Ma ci sono prove che dimostrano che il processo sta aumentando le precipitazioni
Le fiamme libere scoppiano dalle gole dei camini metallici, montati su tozze torri incastonate tra le cime. Con un basso sibilo, sbuffi di particelle si sprigionano dalle loro bocche nell'aria, dove il vento le cattura e le porta via.
Non si tratta di particelle ordinarie. Sono minuscoli pezzetti di ioduro d'argento sbriciolato, una sostanza fotosensibile simile a un cristallo usata un tempo in fotografia.
Ma non viene usata per scattare foto in montagna. È destinata a produrre neve.
Quando il vento sferza le particelle sulle cime delle montagne, le correnti d'aria le spingono più in alto nel cielo, così in alto che alcune di esse finiscono per toccare le nuvole. Lì avviene un'elegante trasformazione.
Le particelle cristalline di ioduro d'argento hanno una struttura simile al ghiaccio e, all'interno di una nuvola, il simile attrae il simile. Le goccioline d'acqua iniziano a raggrupparsi intorno alle particelle, congelandosi e diventando solide.
Questi ammassi congelati alla fine diventano troppo pesanti per rimanere in aria. Cadono dalla nube e si dirigono dolcemente verso la Terra, spolverando le cime delle montagne con neve fresca.
Non si tratta di una pagina di un romanzo di fantascienza. La "semina delle nuvole" è una pratica reale, anzi esiste da decenni. Oggi viene utilizzata per aumentare le precipitazioni in almeno otto Stati degli Stati Uniti occidentali e in decine di Paesi del mondo.
L'interesse per l'inseminazione delle nuvole sta crescendo con il costante aumento delle temperature, che aumenta il rischio di siccità in luoghi come la Mountain West. Ma c'è un problema. Gli scienziati non sono sicuri di quanto funzioni bene l'inseminazione delle nuvole oggi, figuriamoci in un clima più caldo.
Tra le crescenti preoccupazioni per le risorse idriche negli Stati Uniti occidentali, gli scienziati stanno lavorando per rispondere a queste domande. Oggi la ricerca sull'inseminazione delle nuvole rappresenta l'avanguardia della scienza meteorologica e climatica: una convergenza di domande sull'influenza del riscaldamento sulle nostre risorse idriche in diminuzione e sulla nostra capacità di controllare tali conseguenze.
"Sicuramente siamo in una posizione migliore per affrontare questa domanda rispetto a 10 anni fa", ha dichiarato Jeff French, scienziato atmosferico dell'Università del Wyoming. "Lo stato della scienza è progredito al punto che è una questione che possiamo e dobbiamo cercare di affrontare ora".
L'inseminazione delle nuvole può assumere diverse forme. In alcuni luoghi viene utilizzata per aumentare le precipitazioni o prevenire le grandinate. Negli Stati Uniti, invece, l'obiettivo più comune è quello di aumentare le precipitazioni nevose, di solito con lo ioduro d'argento.
La neve in più può essere un vantaggio per le risorse idriche, soprattutto in luoghi come l'Ovest, afflitto dalla siccità. Il manto nevoso è una fonte vitale di acqua dolce per milioni di persone in tutto il Paese quando si scioglie in primavera.
L'aumento del manto nevoso viene perseguito con crescente urgenza. Gran parte degli Stati Uniti occidentali è stata attanagliata dalla siccità negli ultimi 20 anni.
Gli scienziati hanno recentemente concluso che gli ultimi due decenni rappresentano il periodo più secco della regione almeno dalla fine del 1500. Hanno scoperto che questa "mega-siccità" è stata fortemente influenzata dai cambiamenti climatici.
L'aumento delle temperature e la siccità in corso hanno avuto un forte impatto sulle risorse idriche occidentali.
Studi recenti hanno rilevato che ampie zone della Montagna Occidentale hanno subito una forte riduzione del manto nevoso negli ultimi decenni (Climatewire, 13 dicembre 2018). Anche la stagione della neve si sta accorciando con il riscaldamento del clima e l'inizio anticipato della primavera.
