แนวพระราชดำริ ในปี พ.ศ. 2498 ในวโรกาสที่พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวเสด็จพระราชดำเนินโดยพระราชพาหนะเครื่องบินพระที่นั่ง เพื่อทรงเยี่ยมเยียนทุกข์สุของพสกนิกรในภาคตะวันออกเฉียงเหนือย่านบริเวณเทือกเขาภูพาน ทรงพบเห็นว่าภาวะแห้งแล้งได้ทวีความถี่และมีแนวโน้มว่าจะรุนแรงยิ่งขึ้นเป็นลำดับนั้น น่าจะมีสาเหตุเกิดขึ้นจากการผันแปรและคลาดเคลื่อนของฤดูกาลตามธรรมชาติ อีกทั้งการตัดไม้ทำลายป่าอาจจะเป็นอีกสาเหตุหนึ่งที่ทำให้สภาพแวดล้อมมีการเปลี่ยนแปลงไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งทำให้สภาพอากาศจากพื้นดินถึงระดับฐานเมฆไม่เอื้ออำนวยต่อการกลั่นตัวของไอน้ำที่จะก่อตัวเกิดเป็นเมฆ และทำให้ยากต่อการเหนี่ยวนำให้ฝนตกลงสู่พื้นดิน จึงมีฝนตกน้อยกว่าเป็นปกติหรือไม่ตกเลย ทรสังเกตว่ามีเมฆปริมาณมากปกคลุมเหนือพื้นที่ระหว่างเส้นทางบินแต่ไม่สามารถก่อรวมตัวจนเกิดเป็นฝนตกได้ เป็นเหตุให้เกิดสภาวะฝนทิ้งช่วงเป็นระยะเวลายาวนานทั้งๆ ที่เป็นช่วงฤดูมรสุมตะวันตกเฉียงใต้ ซึ่งเป็นฤดูฝน เกิดสภาพความแห้งแล้งทั่วพื้นที่ทั้งๆ ท้องฟ้ามีเมฆมาก คือ จุดประกายข้อสังเกต ของพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว ในขณะที่พระองค์ท่านได้เสด็จพระราชดำเนินไปเยี่ยมประชาชนและทอดพระเนตรเห็นแต่ความแห้งแล้งเกิดขึ้นทั่วไป ทั้งๆ ที่ท้องฟ้ามีเมฆปกคลุมอยู่ นอกจากนี้ได้ทรงพบเห็นท้องถิ่นหลายแห่งประสบปัญหาพื้นดินแห้งแล้ง หรือการขาดแคลนน้ำเพื่อการอุปโภค บริโภค และทำการเกษตร โดยเฉพาะอย่างยิ่งในฤดูเพาะปลูก เกษตรกรมักจะประสบความเดือดร้อนทุกข์ยากมาก เนื่องจากบางครั้งเกิดภาวะฝนทิ้งช่วงในระยะวิกฤติของพืชผลกล่าวคือหากขาดน้ำในระยะดังกล่าวนี้จะทำให้ผลผลิตต่ำหรืออาจไม่มีผลผลิตให้เลยรวมทั้งอาจทำให้ผลผลิตที่มีอยู่เสียหายได้ การเช่นนี้เมื่อเกิดภาวะฝนแล้งหรือฝนทิ้งช่วงในคราใดของแต่ละปี จึงสร้างความเดือดร้อนอย่างสาหัสและก่อให้เกิดความสูญเสียทางเศรษฐกิจแก่เกษตรกรอย่างใหญ่หลวงนอกจากนี้ภาวะความต้องการใช้น้ำของประเทศนับวันจะทวีปริมาณความต้องการสูงขึ้นอย่างมหาศาลเพราะการขยายตัวเจริญเติบโตทางด้านอุตสาหกรรม เกษตรกรรม และการเพิ่มขึ้นของประชากร ซึ่งส่งผลให้ปริมาณน้ำต้นทุนจากทรัพยากรน้ำที่มีอยู่ไม่เพียงพอ ตัวอย่างนี้เห็นได้ชัดคือ ปริมาณน้ำในเขื่อนภูมิพลลดลงอย่างน่าตกใจ พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวมีพระมหากรุณาธิคุณพระราชทานสัมภาษณ์เกี่ยวกับฝนหลวงแก่ข้าราชการสำนักงาน กปร. ประกอบด้วย นายสุเมธ ตันติเวชกุล  นายมนูญ มุกข์ประดิษฐ์  และนายพิมลศักดิ์ สุวรรณทัต เมื่อวันที่ 17 มีนาคม 2529  ณ พระตำหนักจิตรลดารโหฐาน …เรื่องฝนเทียมนี้เริ่มตั้งแต่ พ.