techniek in staat het klimaat te redden of ligt weermakerij nog ver in het verschiet?

Weergoden

Het woord meteorologie is afkomstig van Aristoteles. Rond 350 v.C. schreef hij Meteorologica, en noemt hierin meteorologische verschijnselen, zoals wolkvorming door verdamping van water. Ook schetst Aristoteles de aarde als een bolvormig lichaam en beschrijft hij concepten als lithosfeer, hydrosfeer, atmosfeer en de ruimte. In die tijd baseerde men de weersverwachting op waargenomen patronen; niet alleen wolkpatronen of windrichting, maar ook avondrood, morgenrood of vogels waren ‘betrouwbare’ weersvoorspellers.

Voor verdere meteorologische voortgang waren documentatie en meetinstrumenten vereist: Galileo construeerde in de 16de eeuw een thermometer (de veel nauwkeuriger kwikthermometer van Fahrenheit is van 1724), Torricelli de barometer in 1643, Robert Hooke de windsnelheidsmeter in 1667 en Horace-Bénédict de Saussure de hygrometer in 1780. Door ontwikkelingen in de natuurkunde, zoals de gaswetten en thermodynamica, konden patronen steeds beter worden verklaard en meteorologie ontwikkelde zich van boerenwijsheid tot een serieuze wetenschap.

RegenkanonnenSinds mensenheugenis probeert de mens het weer naar zijn hand te zetten. Tijdens onweersbuien maakten onze voorouders lawaai om de weerdemonen te verjagen, een traditie die in de vorm van klokgelui tot in de middeleeuwen werd voorgezet. Niet weinig klokkenluiders zijn daarbij geëlektrocuteerd. De oude Grieken offerden het bloed van kippen en lammeren om hun bouwland te beschermen als er hagel op komst was. De Oostenrijkers schoten heilige pijlen in de hagelwolken. Later werden geweren gebruikt, waarvan sommige waren geladen met heilige hagelkorrels om de heksen die op de wolken reden te doden. Andere geweren bevatten slechts buskruit en werden in vaten gevuurd, opdat de luide knallen de ‘elektrische balans’ van de bui zouden verstoren. De geweren en vaten werden vervangen door stalen hagelkanonnen. Al in 1907 werd door een grootschalig onderzoek met meer dan 200 kanonnen vastgesteld dat het effect hooguit 100 meter hoog kwam, terwijl hagelwolken al gauw tot 10 km hoogte reiken. Toch worden hagelkanonnen nog steeds gebruikt, niet alleen in Oostenrijk, maar ook door fruittelers in Zeeland [zie ook ‘Hagelkanon‘ op Kloptdatwel?, 2016]

De Azteken geloofden dat als er geen mensen geofferd werden aan de god Tlaloc, er geen regen zou komen. Tlaloc eiste de tranen van kinderen om de aarde nat te maken. Priesters lieten daarom de kinderen huilen voordat ze ritueel geofferd werden. Veel effectiever was de methode van de Mandan-indianen, die in Noord-Amerika leefden. Wanneer de maïsoogst dreigde te mislukken, wezen medicijnmannen jongemannen aan, die telkens een dag als regenwachter moesten optreden. Zodra een regenwachter een donkere wolk zag, moest hij er een heilige pijl in schieten. De ceremonie ging door totdat de regen losbarstte. Ging het regenen dan wachtte de regenwachter eeuwige roem en het kwam niet op bij de Mandans om hem nogmaals te vragen.

