จากการที่พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว ได้เสด็จเยี่ยมราษฎรในจังหวัดต่างๆเป็นประจำ ได้ทรงพบเห็นท้องถิ่นหลายๆแห่งประสบปัญหาความแห้งแล้ง หรือขาดแคลนน้ำเพื่อการอุปโภค บริโภค และการทำเกษตร โดยเฉพาะอย่างยิ่งในฤดูเพาะปลูก เกษตรกรจะประสบความเดือดร้อน ทุกข์ยากมาก เนื่องจากบางครั้งฝนได้ทิ้งช่วงนานหรือภาวะฝนทิ้งช่วงเกิดในระยะวิกฤติของพืชผล คือพืชอยู่ในระยะที่กำลังให้ผลผลิตต่ำ หรืออาจจะไม่มี ผลผลิตให้เลย เป็นต้น ดังนั้นภาวะฝนแล้ง หรือฝนทิ้งช่วงใน แต่ละครั้ง/แต่ละปีจึงสร้างความเดือดร้อน และความสูญเสียทางเศรษฐกิจแก่เกษตรกรเป็นอย่างสูง นอกจากนี้ภาวะความต้องการใช้น้ำนับวันจะทวีปริมาณความต้องการเพิ่มสูงขึ้นตามอัตราการเพิ่มของประชากร การขยายพื้นที่เกษตรกรรมและการเจริญเติบตของกลุ่มอุตสาหกรรม
ด้วยสายพระเนตรที่ยาวไกลและทรง ความอัจฉริยะในพระองค์ท่านดังนั้นในปี พุทธศักราช2498จึงได้มีพระราชดำริค้นหาวิธีการ ที่จะทำให้เกิดฝนตกนอกเหนือจากที่จะได้รับ จากธรรมชาติโดยนำเทคโนโลยีนำสมัยและทรัพยากร ที่มีอยู่ประยุกต์กับศักยภาพของการเกิดฝน ในเขตร้อน เช่น ประเทศไทยมุ่งขจัดปัญหา ความเดือดร้อนดังกล่าว และทรงมีพระราชหฤทัย เชื่อมั่นว่าวิธีการดังกล่าวนี้ จะทำให้ การพัฒนาระบบการจัดทรัพยากรน้ำของชาติเกิด ความพร้อมและครบบริบูรณ์ตามวัฏจักรของ น้ำ คือ
1. | การพัฒนาระบบ การจัดการทรัพยากรแหล่งน้ำใต้ดิน |
2. | การพัฒนาระบบ การจัดการทรัพยากรแหล่งน้ำผิวดิน |
3. | การพัฒนา การ จัดการทรัพยากรแหล่งน้ำใน บรรยากาศ |
และทรงเชื่อมั่นในพระราชหฤทัย ว่าด้วย ลักษณะภูมิประเทศและภูมิอากาศ ของประเทศจะ สามารถดำเนินการให้บังเกิดผลสำเร็จได้ อย่างแน่นอน
ดังนั้น ในปี พุทธศักราช 2499 จึงได้ทรง พระมหากรุณาพระราชทาน โครงการพระราชดำริ "ฝนหลวง" ให้หม่อมราชวงศ์ เทพฤทธิ์ เทวกุล รับไปดำเนินการ ศึกษา วิจัย และ การพัฒนา กรรมวิธีการทำฝนให้บังเกิดผลโดยเร็ว
พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว ได้ทรงกำหนดขั้นตอนของกรรมวิธีการทำฝนหลวงขึ้นเพื่อให้เข้าใจได้ง่ายๆ ตามลำดับ ดังนี้
ขั้นตอนที่หนึ่ง : "ก่อกวน"