ศ. 2498 แต่ยังไม่ได้ทำอะไรมากมาย เพราะว่าไปภาคอีสานตอนนั้นหน้าแล้งเดือนพฤศจิกายน  ที่ไปมีเมฆมาก อีสานก็แล้ง ก็เลยมีความคิด 2 อย่าง ต้องทำ Check dam ตอนนั้นเกิดความคิดจากนครพนม ผ่านสกลนครข้ามไปกาฬสินธุ์ ลงไปสหัสขันธ์ที่เดี๋ยวนี้เป็นอำเภอ  สมเด็จ…ไปจอดที่นั่นไปเยี่ยมราษฎรมันแล้ง  มีฝุ่น… ….แต่มาเงยดูท้องฟ้า มีเมฆ ทำไมมีเมฆอย่างนี้ทำไมจะดึงเมฆนี่ให้ลงมาได้ ก็เคยได้ยินเรื่องทำฝนก็มาปรารภกับคุณเทพฤทธิ์ ฝนทำได้มีหนังสือ เคยอ่านหนังสือทำได้…นับเป็นต้นกำเนิดแห่งพระราชดำริ ฝนหลวง ที่พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวทรงค้นพบด้วยพระองค์เอง…อย่างแท้จริง ด้วยพระเนตรที่ยาวไกล และทรงความอัจฉริยะของพระองค์ท่านที่ประกอบด้วยคุณลักษณะของนักวิทยาศาสตร์ จึงทรงสังเกต วิเคราะห์ข้อมูลในขั้นต้นแล้ว จึงได้มีพระราชดำริครั้งแรก ในปี พ.ศ. 2498 แก่ ม.ร.ว.เทพฤทธิ์ เทวกุล ว่าจะทรงค้นหาวิธีการที่จะทำให้เกิด ฝนตกนอกเหนือจากที่จะได้รับจากธรรมชาติ โดยการนำเทคโนโลยีสมัยใหม่มาประยุกต์กับทรัพยากรที่มีอยู่ให้เกิดมีศักยภาพของการเป็นฝนให้ได้ ทรงเชื่อมั่นในพระราชหฤทัยว่าด้วยลักษณะภูมิอากาศและภูมิประเทศของบ้านเราจะสามารถดำเนินการให้บังเกิดผลสำเร็จได้อย่างแน่นอน  เนื่องจาก น้ำ เป็นที่ได้รับการกล่าวขวัญถึงตลอดเวลาในสังคมไทยที่กำลังได้รับผลกระทบอย่างรุนแรงอันเนื่องมาจากขาดแคลนน้ำอยู่ในขณะนั้น  เป็นเพราะน้ำคือปัจจัยขั้นพื้นฐานที่สำคัญในการดำรงชีพของมนุษย์และพืชพรรณธัญญาหารตลอดจนสิงสาราสัตว์ทั้งหลายทั้งปวง  การขาดแคลนน้ำจึงมิได้มีผลโดยตรงแค่เพียงความเป็นอยู่ของประชาชนเท่านั้นแต่ยังได้ก้าวล่วงไปถึงการพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมของประเทศโดยส่วนรวมอีกด้วย และถึงขนาดที่พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวมีพระราชดำรัสว่า น้ำ คือ ชีวิต แม้ว่าประเทศไทยเราได้พยายามอย่างสุดกำลังที่จะทำการแก้ไขปัญหาดังกล่าวด้วยการพัฒนาทรัพยากรแหล่งน้ำของชาติทุกประเภทที่มีอยู่ ซึ่งเป็นที่ยอมรับกันว่าแหล่งทรัพยากรน้ำของประเทศที่มีอยู่ในปัจจุบัน ยังอยู่ห่างจากระดับความเพียงพอของความต้องการใช้น้ำของประชากรในประเทศเป็นอย่างมาก อีกทั้งยังมีพื้นที่เกษตรกรรมที่ต้องพึ่งพาน้ำฝนเป็นหลักใหญ่อยู่อีกถึง 82.6% ดังนั้น จึงทรงคาดการณ์ว่า  ก่อนที่จะถึงสภาพที่สุดวิสัยหรือยากเกินกว่าจะแก้ไขได้นั้นควรจะมีมาตรการหนึ่งที่จะป้องกันและแก้ไขปัยหาดังกล่าวได้ จึงพระราชทานพระราชดำริในปี พ.ศ. 2499 แก่  ม.ล.เดช  สนิทวงศ์  ว่า น่าจะมีลู่ทางที่จะคิดค้นหาเทคนิคหรือวิธีการทางวิทยาศาสตร์ด้านการดัดแปรสภาพอากาศมาช่วยให้เกิดการก่อและรวมตัวของเมฆให้เกิด ฝน  ได้   การรับสนองพระราชดำริได้ดำเนินการอย่างจริงจังจากความร่วมมือกันระหว่าง ม.