Stoomenergie

De eerste die het weer op wetenschappelijke manier probeerde te beïnvloeden was James Pollard Espy (1785–1860). Espy was een toonaangevende meteoroloog en de eerste weerman in dienst van de Amerikaanse overheid. Espy studeerde aan de Transylvania Universiteit in Lexington in de staat Kentucky en werkte als schoolmeester en advocaat tot hij in 1817 verhuisde naar Philadelphia. Aan het Franklin Instituut onderwees hij wiskunde en klassieke geschiedenis, maar zijn hart ging uit naar de meteorologie, waaraan hij al zijn vrije tijd besteedde. En met succes, van 1834 tot 1838 was hij voorzitter van het gezamenlijke comité voor meteorologie van het Franklin Instituut en de American Philosophical Society en in 1836 won hij de prestigieuze Magellenic-prijs voor zijn hageltheorie. Om beter inzicht in het weer te krijgen, overtuigde hij het bestuur van Pennsylvania om in iedere deelstaat waarnemers uit te rusten met barometers, thermometers, en andere standaardinstrumenten. Espy gaf lezingen, onderhield een nationaal netwerk van correspondenten en vrijwilligers en vond onder andere een instrument uit dat hij gebruikte om de hoeveelheid warmte te berekenen die vrijkomt bij het condenseren van waterdamp. Hij noemde dit apparaat nephelescope (wolkkijker).

Espy zag de atmosfeer als een gigantische warmtemachine aangedreven door stoomenergie. Verwarmd door de zon stijgt vochtige lucht omhoog en koelt tijdens het stijgen weer af. Koele lucht kan minder vocht bevatten en de waterdamp in de lucht zal condenseren. Tijdens dit proces komt warmte vrij, de ‘stoomenergie’ volgens Espy, en worden regen, hagel of sneeuw gevormd, terwijl bovendien de vrijgekomen warmte ervoor zorgt dat de lucht verder kan stijgen. Wanneer er voldoende waterdamp in de lucht aanwezig is, kunnen zich zelfs onweersbuien en orkanen ontwikkelen. De theorie is inmiddels een geaccepteerd onderdeel van de meteorologie, maar volgens Espy voorspelde de theorie ook dat het mogelijk moest zijn kunstmatige regenbuien te genereren: door de ‘stoom’ met andere energiebronnen op te wekken. Hij wees erop dat tijdens vulkaanuitbarstingen buien en neerslag kunnen ontstaan en dacht met bosbranden onder ideale omstandigheden hetzelfde te bereiken.

In 1838 diende Espy bij de senaat een verzoek in om regen te maken met gecontroleerde bosbranden. Espy wilde het experiment zelf bekostigen en pas een kleine beloning ontvangen als hij er in slaagde om het in 10 vierkante mijl te laten regenen, een grotere beloning voor 1000 vierkante mijl regenval en een hele grote beloning als bleek dat de rivier Ohio het hele jaar door bevaarbaar was. Ondanks zijn grote reputatie en de nieuwsgierigheid bij sommige senatoren, werd het verzoek afgewezen, want ‘zelfs als Espy kon waarmaken wat hij beweerde, dan nog mocht geen sterveling zulke krachten bezitten’. We mogen de godvrezende senaat dankbaar zijn, als het aan Espy had gelegen zou er geen boom meer overeind staan.

Klimaatoorlogen

De Franse apotheker Charles Le Maout (1805–1887) was een overtuigd pacifist, maar zijn argumenten gingen verder dan die van andere strijders voor vrede. Le Maout was aanwezig bij de slag om Sebastopol (1854–1855), tijdens de Krimoorlog, en meende dat de donderende kanonslagen niet alleen dood en verderf zaaiden maar ook kinkhoest brachten en het weer beïnvloedden. Zijn pogingen de Franse minister van oorlog hiervan te overtuigen mislukten, omdat de militaire verslagen geen verband tussen artillerievuur en het weer meldden.

Soortgelijke waarnemingen werden ook tijdens de Amerikaanse burgeroorlog gedaan; na iedere veldslag leek het wel een paar dagen te regenen. In 1871 publiceerde generaal Edward Powers War and the Weather, or, The Artificial Production of Rain. Powers baseerde zich op een theorie van de marineofficier Matthew Fontaine Maury (1806–1873) die twee belangrijke atmosferische circulatiesystemen had beschreven, waarbij de lucht in de lagere en hogere atmosferen in de omgekeerde richting beweegt. Volgens Powers zou het gebulder van de kanonnen de luchtstromen kunnen mengen en omdat een van de luchtstromen vast boven zee was geweest zou er altijd wel genoeg vocht in de lucht moeten zitten om het te laten regenen. Critici stelden dat de knallen de luchtstromen direct zouden verstoren en dat regenbuien dan vrijwel onmiddellijk zouden ontstaan, niet pas uren of dagen later. Bovendien, waarom werden de zware explosies die gebruikt werden bij de ontginning van mijnen en de aanleg van (spoor)wegen niet gevolgd door regenbuien? Powers, overtuigd van zijn gelijk, klopte bij het leger aan met het voorstel voor een groots experiment waarin 300 bulderende kanonnen in een straal van een mijl zijn critici zouden verslaan. Hoewel het leger niet negatief tegenover zijn ideeën stond, bleef de subsidiepot dicht.

