Istorija borbe čovjeka protiv grada stara je koliko i istorija čovjekovog uzgajanja biljaka. Prvi zapisi o ovoj nepogodi vezuju se za knjigu Izlaska, kada se o ovoj pojavi govori u vezi sa sedam zala koja su pogodila stari Egipat.

Prvobitni pokušaji da se spriječi  padanje grada i da čovek zaštiti sebe i svoja dobra od te atmosferske nepogode vezuju se za praznovjerja i odrećene magijske rituale, bajanja, prinošenje žrtava, molitvu i nešto kasnije pucanje iz pušaka. Italijan „Benvenuto Celini“ je još u XVI vijeku tvrdio da je uspio da zaustavi kišu i grad artiljerijskom paljbom. Kako se od davnina  smatralo da se zrna grada mogu razbiti zvukom, crkvena zvona mogu se smatrati kao prva sredstva odbrane protiv grada. Papa Urban osmi 1575. godine izdao je ovlašćenje da se posvećena crkvena zvona koriste za „molitve” da ih zaobiđu oluja, vjetar i grad. Ova metoda je zasnovana na uvjerenju o uticaju zvuka na proces stvaranja grada. U Kini se  topovima pucalo na oblake još u XVII vijeku. Godine 1750. austrijska carica Marija Terezija je zabranila upotrebu oružja, od strane farmera, zbog nesreća i pritužbi da je efekat smanjenja kiše i grada u jednim oblastima bio rast štete u drugim oblastima. Prvi naučno pokrenuti pokušaji borbe protiv grada stari su preko tri vijeka. Prvim naučnim  pokušajima smatraju se oni u kojima se po određenoj metodologiji  koriste određena fizička sredstva, sa uvjerenjem da će se spriječiti padanje grada. Na Univerzitetu u Beču krajem XIX i početkom XX vijeka razvijena je metodologija ubacivanja dima i prašine u olujno-gradonosne oblake, koja je do Prvog svjetskog rata  našla  veliku primjenu u Evropi. U Italiji 1890. godine dolaze do saznanja da stvaranje grada može biti sprječeno ubacivanjem čestica dima pomoću topovske paljbe u grmljavinu. U Austriji 1892. godine „Albert Stiger“ konstruiše specijalni top za odbranu od grada. Stigerov top je izgledao kao džinovski megafon i proizvodio je prstenove od dima koji su dostizali do visine od 300 metara. Stiger je 1896. godine u gradu „Vindiš-Feistritzu“ (danas Slovenska Bistrica, Slovenija) započeo svoju prvu seriju praktičnih eksperimenata, sa šest protivgradnih topova. Te godini, nije bilo padavina u obliku grada, pa je  naredne 1897. godine, opština instalirala 30 topova. Ni te godine u Vindiš-Feistritzu nije bilo pojave padanja grada. Zahvaljujući uspjehu topova ova tehnika se širi, pa je proširena i na Francusku, Italiju, Rusiju, Švajcarsku i Srbiju. Interesovanje za zaštitu od grada topovima je bilo toliko veliko da je 1899. godine, samo tri godine nakon što je Stiger razvio svoj top, organizovan prvi međunarodni kongres za borbu protiv grada. Kongres je održan u gradu „Casale Monferato u Pijemontu“ (Italija).

Kongresu je prisustvovalo 500 gostiju. Na osnovu izvještaja dostavljenih kongresu, dobijenih na osnovu rezultata iz Austrije (Štajerske i Dalmacije) i Italije (Pijemont, Lombardija, Veneto i Toskana) moglo se zaključiti da je tehnika zaštite protivgradnim topovima obećavajuća. Mišljenje Kongresa bilo je tako optimistično da je sistem proširen do Mađarske, Francuske i Španije. Međutim, najveća ekspanzija protivgradnih topova je registrovana u Italiji. U Italiji je 1900. godine bilo raspoređeno 10 000 topova i te godine je izvršeno 9,5 miliona ispaljenja. Koristeći crni barut kroz specijalno napravljeni lijevak od lima visine 5-6 metara u oblak je ubacivana prašina, odnosno čestice gline. Ova sasvim opravdana naučna pretpostavka da će vještački ubačene čestice poslužiti kao jezgra kondenzacije ili kristalizacije doživjela je punu naučnu afirmaciju tek pola vijeka kasnije. U nekim zemljama ispitivano je dejstvo na oblake ubacivanjem pijeska u njih, pretpostavljajući da će zrno pijeska poslužiti kao jezgro kondenazacije ili kristalizacije, što bi promjenilo strukturu oblaka i ubrzalo koagulaciju oblačnih kapi. Ipak, masovno korištenje protivgradnih topova dovodilo je i do brojnih nesreća. Samo u Venetu i Breši, gde je bilo raspoređeno 3000 topova, tokom 1900. godine, je zabilježeno sedam smrtnih slučajeva i 78 povrijeda.