เป็นขั้นตอนที่เมฆธรรมชาติ เริ่มก่อตัวทางแนวตั้ง การปฏิบัติการฝนหลวง ในขั้นตอนนี้ จะมุ่งใช้สารเคมีไปกระตุ้น ให้มวลอากาศเกิดการลอยตัวขึ้นสู่ เบื้องบน เพื่อให้เกิดกระบวนการชักนำไอน้ำ หรือ ความชื้นเข้าสู่ระบบการเกิด เมฆ ระยะ เวลาที่จะปฏิบัติการในขั้นตอนนี้ ไม่ควรเกิน 10.00 น. ของแต่ละวัน โดยการใช้ สารเคมีที่สามารถดูดซับไอน้ำจากมวล อากาศได้ แม้จะมีเปอร์เซ็นต์ความชื้นสัมพัทธ์ ต่ำ (มี ค่า Critical relative humidity ต่ำ)เพื่อกระตุ้น กลไกของกระบวนการกลั่นตัวไอน้ำในมวล อากาศ (เป็นการสร้าง Surrounding ให้เหมาะสมต่อการเจริญเติบโตของเมฆด้วย) ทางด้านเหนือ ลมของพื้นที่เป้าหมาย เมื่อเมฆเริ่มเกิด มีการก่อตัว และเจริญเติบโตทางตั้งแล้ว จึงใช้สารเคมีที่ให้ปฏิกิริยาคาย ความร้อนโปรยเป็นวงกลม หรือเป็นแนวถัดมา ทางใต้ลมเป็นระยะทางสั้นๆ เข้าสู่ก้อนเมฆ เพื่อกระตุ้นให้เกิดกลุ่มแกนร่วม(main cloud core) ในบริเวณ ปฏิบัติการสำหรับใช้เป็นศูนย์กลาง ที่ จะสร้างกลุ่มเมฆฝนในขั้นตอนต่อไป
เป็นขั้นตอนที่เมฆธรรมชาติ เริ่มก่อตัวทางแนวตั้ง การปฏิบัติการฝนหลวง ในขั้นตอนนี้ จะมุ่งใช้สารเคมีไปกระตุ้น ให้มวลอากาศเกิดการลอยตัวขึ้นสู่ เบื้องบน เพื่อให้เกิดกระบวนการชักนำไอน้ำ หรือ ความชื้นเข้าสู่ระบบการเกิด เมฆ ระยะ เวลาที่จะปฏิบัติการในขั้นตอนนี้ ไม่ควรเกิน 10.00 น. ของแต่ละวัน โดยการใช้ สารเคมีที่สามารถดูดซับไอน้ำจากมวล อากาศได้ แม้จะมีเปอร์เซ็นต์ความชื้นสัมพัทธ์ ต่ำ (มี ค่า Critical relative humidity ต่ำ)เพื่อกระตุ้น กลไกของกระบวนการกลั่นตัวไอน้ำในมวล อากาศ (เป็นการสร้าง Surrounding ให้เหมาะสมต่อการเจริญเติบโตของเมฆด้วย) ทางด้านเหนือ ลมของพื้นที่เป้าหมาย เมื่อเมฆเริ่มเกิด มีการก่อตัว และเจริญเติบโตทางตั้งแล้ว จึงใช้สารเคมีที่ให้ปฏิกิริยาคาย ความร้อนโปรยเป็นวงกลม หรือเป็นแนวถัดมา ทางใต้ลมเป็นระยะทางสั้นๆ เข้าสู่ก้อนเมฆ เพื่อกระตุ้นให้เกิดกลุ่มแกนร่วม(main cloud core) ในบริเวณ ปฏิบัติการสำหรับใช้เป็นศูนย์กลาง ที่ จะสร้างกลุ่มเมฆฝนในขั้นตอนต่อไป
ขั้นตอน ที่ สอง : "เลี้ยง ให้ อ้วน"