Nel frattempo, i gestori delle risorse idriche occidentali sono alle prese con la crescente minaccia di scarsità. Il flusso è diminuito sui principali sistemi idrici come il Rio Grande e il fiume Colorado, che forniscono acqua a milioni di persone.
Con le temperature in costante aumento, l'inseminazione delle nuvole rappresenta una soluzione interessante.
"I gestori dell'acqua hanno fondamentalmente due scelte, ed entrambe sono attuabili", ha detto French. "Una è quella di ridurre in qualche modo la domanda attraverso la conservazione, l'altra è quella di aumentare in qualche modo l'offerta. E l'inseminazione delle nuvole è una proposta relativamente poco costosa".
Dimostrare che funziona, però, è un'altra questione.
Gli esperimenti meteorologici sono notoriamente difficili da condurre. Il gold standard scientifico sarebbe uno studio che dimostri che l'inseminazione delle nuvole ha prodotto un risultato che sicuramente non si sarebbe verificato senza di essa. Ma questo tipo di ricerca richiede una combinazione di progettazione sperimentale specializzata e tecnologia altamente avanzata.
Per la maggior parte della lunga storia della semina delle nuvole, non è stato possibile. Solo negli ultimi anni la tecnologia è progredita abbastanza da permettere ai ricercatori di approfondire il problema.
"Ora disponiamo di strumenti migliori per cercare di osservare l'inseminazione delle nuvole mentre avviene", ha detto French. "Quindi si tratta di prendere questa nuova tecnologia che è stata sviluppata negli ultimi 20 anni, o migliorata negli ultimi 20 anni, e applicarla a un problema molto vecchio".
DECENNI DI DOMANDE
L'uomo ha sperimentato il controllo del tempo per buona parte del secolo scorso.
A Vincent Schaefer, ricercatore della General Electric, vengono spesso attribuiti i primi esperimenti di cloud seeding negli anni Quaranta. Gran parte del lavoro di Schaefer durante e dopo la Seconda Guerra Mondiale era incentrato sull'evitare che gli aerei si ghiacciassero a mezz'aria. Per questo motivo progettò uno speciale congelatore fatto in casa che lo aiutasse a capire meglio il modo in cui il ghiaccio si forma all'interno delle nuvole.
La storia racconta che un giorno Schaefer entrò in laboratorio per scoprire che il suo congelatore era stato spento. Sperando di raffreddarlo il più rapidamente possibile, mise un blocco di ghiaccio secco all'interno della scatola. Nell'aria si formò immediatamente una nuvola di cristalli di ghiaccio scintillanti.
Nel 1946, Schaefer condusse il primo vero esperimento di cloud seeding con l'aereo. Lasciò cadere 6 libbre di ghiaccio secco tritato in una nuvola sulle montagne Adirondack di New York. Quasi immediatamente iniziò a cadere la neve.
In esperimenti successivi, Schaefer e altri colleghi del GE scoprirono che alcuni tipi di particelle sono più efficaci nel favorire la formazione di cristalli di ghiaccio. Lo ioduro d'argento, hanno scoperto, è uno dei migliori.
La modificazione del tempo ha rapidamente catturato l'attenzione del governo degli Stati Uniti. Nei decenni successivi, il governo avrebbe finanziato esperimenti di cloud seeding, dalla gestione della siccità alle applicazioni militari.
Nel 1947, il Progetto Cirrus, una collaborazione tra GE e l'esercito americano, passò alla storia come il primo tentativo degli scienziati di modificare un uragano. Il 13 ottobre, l'operazione ha scaricato quasi 200 libbre di ghiaccio secco in un ciclone che si stava scatenando al largo della Florida.
Negli anni '60 e nei primi anni '70, il governo federale continuò a sperimentare l'idea di inseminare gli uragani con le nuvole, ma con scarsi risultati. Gli scienziati conclusero che non era efficace.
All'inizio degli anni '60, il Bureau of Reclamation finanziò una serie di esperimenti di cloud seeding noti come Project Skywater, con l'obiettivo di incrementare le risorse idriche negli Stati occidentali. I rapporti indicano che il progetto ha avuto risultati contrastanti.