Dyrenforth ballonGedurende een lange droge periode slaagde Charles Farwell, senator voor Illinois, erin om $9.000 vrij te maken voor regenmakerij met explosies. De jurist Robert St. George Dyrenforth (1844–1910) werd als hoofdonderzoeker aangewezen. Dyrenforth kende de theorieën tot in de puntjes en wist zeker dat het project zou slagen. Zelfs als Powers het mis zou hebben met zijn luchtlagen, dan nog zou de lucht omhoog geblazen worden en regen veroorzaken zoals Espy had voorspeld. Dyrenforths eerste experimenten met buskruit, dynamiet, nitroglycerine en ballonnen gevuld met zuurstofgas en waterstofgas, gaven geen neerslag maar wel een regen aan klachten door omwonenden. Op aanbod van een welgestelde vleesboer verhuisde Dyrenforth in juli 1891 zijn experimenten naar een verlaten, gortdroge locatie in Texas. Nog voor de experimenten aanvingen, begon het te regenen, niet ongewoon voor een Texaanse zomer omdat winden afkomstig van de golf van Mexico en Californië dan regen in het midden van de VS brengen. Sterker, de regen was voorspeld door het U.S. Weather Bureau. Dyrenforth voerde ware veldslagen en soms regende het, maar nooit precies boven zijn slagveld en ook nooit direct erna.

Volgens de natuurkundige Lucien I. Blake zaten Dyrenforth en voorgangers helemaal fout met hun ideeën, niet de luchtverplaatsing maar de rook van het slagveld zou de regens veroorzaken. Wolken hebben vuildeeltjes nodig om te ontstaan en iedere hagelkorrel is een vuildeeltje. Blake stelde voor om rookbommen aan ballonnen te bevestigen en zo de regen op te roepen, maar kreeg geen geld voor dit plan.

Verhalen over veldslagen gevolgd door regen zijn oud en bestonden al lang voor enig kanonnengebulder. De Griekse geschiedkundige Plutarchus beschreef in de toen 200 jaar oude veldslagen van de Romeinse generaal Gaius Marius (157–86 v.C.) dat de goden regen stuurden om het bloed en de ellende weg te wassen. De meteoroloog William Jackson Humphreys (1862–1949) kwam met een meer logische verklaring: generaals plannen veldslagen het liefst bij mooi weer. In gematigde klimaten wisselen mooie en slechte perioden zich om de paar dagen af. Statistisch gezien is de kans aanzienlijk dat een veldslag gevolgd wordt door een aantal minder mooie dagen, een kwestie van regressie naar het gemiddelde.

Science of fiction

Begin 19de eeuw werd een nieuw literair genre populair: sciencefiction. Jules Verne was met Van de aarde naar de maan (1865), een van de populairste schrijvers. In het vervolg Een schot in de lucht (1888) kopen de leden van de Gun Club te Baltimore het noordpoolgebied op vanwege de grote kolenvoorraad die eronder ligt. Om het noordpoolijs te laten smelten wil men met de terugslag van een reuzenkanon in de Kilimanjaro de scheefstand van de aardas elimineren. In het begin van de jaren 1900 volgen veel van dergelijke verhalen. De schrijvers zijn buitengewoon creatief en bedenken mechanismen uiteenlopend van het reguleren van zonnevlekken, toepassen van mentale krachten, en het schieten van gaten in de atmosfeer.