Drugi kongres za borbu protiv grada održan je u novembru 1900. godine u Padovi (Italija). Radom je predsjedavao “M. Alpe”, profesor u Školi za poljoprivredu u Milanu. Na kongresu su predstavljeni modeli 60 protivgradnih topova, od kojih je najveći bio devet tona težine i 9 metara visine a imao je i uređaj koji je omogućava usmjeravanje u bilo kom pravcu. Drugi, izuzetan model koji je privukao pažnju posjetilaca, bio je potpuno automatizovan a rad je zasnivao na acetilenu, čije paljenje je vršila električna varnica. Satnim mehanizmom se podešavao interval između dva uzastopna paljenja a mehanizam je omogućavao i centralizovan rad više topova. Prikazani modeli su izazvali buru oduševljenja među prisutnima a prof. Sandri, direktor Koledža za poljoprivredu u Breši tražio je od Kongresa da izglasa preporuku da se razvije državni zakon koji zahtjeva zaštitu topovima u oblastima u kojima je bila potrebna takva zaštita.

Treći kongres za borbu protiv  grada  održan je u Lionu u Francuskoj 1901. godine.  Na   kongresu   su izneseni brojni, sada već suprotstavljeni, stavovi. Austrijski predstavnik je izneo stav da su dotadašnji rezultati pucanja protivgradnim topovima veoma zadovoljavajući, dok su iskustva u Francuskoj i Italiji pokazala da je bilo slučajeva, kako sa dobrim rezultatima tko i sa lošim rezultatima, što je na kraju pripisano nedostatcima u organizaciji. Pomenut je i slučaj Mantove (Italija) gdje su rezultati izostali iako je pucanje savršeno odrađeno. Međutim, neki od naučnika su počeli da izražavaju sumnju, ističući da nema naučnih osnova za smanjenja šteta od grada upotrebom topa. „J.M. Pernter“, šef austrijske Meteorološke službe, skrenuo je pažnju na neke od nezadovoljavajućih rezultata i iskazao potrebu za naučnom studijom, koja bi dala odgovor na iznesene dileme o uspješnosti protivgradnih topova, izrađenom na osnovu rezultata eksperimenata.

Četvrti kongres održan je u Gracu u Austriji, 1902. godine pod pokroviteljstvom Ministarstva poljoprivrede Austro-Ugarske. Ovaj put Kongresu su prisustvovali jedino predstavnici vlade i naučnici, a ne i korisnici sistema zaštite topovima. Kongres je zaključio da efikasnost protivgradnih topova ne može biti ni potvrđena ni demantovana. 

Iskustva u narednim godinama (1903-1904.) u “Vindiš-Feistritzu“ (Austrija) i „Castelfranco Veneto“ (Italija), sa ukupno 222 topa, pokazala su da ne može u potpunosti da se spriječi padanje grada. Nakon 1905. godine upotreba protivgradnih topova je u velikoj mjeri prekinuta, a nakon 1906. godine prekinuta je i serija naučnih testova u Austriji. Koliko je bila opravdana naučna intuicija sa kraja 19. vijeka, dokazano je tek 1971. godine, kada je u hladnoj komori ustanovljeno da su čestice gline iznad kopna, najznačajnija prirodna jezgra kristalizacije.

Između dva svjetska rata vršeni su eksperimenti sa naelektrisanim jezgrima pijeska, sa ubacivanjem tečnog vazduha, suvog leda (ugljen dioksid u čvrstom stanju), usitnjenog leda i kalcijum hlorida. Vršena je i jonizacija vazduha. 

Zahvaljujući nizu naučnih i tehničkih otkrića, koja su uglavnom usljedila nakon Drugog svjetskog rata, dolazi do napretka u zaštiti od grada. U protivgradnoj zaštiti najveći napredak je donijela upotreba meteorološkog radara za rano otkrivanje potencijalno opasnih gradonosnih oblaka. Francuski general „Rubin“ je 1948. godine konstruisao prvu protivgradnu raketu, koja je nosila reagens na bazi srebro-jodida do visine od 1 000 metara. Dvije godine kasnije Italijani proizvode protivgradne rakete koje razbijaju grad udarnim talasima. Do 1970. godine oni svojim farmerima isporučuju ove rakete u vrijednosti od više miliona američkih dolara.