เป็นขั้นตอนที่เมฆกำลัง ก่อตัวเจริญเติบโตซึ่งเป็นระยะสำคัญมาก ในการปฏิบัติการฝนหลวง เพราะจะต้องไป เพิ่มพลังงานให้แก่ updraft ให้ยาวนานออกไป ต้อง ใช้เทคโนโลยีและประสบการณ์หรือศิลปะแห่ง การทำฝนควบคู่ไปพร้อมๆ กัน เพื่อตัดสินใจ โปรยสารเคมีฝนหลวงชนิดใด ณ ที่ใดของกลุ่ม ก้อนเมฆ และในอัตราใดจึงเหมาะสม เพราะ ต้องให้กระบวนการเกิดละอองเมฆสมดุล กับความแรงของ updraft มิฉะนั้นจะทำให้เมฆ สลาย
เป็นขั้นตอนที่เมฆกำลัง ก่อตัวเจริญเติบโตซึ่งเป็นระยะสำคัญมาก ในการปฏิบัติการฝนหลวง เพราะจะต้องไป เพิ่มพลังงานให้แก่ updraft ให้ยาวนานออกไป ต้อง ใช้เทคโนโลยีและประสบการณ์หรือศิลปะแห่ง การทำฝนควบคู่ไปพร้อมๆ กัน เพื่อตัดสินใจ โปรยสารเคมีฝนหลวงชนิดใด ณ ที่ใดของกลุ่ม ก้อนเมฆ และในอัตราใดจึงเหมาะสม เพราะ ต้องให้กระบวนการเกิดละอองเมฆสมดุล กับความแรงของ updraft มิฉะนั้นจะทำให้เมฆ สลาย
ขั้นตอน ที่ สาม : "โจมตี"
เป็นขั้นตอนสุดท้ายของกรรมวิธี ปฏิบัติการฝนหลวง เมฆ หรือ กลุ่มเมฆฝนมี ความหนาแน่นมากพอที่จะสามารถตกเป็น ฝนได้ ภายในกลุ่มเมฆจะมีเม็ดน้ำขนาดใหญ่มากมาย หากเครื่องบินบินเข้าไปในกลุ่มเมฆฝนนี้ จะมีเม็ดน้ำเกาะตามปีก และกระจังหน้า ของเครื่องบิน เป็นขั้นตอนที่สำคัญ และอาศัย ประสบการณ์มาก เพราะจะต้องปฏิบัติการเพื่อ ลดความรุนแรงของ updraft หรือทำให้อายุของ updraft หมดไป สำหรับการปฏิบัติการในขั้นตอนนี้ จะต้องพิจารณาจุดมุ่งหมายของการทำฝนหลวง ซึ่งมีอยู่ 2 ประเด็นคือเพื่อเพิ่มปริมาณฝนตก (Rain enhancement) และเพื่อให้เกิดการกระจายการตกของฝน (Rain redistribution)
เป็นขั้นตอนสุดท้ายของกรรมวิธี ปฏิบัติการฝนหลวง เมฆ หรือ กลุ่มเมฆฝนมี ความหนาแน่นมากพอที่จะสามารถตกเป็น ฝนได้ ภายในกลุ่มเมฆจะมีเม็ดน้ำขนาดใหญ่มากมาย หากเครื่องบินบินเข้าไปในกลุ่มเมฆฝนนี้ จะมีเม็ดน้ำเกาะตามปีก และกระจังหน้า ของเครื่องบิน เป็นขั้นตอนที่สำคัญ และอาศัย ประสบการณ์มาก เพราะจะต้องปฏิบัติการเพื่อ ลดความรุนแรงของ updraft หรือทำให้อายุของ updraft หมดไป สำหรับการปฏิบัติการในขั้นตอนนี้ จะต้องพิจารณาจุดมุ่งหมายของการทำฝนหลวง ซึ่งมีอยู่ 2 ประเด็นคือเพื่อเพิ่มปริมาณฝนตก (Rain enhancement) และเพื่อให้เกิดการกระจายการตกของฝน (Rain redistribution)