Net als sciencefictionschrijvers hebben weermakers geen gebrek aan fantasie. G.H. Bell uit New York verzon rond 1880 een manier om met 300 meter hoge torens water in de atmosfeer te brengen en wolken te maken. De wolken zouden als alternatief van irrigatie, regen in droge gebieden kunnen brengen. Het mooie van zijn gepatenteerde systeem was dat de torens ook omgekeerd gebruikt konden worden en een overvloed aan wolken konden opzuigen. J.B. Atwater verwierf een patent voor een tornadoafweersysteem. Even buiten stedelijke gebieden zouden explosieven opgeslagen worden en tot ontploffing gebracht worden als de tornado er precies overheen ging. William Suddards Franklin (1863–1930) speculeerde dat stormen bedwongen konden worden met een reeks van kleine explosies. Zijn atmospheric collapse-hypothese had wel wat weg van het vlindereffect beschreven door Edward Lorenz in zijn chaostheorie (1961). Maar waar Lorenz de vlinder als metafoor zag voor de gevoelige afhankelijkheid van beginvoorwaarden en daarmee de principieel volslagen onvoorspelbaarheid van het weer, had Franklin rijen van overmaatse hagelkanonnen in gedachten om orkanen voor de kust van Florida onschadelijk te maken.

De meeste aspirantweermakers waren bevlogen mensen, die oprecht meenden met hun uitvinding een oplossing te kunnen bieden voor droogte of regenbuien. Maar in hun kielzog voeren ook bedriegers, die overigens niet slechter presteerden. De bekendste was Charles Mallory Hatfield (ca. 1875–1958), een naaimachineverkoper afkomstig uit Californië, die rond 1898 meteorologie studeerde. In 1902 klom hij in de windmolen op zijn vaders boerderij, verhitte en verdampte wat poeders en zag plots de lucht betrekken, gevolgd door een flinke bui. Vanaf dat moment verkocht hij zich als professioneel regenmaker. Daar waar hij verscheen, bouwde hij een toren om zijn geheime chemicaliën te verdampen. Intussen hield Hatfield de voorspellingen van weerstations goed in de gaten, wat de statistische kans op succes aanzienlijk verhoogde.

Begin 1916 zorgde Hatfields regenmakerij voor een flink schandaal in San Diego. Kort nadat het stadsbestuur een contract met hem had afgesloten, viel in een maand tijd ruim 70 cm regen. Dammen braken door, bruggen en huizen werden vernield en tientallen mensen verdronken. Het stadsbestuur ontkende elke betrokkenheid, waarna Hatfield nog talrijke processen aanspande om zijn honorarium vergoed te krijgen. Een staaltje onnozelheid en ontkenning dat begin 1950 nog eens werd herhaald toen het stadsbestuur van New York poedermagiër Wallace E. Howell vroeg de waterreservoirs in de Catskill-bergen te vullen, maar vervolgens twee miljoen dollar aan schadeclaims ontving door het toevallige succes van Howell.

Mist

Terwijl in de VS droogtes en buien een inspiratiebron voor weermakers waren, had men in Engeland een heel ander probleem: mist en smog. Ook het uit de VS afkomstige mistkanon, een 10 cm dikke warme lucht blazende pijp, kon niets beginnen tegen de mist vermengd met de rook van tienduizenden kolenkacheltjes. In die tijd was het algemeen geaccepteerd dat atmosferische elektriciteit neerslag stimuleerde. Een zekere John Williams, Esq. beschreef op pagina 348 en verder van zijn boek The climate of Great Britain (1806) een methode om mist en nevel te verdrijven, namelijk door gigantische elektriseermachines via een soort antennes de atmosfeer positief te laten opladen. Twee per graafschap zouden daarvoor voldoende moeten zijn. Het is onbekend of iemand ooit geprobeerd heeft of dit fantastische plan ook werkte.

In 1884 ontdekte de Engelse natuurkundige Oliver Lodge dat een statisch veld het samenvloeien van waterpartikels in een ruimte bevordert. Hoewel Lodge het onmogelijk achtte om op die manier de Londense mist in regen te veranderen, vormde zijn theorie wel de basis van het patent dat de Australiër John Graeme Balsillie in 1918 verwierf. Balsillies uitvinding behelsde een ioniserend systeem van draden gekoppeld aan ballonnen en vliegers en een hoogspanningsbron op de grond. Hoewel er geen enkel bewijs is dat zijn uitvinding ooit de tekentafel verliet, was het patent een belangrijke inspiratiebron voor een zekere Luke Francis Warren.