Tra la fine degli anni '60 e l'inizio degli anni '70, l'esercito americano sperimentò persino la modificazione del tempo atmosferico come arma da guerra. L'operazione Popeye, come fu soprannominata, mirava a generare precipitazioni sufficienti a interrompere le rotte di approvvigionamento del nemico in Vietnam.
Questi sforzi ebbero vita breve. Nel 1977, un trattato internazionale vietò l'uso della modificazione meteorologica per scopi militari.
Molti di questi primi esperimenti avevano un filo conduttore: O non erano utili, o sono stati rapidamente interrotti o gli scienziati non riuscivano a capire quanto funzionassero.
"Negli anni '60, '70 e '80 sono state fatte molte ricerche", ha detto French, scienziato dell'Università del Wyoming. "Ma tutto questo si è fermato quando credo che ci si sia resi conto che le agenzie spendevano milioni e milioni di dollari anno dopo anno, e i risultati continuavano ad essere inconcludenti".
Il problema, ha detto, è che gli studi sulla modificazione del tempo sono davvero difficili da progettare e realizzare.
Per dimostrare che l'inseminazione delle nuvole ha un effetto reale, gli scienziati devono dimostrare che qualsiasi risultato prodotto non si sarebbe verificato senza di essa. Ciò richiede la realizzazione di un esperimento con almeno due test, uno con l'inseminazione delle nuvole e uno senza, nello stesso luogo e in condizioni meteorologiche identiche.
Poiché il tempo cambia così rapidamente, è molto difficile farlo. E anche quando è possibile, questi studi richiedono una tecnologia di monitoraggio avanzata, compresi i radar ad alta tecnologia. Questo tipo di tecnologia non era disponibile fino a poco tempo fa.
Ciò significa che la ricerca sull'inseminazione delle nuvole si è affidata principalmente a studi statistici. Questi studi misurano le precipitazioni prodotte con l'inseminazione delle nuvole in un luogo e poi le confrontano con un altro luogo in cui non è stata effettuata l'inseminazione delle nuvole.
In questo tipo di studi i due contesti non sono identici. Ciò significa che non è possibile dimostrare in modo definitivo che le precipitazioni prodotte dalla semina delle nuvole in un'area non si sarebbero verificate senza di essa.
Nel 2003, il Consiglio Nazionale delle Ricerche ha pubblicato un rapporto completo sulla modificazione del tempo, evidenziando questi problemi. Il rapporto concludeva che "non esiste ancora una prova scientifica convincente dell'efficacia degli sforzi intenzionali di modificazione del tempo".
Tuttavia, l'NRC ha raccomandato di continuare la ricerca sulla modificazione meteorologica, non da ultimo a causa del suo potenziale per affrontare i problemi idrici dell'Occidente che si stanno aggravando.
Questa stessa speranza ha spinto le agenzie idriche statali a continuare a finanziare le operazioni di cloud seeding, anche dopo che gli sforzi di ricerca federali si sono ridotti negli anni '80.
"Penso che ci sia una spiegazione abbastanza semplice del perché sia continuata", ha detto French. "L'inseminazione delle nuvole è radicata in una base fisica piuttosto solida e ben compresa che spiega perché dovrebbe funzionare".
GLI STATI ABBRACCIANO L'INCERTEZZA
Oggi le operazioni di cloud seeding si svolgono in almeno otto Stati degli Stati Uniti occidentali, con vari livelli di investimento spesso condivisi tra agenzie statali, servizi pubblici e aziende private come le località di montagna.
I programmi di cloud seeding nel bacino superiore del fiume Colorado, ad esempio, costano circa 1,5 milioni di dollari all'anno. I costi sono suddivisi tra le agenzie statali di Colorado, Utah e Wyoming, dove si svolge la maggior parte delle operazioni, oltre a Nevada, California, Nuovo Messico e Arizona, che possono beneficiare dell'aumento del flusso del fiume Colorado.