เครื่องมือและอุปกรณ์สำคัญที่ใช้ประกอบในการทำฝนหลวง
1. เครื่องมืออุตุนิยมวิทยา ใช้ใน การตรวจวัด และศึกษาสภาพอากาศประกอบการ วางแผนปฏิบัติการ นอกเหนือจากแผนที่อากาศ ภาพถ่าย ดาวเทียมที่ได้รับสนับสนุนเป็นประจำวัน จาก กรมอุตุนิยมวิทยาที่มีใช้ได้แก่
1.1 เครื่องวัดลมชั้นบน (Pilot Balloon) ใช้ตรวจวัดทิศทางและความเร็ว ลมระดับสูงจากผิวดินขึ้นไป
1.2 เครื่องวิทยุหยั่งอากาศ (Radiosonde) เป็นเครื่องมือ อิเล็คทรอนิคส์ประกอบด้วยเครื่องส่งวิทยุ ซึ่งจะ ติดไปกับบอลลูน และเครื่องรับสัญญาณวิทย ุ ซึ่งจะบอกให้ทราบถึงข้อมูลอุณหภูมิความชื้น ของบรรยากาศในระดับต่างๆ
1.3 เครื่องเรดาร์ ตรวจอากาศ (Weather Radar) ที่มีใช้อยู่เป็นแบบติดรถยนต์ เคลื่อนที่ได้มีประสิทธิภาพ สามารถบอกบริเวณ ที่มีฝนตกและความแรง หรือปริมาณน้ำฝนและ การเคลื่อนที่ของกลุ่มฝนได้ในรัศมี 200-400 กม. ซึ่งนอกจากจะใช้ประกอบการวางแผนปฏิบัติการแล้ว ยังใช้เป็นหลักฐานในการประเมินผล ปฏิบัติการฝนหลวงอีกด้วย
1.4 เครื่องมือตรวจ อากาศผิวพื้นต่างๆ เช่น เครื่องวัดอุณหภูมิเครื่องวัด ความเร็วและทิศทางลมเครื่องวัดปริมาณน้ำฝน เป็นต้น
1.1 เครื่องวัดลมชั้นบน (Pilot Balloon) ใช้ตรวจวัดทิศทางและความเร็ว ลมระดับสูงจากผิวดินขึ้นไป
1.2 เครื่องวิทยุหยั่งอากาศ (Radiosonde) เป็นเครื่องมือ อิเล็คทรอนิคส์ประกอบด้วยเครื่องส่งวิทยุ ซึ่งจะ ติดไปกับบอลลูน และเครื่องรับสัญญาณวิทย ุ ซึ่งจะบอกให้ทราบถึงข้อมูลอุณหภูมิความชื้น ของบรรยากาศในระดับต่างๆ
1.3 เครื่องเรดาร์ ตรวจอากาศ (Weather Radar) ที่มีใช้อยู่เป็นแบบติดรถยนต์ เคลื่อนที่ได้มีประสิทธิภาพ สามารถบอกบริเวณ ที่มีฝนตกและความแรง หรือปริมาณน้ำฝนและ การเคลื่อนที่ของกลุ่มฝนได้ในรัศมี 200-400 กม. ซึ่งนอกจากจะใช้ประกอบการวางแผนปฏิบัติการแล้ว ยังใช้เป็นหลักฐานในการประเมินผล ปฏิบัติการฝนหลวงอีกด้วย
1.4 เครื่องมือตรวจ อากาศผิวพื้นต่างๆ เช่น เครื่องวัดอุณหภูมิเครื่องวัด ความเร็วและทิศทางลมเครื่องวัดปริมาณน้ำฝน เป็นต้น
2. เครื่องมือเตรียมสารเคมี ได้แก่เครื่อง บดสารเคมีเครื่องผสมสารเคมี ทั้งแบบน้ำและ แบบผง ถัง และ กรวยโปรยสารเคมี เป็นต้น