Prvi bitni koraci razvoja metodologije borbe protiv grada učinjeni su 1950-ih godina u SSSR-u. U Sovjetskom Savezu od 50-ih i 60-ih godina XX vijeka odbranu od grada sprovode zasijavnjem oblaka reagensom putem topova i protivgradnih raketa. Istovremeno u Sjedinjenim Državama vrše eksperimente sa zasijavanjem reagensom iz aviona i generatora reagensa sa tla. 60-ih godina prošlog vijeka definisana je vještačka kristalizacija i naučna metoda konkurencije. Uz radar, kao sredstvo ranog praćenja olujno-gradonosnih procesa od 60-ih godina XX vijeka nesumnjivo veliku ulogu imaju i meteorološki sateliti. 

Godine 1968., Sovjetski naučnik Abšajev predložio je prijevremeno stimulisanje padavina, prije obrazovanja zrna grada, unošenjem reagensa. Na taj način bi se rasploživi tečno-vodeni sadržaj oblaka rasporedio brže na vještačke jezgre a kapi i grad bili bi manji. Unos bi se vršio u dio oblaka u kome se stvaraju zameci grada. Ako u oblacima nema pomenute vještačke intervencije, nastajala bi velika zrna grada. Velika zrna grada se ne otope prilikom padanja kroz prizemni, topliji dio, atmosfere zbog svoje veličine, pa na tlo, odnosno usjeve padaju sa velikom kinetičkom energijom. Ubacivanjem vještačkih jezgara kristalizacije u dio oblaka sa negativnim temperaturama, vrši se preraspodjela raspoložive oblačne vode na višestruko većem broju jezgara od broja prirodnih jezgara. Na taj način nastaje veći broj zrna grada manjih dimenzija, nego u slučaju bez vještačke intervencije. Pod uslovom da je intervenisano na vrijeme, što je ponekad nemoguće, zrna grada se istope u prizemnom, toplom, dijelu atmosfere, gdje su temperature pozitivne i tada na zemlju pada kiša, sugradica ili manja zrna grada sa znatno manjom kinetičkom energijom. 

Godine 1967. se otpočelo sa organizovanom odbranom od grada u SR Srbiji, zašta su povod bile velike štete od grada 1966. godine, na geoprostoru Šumadije i Pomoravlja. Iste, 1967. godine započeto je sa zaštitom od grada i u SR Hrvatskoj, na poljima PIK-a Nova Gradiška. Od 1971. godine aktivnosti na zaštiti od grada sprovode se i u SR BiH i SR Makedoniji.

Na međunarodnom nivou, od svog osnivanja 1951. godine, Svjetska meteorološka organizacija (World Meteorological Organization – WMO, u daljem tekstu WMO) ima vodeću ulogu u koordinaciji aktivnosti vezanih za modifikaciju vremena i održava visok interes za mogućnosti korisnog modifikovanja vremena, pa samim tim učestvuje u ublažavanju nepovoljnih efekata suša, magle, teških vremenskih uslova i naravno grada. WMO već 50 godina održava radnu grupu eksperata fizike oblaka i modifikacije vremena, a aktivne programe, uključujući i eksperimente na ovom polju, ima od 1975 godine. WMO podstiče zemlje članice da najprije prouče sve specifične aspekte prijedloga za modifikaciju vremena, prije uključivanja u operacije vezane za pojačanje padavina, zaštitu od grada ili raspršivanje magle. Za zaštitu od grada, po stajalištima WMO, postoji veliki interes, podstaknut ekonomskim i socijalnim razlozima. Već u kasnim 70-im procjenjeno je da godišnji gubitak nanesen gradom prelazi 2 milijarde američkih dolara (850 miliona samo u SAD-u). U isto vrijeme, na radne projekte širom svijeta potrošeno je manje od 100 miliona dolara. Godišnji Registar projekata modifikacije nacionalnog vremena kojeg izdaje WMO, pokazao je da je tokom 1990-ih u prosjeku postojalo 30 do 40 projekata protivgradne zaštite. Međutim, poznato je da je to samo dio aktivnih projekata, zato što se veliki dio njih, posebno onih koji nisu povezani sa nacionalnim meteorološkim servisima, rijetko prijavljuje u Registar. Potrebe poljoprivrede podstiču i financiraju veći dio projekata protivgradne zaštite. Podsticaj funkcionisanju zaštite od grada počeo je krajem 1960-ih, perspektivnim pristupom za poboljšanje razvijanja nerazvijenog grada, koje je objavio sovjetski naučnik G. K. Sulakvelidse, a taj pristup je prihvaćen i razvijan od strane mnogih drugih naučnika, sve do današnjeg dana. Sredinom 1970-ih, WMO Izvršni Komitet (Executive Committee) napomenuo je da je u pogledu složene prirode nastanka grada i velikog broja neriješenih problema, neophodno podržati međunarodne napore za bolje razumijevanje fizičkih procesa, koji vladaju velikim konvektivnim oblacima i generisanjem grada. Istaknuta je potreba za identifikovanjem osnovnih predmeta daljnjeg istraživanja i stimuliranja ispitivanja usmjerenih ka definisanju metoda protivgradne zaštite koji su široko prihvatljivi i usporedivi. Radi rješavanja pomenutih potreba, po pitanju zaštite od grada, održano je više sastanaka WMO eksperata protivgradne zaštite.