Negli ultimi anni, il cloud seeding ha assunto un ruolo più importante nelle strategie di gestione della siccità in tutto l'Occidente. L'accordo di condivisione dei costi nel bacino del fiume Colorado è stato finalizzato nel 2018, dopo che per anni gli Stati avevano gestito individualmente le loro operazioni di cloud seeding. L'accordo si estende fino all'autunno del 2026.
Dal 2018, il Wyoming e il Colorado hanno rafforzato i loro programmi investendo in operazioni di semina aerea delle nubi, ossia la semina condotta da aerei, oltre alle macchine a terra già sparse per le montagne.
Si tratta di investimenti relativamente poco costosi, tutto sommato: un rischio basso per una ricompensa potenzialmente alta. Ma fa davvero la differenza?
La maggior parte dei programmi si basa su studi statistici per giustificare i propri sforzi. Questi studi indicano che le nuvole seminate possono produrre dal 5% al 15% di nevicate in più rispetto alle aree in cui non è stata effettuata la semina delle nuvole.
Se questo è vero, il costo della semina delle nuvole si aggira intorno a pochi dollari per metro cubo d'acqua (equivalente a circa mezza piscina olimpionica). Si tratta di un costo di gran lunga inferiore a quello di molti altri interventi di risparmio idrico, come la conservazione dell'acqua, il riciclaggio o la desalinizzazione, che possono costare centinaia di dollari per metro cubo.
Tuttavia, gli studi statistici non dimostrano che la semina delle nuvole sia effettivamente la causa delle nevicate più abbondanti. Ciò richiede un esperimento scientifico più specializzato e solo negli ultimi anni gli scienziati sono finalmente riusciti a farlo.
Nel 2015, un'ampia relazione preparata per il Bureau of Reclamation ha concluso che la ricerca continua è ancora giustificata, ma ha notato che "la 'prova' che la comunità scientifica ha cercato per molti decenni non è ancora in mano".
Il 19 gennaio 2017, un aereo da ricerca ha attraversato i cieli grigi sopra il bacino del fiume Payette in Idaho, spruzzando ioduro d'argento nell'aria. Assemblati sulle cime innevate sottostanti, i nevai e le macchine radar portatili erano pronti a misurare la neve che gli scienziati speravano sarebbe seguita.
Era l'inizio di un esperimento che avrebbe stravolto la scienza della semina delle nuvole. Conosciuto come progetto SNOWIE (acronimo di "Seed and Natural Orographic Wintertime Clouds"), lo studio ha fornito alcune delle prime prove quantitative del fatto che la semina delle nuvole funziona davvero.
Per tre giorni, in quel gennaio, le condizioni meteorologiche si sono allineate in modo da creare un esperimento perfetto di inseminazione delle nuvole. Il cielo era freddo e nuvoloso, ma non cadeva neve. Nel corso di questi tre giorni, l'aereo di ricerca ha effettuato più di una dozzina di viaggi sopra le cime delle montagne, rilasciando ogni volta la stessa quantità di ioduro d'argento.
"Per tre giorni c'è stata una copertura nuvolosa, ma nessuna nevicata, nessuna precipitazione naturale", ha detto Katja Friedrich, scienziata atmosferica dell'Università del Colorado, Boulder, che ha contribuito a guidare il progetto SNOWIE. "Abbiamo messo il materiale di semina nella nuvola liquida super-raffreddata e siamo stati in grado di generare precipitazioni. E questo è stato davvero rivoluzionario".
Grazie ad apparecchiature radar ad alta tecnologia, gli scienziati sono stati in grado di monitorare la risposta delle nuvole dal momento in cui lo ioduro d'argento è stato rilasciato nell'aria fino al momento in cui la neve ha iniziato a cadere. Nel corso di quei tre giorni, gli scienziati hanno stimato che circa 286 piscine olimpioniche di neve sono cadute dalle nuvole che hanno seminato.
Friedrich e i suoi colleghi, tra cui scienziati del Colorado, del Wyoming, dell'Illinois e dell'Idaho, hanno pubblicato le loro scoperte in un documento innovativo l'anno scorso su Proceedings of the National Academy of Sciences.