3. เครื่องมือ สื่อสาร ใช้ในการติดต่อ สื่อสารและสั่งการระหว่างนักวิชาการบน เครื่องบิน กับฐานปฏิบัติการ หรือระหว่างฐาน ปฏิบัติการ 2 แห่ง หรือใช้รายงานผลระหว่างฐาน ปฏิบัติงานสำนักงานฯ ในส่วนกลางโดยอาศัยข่าย ร่วมของวิทยุตำรวจ ศูนย์สื่อสารสำนักงาน ปลัดกระทรวงมหาดไทย วิทยุเกษตร และกรม ไปรษณีย์โทรเลข เครื่องมือสื่อสารที่ใช้ใน ปัจจุบัน ได้แก่วิทยุซิงเกิลไซด์แบนด์ วิทยุ FM.1, FM.5 เครื่องทรพิมพ์ เป็นต้น
4. เครื่องมือ ทาง วิชาการ อื่นๆ เช่นอุปกรณ์ ทางการวางแผนปฏิบัติการ เข็มทิศ แผนที่ กล้อง ส่อง ทางไกล เครื่องมือตรวจสอบสารเคมี กล้องถ่ายภาพ และ อื่นๆ
5. สถานี เรดาร์ฝนหลวง ในบรรดาเครื่องมืออุปกรณ์ วิทยาศาสตร์ ภายใต้โครงการวิจัยทรัพยากรบรรยากาศ ประยุกต์จำนวน 8 รายการนั้น Doppler radar จัดเป็น เครื่องมืออุปกรณ์วิทยาศาสตร์ ที่มีมูลค่าสูงสุด Doppler radar นี้ใช้เพื่อวางแผนการทดลองและติดตาม ประเมินผลปฏิบัติการฝนหลวง สาธิตเครื่องมือชนิดนี้ ทำงานโดยใช้ระบบคอมพิวเตอร์(Microvax 3400) ควบคุม การสั่งการการ เก็บบันทึก รวบรวม ข้อมูล สามารถ นำข้อมูลกลับมาแสดงใหม่จากเทปบันทึก ใน รูปแบบการทำงานของ IRIS (IRIS Software) ผ่าน Processor (RUP-6) กล่าวคือ ข้อมูลจะถูกบันทึกไว้ในเทป บันทึกข้อมูล ด้วยระบบคอมพิวเตอร์ที่สามารถ นำมาใช้ได้ตลอด ซึ่งเชื่อมต่อกับ ระบบเรดาร์ การแสดงผล/ข้อมูล โดย จอภาพ (TV.monitor) ขนาด 20 นิ้ว สถานที่ตั้ง Doppler radar หรือ ที่ เรียกว่า สถานี เรดาร์ฝนหลวง นี้อยู่ที่ ตำบลยางเปียง อำเภออมก๋อย จังหวัด เชียงใหม่
ด้วยความสำคัญและปริมาณความต้องการให้ ปฏิบัติการฝนหลวงช่วยเหลือทวีจำนวนมากขึ้น ฉะนั้นเพื่อให้งานปฏิบัติการฝนหลวงสามารถ ปฏิบัติการช่วยเหลือเกษตรกรได้กว้างขวาง และได้ ผลดียิ่งขึ้น รัฐบาลจึงได้ตราพระราช กฤษฎีกาก่อตั้ง สำนักงานปฏิบัติการ ฝนหลวงขึ้นในสังกัดสำนักงานปลัดกระทรวง เกษตรและสหกรณ์ เมื่อวันที่ 21 กันยายน พ.ศ. 2518 เพื่อ เป็นหน่วยงานรองรับโครงการพระราชดำริฝนหลวง ต่อไป