Prvi sastanak WMO eksperata protivgradne zaštite, sazvan u novembru 1977. godine, razmatrao je sve predmete protivgradne zaštite. Godine 1979, 8. WMO Svjetski Kongres prepoznao je ekonomski značaj koji je veliki broj zemalja članica povezao sa djelovanjem protivgradne zaštite.

Drugi Sastanak eksperata protivgradne zaštite, održan u “Naljčiku”, koncentrisao se na pitanja tehnika daljinskog zapažanja otkrivanja grada u oblacima, kao i na mjerenja količine padavine grada na površinu zemlje. Naglasak je stavljen na uspoređivanja i naknadnu validaciju. Osim toga, na ovom sastanku je zaključeno da nije vjerovatno da će zbog širokog prihvatanja protivgradne zaštite doći do štetnih uticaja na okruženje.

Godine 1981, WMO je sazvao Treći Sastanak eksperata protivgradne zaštite, sa naglaskom na dinamiku oluja sa gradom i načela za protivgradnu zaštitu i na opšte kriterije koji određuju mogućnost zasijavanja oluja sa gradom. Nakon opširnog prikaza stanja znanja i koristi od naučnih eksperimenata u SAD-u i Kanadi, ovaj sastanak je napravio veliki iskorak u diskusiji procesa vezanih sa višećelijske oluje i za opšte uslove za zaštitu od grada.

Godine 1984. na Četvrtom Sastanku eksperata, raspravljana su najkontradiktornija pitanja o procjeni rezultata rada projekata zaštite od grada. Dogovoreno je razmatranje dva aspekta. Jedan se bavi fizičkim promjenama na padavine grada, a drugi ekonomskim promjenama uzrokovanim aktivnostima protivgradne zaštite. Prepoznate su najznačajnije mane kod procjenjivanja šteta na usjevima.

Peti Sastanak sazvan je tek 1995. Na njemu je sastavljen odličan pregled stanja operativnih i istraživačkih projekata protivgradne zaštite, a raspravljano je o glavnim komponentama tehnologije zaštite od grada (uključujući otkrivanje grada, mjerenja grada, prognoziranje, metode zasijavanja i procjene). Diskutovano je o numeričkom modeliranju oluja sa gradom i statusu laboratorijskih eksperimenata, zajedno sa poznatim pretpostavkama protivgradne zaštite. Unatoč nekim neizvjesnim pitanjima, utvrđeno je da su koncepti ograničavanja razvijanja grada i ranog iskišnjavanja, najperspektivnije razvijene hipoteze za protivgradnu zaštitu.