ล.เดช สนิทวงศ์   ม.จ.จักรพันธ์เพ็ญศิริ  จักรพันธุ์  และ ม.ร.ว.เทพฤทธิ์  เทวกุล ในอันที่จะศึกษาและนำวิธีการทำฝนอย่างในต่างประเทศมาประยุกต์ใช้กับสภาพอากาศของเมืองไทย ฝนหลวง หรือ ฝนเทียม  จึงมีกำเนิดจึ้นจากการสนองพระราชดำริ โดยประยุกต์ใช้จากผลการวิจัยค้นคว้าทางวิชาการด้านทำฝนเทียมของประเทศต่างๆ เช่น สหรัฐอเมริกา  ออสเตรเลีย และอิสราเอล ภายใต้การพระราชทานข้อแนะนำจากองค์พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวอย่างใกล้ชิดพร้อมกันนี้ได้มีการจัดตั้งส่วนราชการ สำนักงานปฏิบัติการฝนหลวง ขึ้น รับผิดชอบการดำเนินการฝนหลวงในระยะเวลาต่อมาจนถึงปัจจุบัน ในระยะแรกของการดำเนินการตามพระราชดำรินี้ ข้อมูล หรือหลักฐานที่นำมาทดลองพิสูจน์ยืนยันผลนั้นยังมีน้อยมาก และขาดความน่าเชื่อถือทางวิชาการ  โดยเฉพาะอย่างยิ่งในประเทศไทยเรายังไม่มีนักวิชาการด้านการัดแปรสภาพอากาศ หรือนักวิชาการทำฝนอยู่เลย ดังนั้น ในช่วงเริ่มต้นของการทดลองปฏิบัติการฝนหลวง พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวจึงได้ทรงติดตามผล วางแผนการทดลองปฏิบัติการ โดยทรงสังเกตจากรายงานแทบทุกครั้งอย่างใกล้ชิด วันที่ 20 กรกฎาคม พ.ศ. 2512   นับเป็นประวัติศาสตร์แห่งการทำฝนหลวงของประเทศไทยเพราะเป็นวันปฐมฤกษ์ในการปฏิบัติการทดลองทำฝนเทียมกับเมฆในท้องฟ้าเหนือภาคพื้นดิน บริเวณวนอุทยานแห่งชาติเขาใหญ่ อำเภอปากช่อง จังหวัดนครราชสีมา โดยการใช้น้ำแข็งแห้ง (dry-ice) โดยที่ยอดของกลุ่มก้อนเมฆ ปรากฎว่าหลังการปฏิบัติการประมาณ 15 นาที ก้อนเมฆในบริเวณนั้นเกิดมีการรวมตัวกันอย่างหนาแน่นจนเห็นได้ชัด  สังเกตได้จากสีของฐานเมฆได้เปลี่ยนจากสีขาวเป็นสีเทาเข้ม ซึ่ผลการทดลองเป็นที่น่าพอใจ  เพีงแต่ยังไม่อาจควบคุมให้ฝนตกในบริเวณที่ต้องการได้  ต่อมาพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว ได้พระราชทานคำแนะนำเพิ่มเติมตลอดเวลาอย่างต่อเนื่อง อาทิเช่น การเปลี่ยนที่ทดลองไปยังจุดแห้งแล้งอื่นๆ เช่น ที่อำเภอชะอำ จังหวัดเพชรบุรี เป็นต้น  จะเห็นได้ว่าการปฏิบัติงานฝนหลวงเมื่อตอนเริ่มต้นต้องพบกับความยากลำบากและอุปสรรคมากมายนานาประการ สิ่งสำคัญคือจะต้องมีสภาพดินฟ้าอากาศที่เอื้ออำนวยต่อการทำฝนทดลองกล่าวคือ จะต้องดูลักษณะเมฆที่มีศักยภาพที่จะเกิดฝนได้ ซึ่งเมฆในลักษณะในลักษณะเช่นนี้มองเผินๆ จะคล้ายขนแกะในท้องฟ้า ถ้าไม่มีก็จำเป็นต้องสร้างให้เกิดเมฆขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งความชื้นจะต้องอยู่ในระดับ 70% การปฏิบัติงานจึงจะได้ผล แต่ถ้าความชื้นต่ำลงเท่าใดก็จะยิ่งได้ผลน้อยลงจนไม่คุ้มค่า ฉะนั้น