Van Warren is weinig bekend. Hij presenteerde zich graag als dr. Warren van de Harvard Universiteit, maar was een autodidact en vooral superverkoper van uitvindingen en fantasieën. Dankzij dit talent wist hij rond 1920 de chemicus en redacteur van de Journal of Physical Chemistry Wilder D. Bancroft (1867–1953) voor zich te winnen, die hem financieel ondersteunde en hem geloofwaardig maakte. Warren wilde met kleine elektrisch geladen deeltjes de mist rond vliegvelden oplossen. In een vliegtuig werden met een generator zandkorrels tot 10.000 volt opgeladen en over wolken verspreid. Soms lukte het inderdaad om gaten in wolken te maken, maar dit effect werd soms ook verkregen door vliegtuigmotoren alleen. Warren experimenteerde jaren achtereen, op verschillende plaatsen en met elektrische ladingen tot wel 100.000 volt. Hij bleef heilig geloven in zijn elektrische zand, maar het project strandde toen Bancroft geen geld meer had.

Andere projecten om de mist te verdrijven waren succesvoller. Henry G. Houghton toonde in een goed gecontroleerd experiment aan dat calciumchloride de ochtendmist van zee kon oplossen, maar zag af van deze oplossing omdat er enorme hoeveelheden nodig waren en het hygroscopische zout irritaties aan luchtwegen veroorzaakte. Andere ontvochters zoals silicagel hadden dezelfde problemen. Het wegblazen van de mist met enorme propellers kwam niet verder dan de ontwerptafel.

Een simpele manier om mist te verdrijven is warmte. Al tijdens de Eerste Wereldoorlog speelde mist een strategische rol. Aangezien mist vaak een lokaal verschijnsel is, kon het gebeuren dat de vijand wel kon vliegen, terwijl de bondgenoten de vliegtuigen aan de grond moesten houden. Om de mist van een vliegveld te verdrijven waren enorme hoeveelheden brandstof nodig, wat weer veel rook opleverde. In 1938 stelde David Brunt een rookloos systeem met verwarmde buizen voor, maar de eerste proeven waren zonder succes. In 1942 was voor Churchill de maat vol, er moest gevlogen worden, hoeveel brandstof het ook zou kosten. In het diepste geheim werd de Fog Investigation and Dispersal Operation (FIDO) opgezet. Het ontwerp van Brunt werd uit de kast gehaald en opgeschaald, en omdat brandstof geen probleem meer was, lukte het hele vliegvelden te verwarmen en mistvrij te maken. Terwijl de Duitsers hun vliegtuigen aan de grond moesten houden, konden de geallieerden uitvliegen en bombarderen. Na de oorlog waren er plannen om FIDO op Londen Heathrow te installeren, maar door de hoge kosten (rond £45.000 per uur) en de opkomst van de radar zag men hiervan af.

Regen zaaien

Irving Langmuir, Bernard Vonnegut en Vincent SchaeferGeneral Electrics (GE) is al ruim een eeuw een van de grootste bedrijven ter wereld en legt zich toe op technologie, elektronica en allerlei diensten die winst maken. Tijdens de Tweede Wereldoorlog werkte Nobelprijswinnaar Irving Langmuir (1881–1957) voor GE aan projecten met gasmaskers en nevelinstallaties. Toen bekend werd dat het de Duitsers gelukt was om met een rookgenerator hun slagschip, de Bismarck, in een Noors fjord te verbergen, vroeg Langmuir zijn collega Vincent Schaefer (1906–1993) om een van hun rookinstallaties op te schalen. Bij het eerste experiment belden de ontzette buren al direct de brandweer en een demonstratie voor het leger kort daarna resulteerde in een kilometers grote witte kunstwolk. De volgende uitdaging lag in het verschiet: bestaande wolken aanpassen. Die doorbraak kwam in 1946 toen Schaefer zijn vriezer met een blok droogijs wilde afkoelen. Tot zijn verbazing zag hij zijn adem transformeren in miljoenen ijspartikels.

