済州島に構築された国内唯一の雲実験室、人工降雨の核心は「粒子サイズ」

済州島の国立気象科学院には、室内で直接雲を作る特別な研究室がある。大韓民国気象庁の映像によると、ここは国内唯一の「雲物理実験チャンバー」を備えた実験室で、雲を直接生成して観測することができる。チャンバーを構築し研究をリードしているのは、スロバキア出身のミロ博士だ。映像は、干ばつ解消と微小粉塵低減のための未来気象技術である人工降雨の実験方法から、チャンバーの中で氷晶（雪の結晶）が生まれる観測の瞬間までを紹介した。

二重構造で設計された「雲工場」

工場かと問う制作陣の質問に対し、ミロ博士は、見方によっては工場とも考えられると答えた。チャンバーは2021年に設計と構築を開始し、2022年に構築が完成、2024年に最初の成功的な雲実験を実施した。ミロ博士は設計段階から構築、応用までを担っており、並大抵のことではなく非常に大変だったと振り返った。このような実験室は世界的に10個以内ほどしかないという。

チャンバーは、チャンバーの中にまたチャンバーがある構造だ。外部チャンバーの役割は気圧調節だ。外部チャンバーだけでは熱気のために調節がうまく行かないため、内部に小さなチャンバーを別途設置しており、この小さなチャンバーには冷媒を流して環境を均質に維持する。

人工降雨研究の核心は雲の粒子サイズ

ミロ博士は、チャンバーの全体的な目的は人工降雨であると説明した。人工降雨のシーディング（核形成）物質をテストし、人工降雨だけでなく自然現象も研究しているが、その中で最も重要なのが雲の粒子のサイズだという。雲の粒子を成長させるために電場を作ると、その中で粒子同士がより結合しやすくなり、大きな雲の粒子を作ることができ、降水も起こり得る。ただし、降水を効率的に作るには大規模に行う必要があるが、まだ開発が十分ではなく、理論的には可能だが、まだその段階ではないとした。

彼は、今でも人工降雨は雲がない状態で降水を作ることが難しく、雲がなければならないと説明した。雨が降らない雲にシーディングを行う方式だという。ミロ博士は、人工降雨が干ばつや微小粉塵のために降水をより多く降らせることができるよう、韓国だけでなく世界的に発展している技術だと紹介した。

燃焼弾の点火とエアロゾル粒子の注入

人工降雨を行うときは、飛行機の翼に設置された燃焼弾を使用する。燃焼弾の中の物質が燃えながら出る煙の中の粒子を雲に注入すれば、雲の生成をさらに進展させることができる。ミロ博士は、最近は飛行機よりもドローンを利用したシーディングに希望があるとし、ドローンの速度である秒速20mに合わせて実験を進行した。

燃焼弾は約5分間燃え続けて粒子を発生させるが、3cm³に4万個の粒子が入るほど非常に高い濃度だ。ミロ博士は、一箇所ですべて調節できるように改善しているが、まだ自動化されていない部分が多く、行き来して行わなければならない作業が多いと語った。この日も、本来は一箇所で調節すべき装置が作動せず、手動で止めなければならず、直そうとしても上手くいかなかったため、製造元に問い合わせるとした。

ミロ博士はチャンバー内の条件をリアルタイムでモニタリングした。エアロゾルチャンバーで粒子を注入し、濃度が500個程度に達して初めて実験を成功裏に進めることができるというのが彼の説明だ。彼は手動バルブを手で開いて濃度を確認し、安定してくると再び開けるという方式で粒子を注入した。また、実験前日に準備をすべて終えられないと、夕方に再び出て準備するなど、時間が足りず時折夜中にもチャンバーに現れると言った。

マイナス5度で生まれた氷晶

レーザーでチャンバー内を照らすと、緑色の小さな点が動く様子が見えた。温度がマイナス5度まで下がると氷晶の粒子が徐々に観測され、粒子の形状は相対湿度と温度によって変化する。ミロ博士は、雪の結晶のような形の粒子までできれば、非常に成功した実験だと説明した。彼は、自然界にあるエアロゾルを使用すると通常はマイナス20度まで下がらないと作動が始まるが、人工粒子は自然のエアロゾルよりもはるかに容易に雲の粒子を生成すると付け加えた。最初の成功的な実験をしたときは本当に感動を感じたとし、発射が成功すれば皆で拍手をするように、研究室でも多くの拍手が沸き起こったと振り返った。

韓国に来て19年、大韓民国気象庁で勤務して10年になるミロ博士は、インタビューで「雲チャンバーは私の人生です」と語った。彼は雲チャンバーが非常に大きなミッションであり挑戦だとして、まだ完成された状態ではないが、世界的に高い水準の標準まで発展させ、雲実験室の資料が他の場所でも活用されることを願っていると明らかにした。共に働く同僚は、ミロ博士について、学ぶべき点が多い師のような存在だと言った。