จากกรรมวิธีการทำฝนหลวงที่ใช้เป็นหลัก อยู่ในปัจจุบัน คือการโปรยสารเคมีฝนหลวง จากเครื่องบิน เพื่อเร่งหรือเสริมการก่อตัว และ การเจริญเติบโตของเมฆ และการโจมตีกลุ่ม เป้าหมาย ที่ต้องการที่เคยปฏิบัติกันมา ตั้งแต่เริ่มแรกจนถึงปัจจุบันนี้ นั้นใน บางครั้งก็ประสบปัญหาที่ไม่สามารถ ปฏิบัติการตามขั้นตอน กรรมวิธีให้ครบถ้วนสมบูรณ์ เช่น ในขั้นโจมตีให้ฝนตกลงสู่พื้นที่เป้าหมาย ไม่สามารถกระทำได้เนื่องจากฝนตกปกคลุมสนามบิน เกิดลมพายุปั่นป่วน และรุนแรง เครื่องบิน ไม่สามารถบินขึ้นปฏิบัติการได้ ทำให้กลุ่มเมฆ เคลื่อนพ้นพื้นที่เป้าหมาย จากปัญหาต่างๆ เหล่านี้ จึงได้มีการวิจัยและทดลองกรรมวิธี การทำฝน เพื่อการพัฒนาและก้าวหน้าบรรลุ เป้าหมายยิ่งขึ้นอีกระดับหนึ่ง อาทิเช่นการทำวิจัย สร้างจรวดบรรจุสารเคมียิงจากพื้นดินเข้าสู่ ก้อนเมฆ หรือยิงจากเครื่องบิน จึงได้มี การเริ่มวิจัยประดิษฐ์จรวดทำฝนร่วมกับ กรมสรรพาวุธทหารบก เมื่อ พ.ศ. 2515-2516 จนก้าวหน้าถึง ระดับทดลองยิงในเบื้องต้นแล้ว แต่ต้อง หยุดชะงักด้วยความจำเป็นบางประการของ กรมสรรพาวุธทหารบกจนถึงพ.ศ.2524 คณะกรรมการสภาวิจัย แห่งชาติได้แต่งตั้งคณะทำงานพัฒนาและ วิจัยจรวดฝนเทียมขึ้นประกอบด้วยผู้เชี่ยวชาญ ด้านจรวดของกองทัพบก กองทัพเรือ กองทัพอากาศ นักวิชาการ ของสภาวิจัยแห่งชาติ และนักวิชาการฝนหลวงซึ่ง ได้ทำการวิจัยประดิษฐ์และพัฒนาจรวด ต้นแบบขึ้น ทำการทดลองยิงทดสอบก้าวหน้า มาตามลำดับ และถึงขั้นบรรจุสารเคมีเพื่อ ทดลองยิงเข้าสู่ก้อนเมฆจริงแล้วในปี พ.ศ. 2530 ขณะนี้กำลังอยู่ในขั้นทำการผลิต จรวดเชิงอุตสาหกรรมเพื่อทำการยิงทดลอง และตรวจสอบผลในเชิงปฏิบัติการต่อไป ในการนี้พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวได้ทรง พระกรุณาพระราชทานแนวความคิดในการวิจัยชิ้นนี้
อาจกล่าวได้ว่าการวางแผนและกำหนดกรรมวิธี ในการทำฝนหลวงในขั้นตอนต่างๆนั้น ได้ มาจากพระราชอัจฉริยภาพของพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว ในการประมวลและวิเคราะห์ข้อมูล รวมทั้ง การนำความสามารถของเทคโนโลยีสารสนเทศ มาใช้ในการดำเนินงานให้แต่ละขั้นตอนมี ประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น ไม่ว่าจะเป็นวิทยุสื่อสาร, ดาวเทียม หรือ แม้แต่คอมพิวเตอร์ ก็ตาม กล่าวคือ พระองค์ทรงให้ความสำคัญกับการนำเทคโนโลยี สารสนเทศมาใช้ให้เกิดประโยชน์อย่างแท้จริง