Wolken ontstaan doordat water verdampt. Terwijl de damp stijgt, koelen de waterdeeltjes af, maar pas bij temperaturen onder de -40°C bevriezen ze. Specifieke stofdeeltjes, condensatiekernen genoemd, maken dit proces al bij een temperatuur van -12°C mogelijk. In gematigde gebieden is de temperatuur in een wolk tussen de 0 en -23°C. In zulke wolken bestaan ijsdeeltjes en waterdruppeltjes naast elkaar. Doordat de verzadigingsdampdruk van de ijskristallen lager is dan die van de waterdruppeltjes, treedt er transport van waterdamp van de onderkoelde druppeltjes naar de ijskristalletjes op. De ijsdeeltjes groeien aan en vallen door hun toegenomen gewicht, om als regen of sneeuw de grond te bereiken. Wanneer er meer vrieskernen in een wolk aanwezig zijn, verloopt het neerslagproces sneller. Dit Wegener–Bergeron–Findeisenproces was al een aantal jaren bekend, maar nu zag Schaefer het op minischaal in zijn vriezer plaatsvinden. Schaefer en Langmuir meenden een doorbraak te hebben en met droogijs het weer naar hun hand te kunnen zetten, maar zo heel nieuw was hun ontdekking niet.

Al in 1891 had Louis Gathman uit Chicago een patent verworven op het laten regenen door de atmosfeer te koelen. Volgens Gathman zou vloeibaar koolzuur, afkomstig van in wolken geschoten projectielen of ballonnen, verdampen en de omringende lucht afkoelen. Hoewel koolzuur niet heel duur is, bleek dat er zulke hoeveelheden nodig zouden zijn, dat het project niet rendabel was. Gathman was een man met veel gemiste kansen en dat hij niet aan het gebruik van droogijs gedacht had, paste wonderwel bij zijn reputatie. Iemand die dat wel deed was de Nederlander August Willem Veraart (1881-1947). Veraart dacht dat regendruppels ontstonden door condensatie van waterdamp op ‘wolkendruppeltjes’. Op 6 oktober 1930 liet hij donkere, dreigende stapelwolken voor de kust van Zuid-Holland door drie vliegtuigen van de Koninklijke Luchtmacht bezaaien met 1800 kilogram fijngemalen ijs en droogijs. Waarnemers getuigden dat er inderdaad regen viel en later die dag kwam de regen in het westen van Nederland met bakken neer. Volgens het KNMI had die regen niets met de proeven te maken en men bestempelde hem als een prutser en charlatan.

Project Cirrus 1948Op 13 november 1946 kondigde GE aan dat wetenschappers sneeuw konden maken. Diezelfde dag vloog Schaefer met drie kilo tot poeder vermalen droogijs uit om zijn eerste wolk te bezaaien. Vanuit zijn controlepost kilometers verderop zag Langmuir direct na het experiment de sneeuw vallen. Aangezien GE juridische aansprakelijkheid vreesde, besloot het bedrijf voortaan dit soort experimenten uitsluitend voor de regering en leger uit te voeren. Een van de eerste grote opdrachten was project Cirrus. Tussen 1947 en 1952 werden meer dan 250 experimenten uitgevoerd op allerlei wolktypes. Het meest tot de verbeelding sprak de poging om de orkaan King (1947) af te remmen. Kort na het bezaaien maakte de orkaan een onverwachte, waarschijnlijk toevallige bocht, stevende recht op de kust van Florida af en richtte veel schade aan.

Het team van Langmuir had een tweede doorbraak toen Bernhard Vonnegut, de broer van de beroemde sciencefictionschrijver Kurt Vonnegut, ontdekte dat zilverjodide ijskristallen kan imiteren en al bij een temperatuur van -4°C onderkoelde waterdruppels in ijspartikels omvormt. Vonnegut was zeer bescheiden over zijn ontdekking, maar Langmuirs claims en verbeelding kenden geen grenzen. Hij meende het klimaat aan te kunnen passen en effecten te kunnen beheersen waarbij de kracht van atoombommen in het niet vielen. Ook commerciële weermakers zagen hun kans schoon en boden de ‘wolkenzaai’-methode aan, met wisselende en onzekere resultaten, maar met harde claims en stevige rekeningen.