WMO Svjetski Kongres (2003) sa zadovoljstvom je ocjenio da mnoge zemlje članice provode operativne i istraživačke aktivnosti usmjerenje ka poboljšanju padavina i suzbijanju grada. Iste godine održan je i sastanak eksperata protivgradne zaštite u Naljčiku (Rusija). Naučna i praktična konferencija posvećena 40-godišnjici operativne zaštite od grada održana je 2007. godine u Naljčiku. Kao osnovni zaključci poslednjih naučnih sastanaka u najkraćem se može reći da se elementarna atmosferska nepogoda grad i gradonosni oblak, mijenjaju i prostorno i vremenski, kreću se i ne priznaju nikakve granice. Po pravilu zahvataju i kreću se preko mnogo većih teritorija od onih koje pokrivaju jedinice lokalne samouprave. Potrebno je da se na gradonosne oblake djeluje u fazi njihovog početnog razvoja. Valja podsjetiti da se na ovaj način najčešće ne sprječava padanje grada iznad mjesta djelovanja, već njegovo padanje na teritoriji na koju oblak tek treba da naiđe. Ali da bi se postigao najveći mogući nivo protivgradne zaštite ne smije se zaboraviti da što je veća teritorija iznad koje se sprovodi protivgradna zaštita, znatno je veća i sama efikasnost zasijavanja. Iz tih razloga se djelatnost protivgradne zaštite mora jedinstveno i cjelovito sprovoditi na što većoj i kompaktnijoj teritoriji, odnosno tamo gdje ima ekonomskog smisla da se štite poljoprivredne kulture nezavisno od državnih, političkih ili administrativnih granica. Ovaj princip jedinstvenosti branjene teritorije i solidarnosti u protivgradnoj zaštiti je iznad ljudskih granica i tada je ekonomski najisplativiji.

Danas se metoda konkurencije sprovodi u 30-ak zemalja umjerenih geografskih širina i na površini 125 miliona hektara. Još uvijek ne postoji sistem protivgradne zaštite koji obezbjeđuje apsolutnu (100%) zaštitu od grada, zato što nivo naučnih i tehničkih dostignuća to još ne obezbjeđuje. Prema dosadašnjim istraživanjima efikasnost protivgradne zaštite, kad su u pitanju avio i raketni koncept, iznosi između 40-80%. Protivgradna zaštita u Evropi se sprovodi u Španiji, Francuskoj, Italiji, Švajcarskoj, Austriji, Njemačkoj, Sloveniji, BiH- Republici Srpskoj, Hrvatskoj, Mađarskoj, Srbiji, Bugarskoj, Makedoniji, Grčkoj, Ukrajini, Moldaviji,Rumuniji i Rusiji (ukupno 16 evropskih zemalja, od toga 9 u EU). Pored Evrope, zemlje u kojima se danas sprovodi protivgradna zaštita su SAD, Kanada, Brazil, Argentina, Kina, Azerbejdžan, Jermenija, Uzbekistan, Tadžikistan i Mongolija. Kina je zemlja koja posljednjih godina izbija na sam vrh aktivnosti, kako po intenzitetu dejstva, teorijskim stručnim radovima, tako i po ubrzanoj modernizaciji sistema zasijavanja. Trenutno se u Kini protivgradna zaštita sprovodi na 42 miliona hektara, a predviđena su dalja širenja branjenih površina.

Literatura i izvori:

  1. Dr Marko Milosavljević, Klimatologija, Naučna Knjiga, Beograd, 1976.
  2. Dr Marko Milosavljević, Meteorologija, Naučna knjiga, Beograd, 1988.
  3. Dr Dušan Dukić, Klimatologija, Naučna knjiga, Beograd, 1988.
  4. Prof. dr Berislav Makjanić, Osnove meteorologije, Sveučilište u Zagrebu, Zagreb, 1967.
  5. Nada Pavlović Berdon, Istorijat metodologije dejstva odbrane od grada za period 1967.-1977.godine, Glasnik Protivgradne zaštite-Jubilarni broj povodom trideset godina zaštite od grada u Srbiji, Str.9-21, RHMZ Srbije, Beograd 1997.
  6. Nada Pavlović dipl.met., Pregled projekata veštačkog uticaja na vreme u toku 1977.godine, Glasnik Protivgradne zaštite, br.12, Str 7-12., RHMZ SR Srbije, Beograd,1979.godine
  7. World meteorlogical organization,Rumen D.Bojkov,G.Brant Foote, Meeting of the experts on hail suppression, Nalchik,27. september-2.october 2003. WMO, Nalchik, 2003.
  8. www.anti-hail.com/anti-hail_history.htm
  9. www.wmo.int
  10. www.anti-grele.fr/documents/Forgottenhailcannon.pdf: Stanley A. Changton, Jr., and J. Loreena Ivens: The Forgotten Hail Cannons of Europe
  11. Dokumentacija i materijal, Protivgradna zaštita Gradiška