SNOWIE è arrivato nel bel mezzo di una sorta di rinascita della ricerca sulla semina delle nuvole negli Stati Uniti. Dopo anni di interesse scientifico relativamente scarso per la modificazione del tempo, nell'ultimo decennio una serie di progetti ha aperto la strada a nuove intuizioni.
Il Wyoming Weather Modification Pilot Project, lanciato nel 2008, è stato uno dei primi. Finanziato dallo Stato del Wyoming, il progetto mirava a valutare il successo degli sforzi di inseminazione delle nuvole in tre aree target sulle catene montuose dello Stato.
"I risultati che ne sono scaturiti sono stati positivi, ma non sono stati del tutto conclusivi", ha detto French.
Ma il progetto ha messo in luce alcuni importanti progressi nella ricerca sull'inseminazione delle nuvole negli ultimi decenni, tra cui il miglioramento dei radar e di altri strumenti di osservazione, oltre a importanti passi avanti nella modellazione al computer.
Grazie a queste nuove e migliori tecnologie, il progetto SNOWIE ha catapultato la ricerca sull'inseminazione delle nubi all'avanguardia della scienza meteorologica e climatica.
"La domanda non è più: "L'inseminazione delle nuvole funziona?", ha detto Sarah Tessendorf, scienziata atmosferica del National Center for Atmospheric Research e altra scienziata che ha lavorato al progetto SNOWIE. "Le domande sono: 'Come e quando funziona? Quanto è efficace in condizioni diverse?".
Mentre la siccità e il riscaldamento comprimono le riserve d'acqua nell'Ovest americano, gli scienziati sono impegnati a cercare di rispondere a queste domande.
Il progetto SNOWIE sta ancora fornendo informazioni a quattro anni dalla sua conclusione, ha detto Tessendorf. Grazie ai recenti progressi nei modelli computerizzati, gli scienziati possono ora simulare gli effetti dello ioduro d'argento sulle nuvole - e possono usare queste simulazioni per condurre esperimenti controllati, esattamente il tipo di studi che mancava alla ricerca sulla semina delle nuvole.
Allo stesso tempo, i dati raccolti dal progetto SNOWIE aiutano gli scienziati a convalidare i loro modelli e ad assicurarsi che le loro simulazioni siano realistiche.
"Ritengo che oggi, in questo periodo, siamo in una fase piuttosto eccitante per la scienza dell'inseminazione delle nuvole, poiché negli ultimi anni siamo stati in grado di raccogliere dati davvero eccezionali", ha detto Tessendorf. "E con le capacità del computer, c'è davvero una grande promessa di fare progressi in questo campo".
Ma gli esperti consigliano anche di tenere sotto controllo le aspettative. La scienza finora suggerisce che l'inseminazione delle nuvole è ben lungi dall'essere una pallottola d'argento quando si tratta di affrontare la siccità.
Innanzitutto, gli esperimenti SNOWIE hanno generato una quantità di neve piuttosto modesta.
"Come abbiamo dimostrato nel documento, non possiamo generare molta neve", ha detto Friedrich. "Possiamo generare neve, ma non così tanto da superare una situazione di siccità".
Inoltre, il progetto SNOWIE si è svolto in una sola, piccola fetta dell'Idaho, nell'arco di soli tre giorni.
Con lo slancio del progetto SNOWIE ancora forte, gli scienziati sperano di poter rispondere a molte delle domande più importanti che ancora rimangono sul funzionamento della semina delle nuvole. Ma ci vorrà tempo e molte altre ricerche.
"La domanda più grande è se 'funziona' - e metto 'funziona' tra virgolette - sulla scala di un'intera stagione su un'intera catena montuosa", ha detto French, scienziato dell'Università del Wyoming, che ha anche contribuito al progetto SNOWIE.
"Possiamo davvero fare la differenza? E secondo me siamo ancora lontani dal rispondere a questa domanda".
Chelsea Harvey si occupa di scienza del clima per Climatewire. Segue le grandi domande che si pongono i ricercatori e spiega cosa si sa e cosa si deve sapere sulle temperature globali. Chelsea ha iniziato a scrivere di scienza del clima nel 2014. Il suo lavoro è apparso su The Washington Post, Popular Science, Men's Journal e altri.
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