Spelen

Nadat in 1954 de wervelstormen Carol, Edna en Hazel landinwaarts voor veel schade hadden gezorgd, besloot het Amerikaanse congres tot de oprichting van een nationaal hurricane research project (NHRP) om dit soort stormen te bestuderen. In 1958 werd in het geheim besloten om ondanks het fiasco van project Cirrus opnieuw te pogen orkanen in kracht af te laten nemen. De hypothese was dat het oog van de cycloon onderkoelde waterdruppeltjes zou bevatten, net als de geteste regenwolken. Door zilverjodide rond het oog van de cycloon te zaaien, wilde men de onderkoelde waterdeeltjes als ijsdeeltjes laten neerslaan. De warmte die hierbij vrijkwam zou een groter, maar zwakker oog creëren en de storm verzwakken. Een eerste officieel experiment in 1961 gaf na het zaaien een kleine verzwakking van wervelstorm Esther. De enthousiaste onderzoekers riepen onmiddellijk project Stormfury in het leven, dat van 1962 tot 1983 zou opereren. Maar uiteindelijk realiseerden ze zich dat hun model van de storm fout was. Zilverjodide had geen effect op wervelstormen, omdat tropische stormen nauwelijks onderkoelde waterdeeltjes bevatten.

De militaire impact van klimaatbeheersing is groot en bij alle pogingen het weer te beïnvloeden was het Amerikaanse leger betrokken. Tijdens de Koreaanse Oorlog (1950) zou de verworven kennis al zijn ingezet om de mist te verdrijven. In de Vietnamoorlog probeerde het leger om de aanvoer van goederen uit aangrenzende landen te verhinderen. In 1966 startte project Popeye, een illegaal programma waarbij vliegtuigen uitvlogen om zilverjodide boven Zuid-Laos te verspreiden in de hoop dat de extra regen toevoerwegen onbegaanbaar zou maken. Bij het grotere vervolgproject Operation Motorpool (1967-1972) bezaaide de luchtmacht gedurende het regenseizoen de wolken boven Noord-, en Zuid-Vietnam, Laos en Cambodja met zilverjodide. Hoewel sommigen beweerden dat Operation Motorpool resulteerde in 7 cm extra neerslag per jaar langs de Ho Chi Minh-route en dat het regenseizoen langer duurde, werden er geen wetenschappelijke gegevens verzameld om die claims te verifiëren. Generaal Westmoreland, hoofd van de militaire Vietnamoperaties van 1964-1968 zag echter niet meer nattigheid dan er al was.

In Rusland en China wordt al decennia kunstmatig regen opgewekt. Soms wordt dit gedaan om de regen in een gebied te bevorderen, maar ook om de hoeveelheid neerslag luchtstroomafwaarts te verminderen en feestelijkheden in het zonnetje te zetten. Beide landen zijn terughoudend over de toegepaste technieken en geven nauwelijks inzage in het tot stand komen van de behaalde resultaten. Uit een nieuwsbericht van juni 2008, toen een zak van 25 kg cement een enorm gat in een woonhuis sloeg, mogen we afleiden dat Rusland naast zilverjodide ook cement op de wolken strooit. China gebruikt ook vloeibare stikstof. Terwijl in het Westen geen reproduceerbare successen geboekt worden, claimen beide landen absoluut welslagen.

Na de kernramp van Tsjernobyl in 1986 stapelden radioactieve wolken zich boven het gebied van de kernreactor op. Aangezien de wind richting Moskou en St. Petersburg stond, besloten de Russische autoriteiten in het geheim de wolken met zilverjodide te lijf te gaan; sterk radioactieve regen daalde op Wit-Rusland neer en Moskou bleef gespaard. Helaas, op andere momenten liet de techniek Rusland compleet in de steek. In 2009 stelde Joeri Loezjkov, burgemeester van Moskou, voor wolken met chemicaliën te behandelen en zo zijn stad sneeuwvrij te houden. In de winter van 2009/2010 viel juist een recordpak sneeuw op Moskou.

Vanwege de Olympische Spelen van 2008 spendeerde China die zomer bijna 80 miljoen euro aan klimaatbeheersende projecten. Een strijdmacht bestaande uit 30 vliegtuigen, 4000 raketinstallaties en 7000 stuks afweergeschut stond klaar om iedere wolk met chemicaliën te ontwateren. De openingsceremonie van 8 augustus verliep inderdaad zonder spat, maar sommige wedstrijden werden afgelast of verliepen in de stromende regen. Terugkijkend naar de maand augustus kunnen meteorologen geen noemenswaardige verschillen zien met andere jaren.

Enkele andere groots opgezette experimenten waren: het Tasmanië-experiment (1964-1970), het Florida Cumulus-experiment (1970-1976) en het Israël-experiment (1969-1975). Deze experimenten pakten soms totaal verkeerd uit: regen viel op de verkeerde plaats, viel helemaal niet, of leidde tot onbeheersbare wolkbreuken.

Enveloppenwijsheid

In 1953 gaf Langmuir een lezing met de titel Pathological Science, on the science of things that aren’t so. Langmuir meende dat pseudowetenschap niet zozeer tot stand komt door oneerlijkheid, maar door wetenschappers die niet doorhebben hoe ze zichzelf met valse resultaten en wensdenken bedriegen. Langmuir zag echter niet de valkuil, waarin hij zelf was gevallen. De theorie klopte en een aantal experimenten bevestigde deze ook, maar de wetenschap van de meteorologie is veel ingewikkelder dan een optelsom van chemie, filosofie, natuurkunde of wiskunde. Iedere wolk is weer anders en het is nauwelijks na te gaan of de neerslag het gevolg is van bezaaiing of van natuurlijke processen. Je kunt pas stellen dat je het klimaat aanpast, als je weet wat er gebeurt als je niets doet.

Door gebrek aan succes heeft het Westen pogingen om stormen en regen te beheersen, (voorlopig) opgegeven. Bovendien, een nieuw klimaatprobleem dient zich aan: globale opwarming. Haastig worden nu strategieën bedacht die voor afkoeling moeten zorgen. Veel ideeën zijn niet nieuw. Al in 1961 werd voorgesteld om met 36 miljoen ton fijnstof in de stratosfeer het broeikaseffect te remmen. Andere plannen zijn: een reflecterende laag op de oceanen aanbrengen, ruimtespiegels, bebossing van woestijnen, CO2 zuigende kunstbomen, CO2 verbruikende algen, CO2 absorberende nanopartikels, en natuurlijk aerosols. Voor al deze ideeën geldt: hoe drastischer hoe risicovoller. Het effect van CO2-opslag is laag en laat op zich wachten, maar is wel makkelijk ongedaan te maken. Technieken om de atmosfeer te bevrijden van fijnstof of aerosols ontbreken echter. Bovendien, wat is de interactie met het huidige klimaat en kan de atmosfeer misschien schade oplopen?

Ondanks deze belangrijke aandachtspunten, zouden beleidsmakers eerst een stap terug moeten doen en zich afvragen waarom klimaatbeheersingsmethoden nu ineens zouden werken. De geschiedenis van de klimaatbeheersing toont een reeks prachtige plannen en laat evenveel tegenvallers zien. Zelfs bij de door en door geteste, beproefde en veelvuldig toegepaste zilverjodidemethode is er alleen invloed op lokale regenval, maar ontbreekt de controle over het klimaat, en er is voorlopig niemand die daar een oplossing voor heeft. En het beruchte Welsbach-patent dan, waarbij reflecterende metaaloxides in de atmosfeer het zonlicht weerkaatsen en dat volgens chemtrailaanhangers al een decennium wereldwijd wordt toegepast, stelt dat dan niets voor? Geen idee, die methode is nooit getest!

De meeste plannen voor klimaatbeheersing zijn slechts schetsen op de achterkant van een envelop, veelbelovend, maar onuitvoerbaar. Beheersing van het klimaat is niets anders dan sciencefiction.

Literatuur

Fleming JR (2010). Fixing the sky : the checkered history of weather and climate control. Columbia University Press.

 Uit: Skepter 24.2 (2011)

 

Dirk Koppenaal is redacteur van Skepter