การสร้างเมฆก็คือการสร้างความชื้นขึ้นในอากาศนั่นเอง โดยใช้เคมีภัณฑ์ หลายชนิดซึ่งได้ทดสอบแล้วว่าได้ผลดีและปลอดภัยต่อชีวิตมนุษย์มาใช้ในการทำฝนหลวง จากพระมหากรุณาธิคุณแห่งองค์พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว เมื่อมีปัญหาอุปสรรคเกี่ยวกับการทดลอง จึงโปรดเกล้าฯ พระราชทานคำแนะนำและมีพระราชดำริเพิ่มเติมในการปรับปรุงหลายประการจนสามารถปฏิบัติการฝนหลวงได้ดี และทรงให้การสนับสนุนในด้านต่างๆ โดยเฉพาะทรงติดตามการปฏิบัติงานทดลองอย่างใกล้ชิดทุกระยะ และทรงแนะนำฝึกฝนนักวิชาการให้สามารถวางแผนปฏิบัติการอย่างเหมาะสมกับสภาพภูมิอากาศของแต่ละท้องถิ่น บางครั้งพระองค์ก็ทรงทดลองและควบคุมบัญชาการทำฝนหลวงด้วยพระองค์เอง ก่อนจะทำฝนหลวงแต่ละครั้ง จะทรงเตือนให้เจ้าหน้าที่ตรวจสอบสภาพอากาศล่วงหน้า เพื่อป้องกันมิให้เกิดความเสียหายแก่พืชผลและทรัพย์สินของราษฎร ทรงเร่งให้ปฏิบัติการ เมื่อสภาพอากาศอำนวยเพื่อจะได้ปริมาณน้ำฝนมากยิ่งขึ้นกับทรงแนะนำให้ระมัดระวังสารเคมีที่ใช้ปฏิบัติการต้องไม่เป็นอันตรายต่อผู้ใช้ด้วย  จนในที่สุดการศึกษาวิจัยเป็นการส่วนพระองค์ในเรื่องเกี่ยวกับกระแสและทิศทางลมในแต่ละพื้นที่แต่ละเวลามีการทดสอบปรับปรุงหลายประการจนนำไปใช้การได้ดี จนสามารถพระราชทานข้อแนะนำให้ดึงหรือสร้างเมฆได้ ทั้งยังสามารถบังคับเปลี่ยนทิศทางของเมฆให้เกิดฝนตกในบริเวณรับน้ำที่ต้องการ เช่น อ่างเก็บน้ำ  ห้วย หนอง คลองบึง หรือบริเวณใกล้เคียงที่กำหนดไว้จึงนับว่า ฝนหลวงเป็นความสำเร็จที่เกิดจากพระรอัจฉริยภาพ และความสนพระราชหฤทัยอย่างจริงจังของพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวโดยแท้ การพัฒนาค้นคว้าที่เกี่ยวกับฝนหลวงได้พัฒนาก้าวหน้าขึ้นเป็นลำดับ ทั้งนี้ เพราะพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว ได้ทรงทำการทดลองวิจัยด้วยพระองค์เอง รวมทั้งได้พระราชทานทรัพย์สินส่วนพระองค์เป็นค่าใช้จ่าย เพื่อทำการทดลองปฏิบัติการฝนหลวงด้วยพระเมตตาธรรม ระยะเวลาที่ทรงมานะบากบั่น อดทนด้วยพระวิริยะอุตสาหะนับถึงวันนี้เป็นเวลาเกือบ 30 ปี  ในที่สุดด้วยพระปรีชาสามารถและพระอัจฉริยภาพที่ทรงสั่งสมจากการทดลอง สามารถทำให้กำหนดบังคับฝนให้ตกลงสู่พื้นที่เป้าหมายได้สำเร็จกลายเป็นหลักแนวทางให้นักวิชาการฝนหลวงรุ่นปัจจุบัน ได้ทำการศึกษาวิจัยอย่างมีระเบียบและเป็นระบบวิทยาศาสตร์ที่แท้จริง พระบรมราโชบายในพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวถึงกลยุทธการพัฒนาโครงการพระราชดำริฝนหลวง

1. ทรงเน้นถึงความจำเป็นในด้านพัฒนาการและการดำเนินการปรับปรุงวิธีการทำฝนในแนวทางของการออกแบบปฏิบัติการ การติดตามและการประเมินผลที่มีลักษณะเป็นกระบวนการทางวิทยาศาสตร์มากยิ่งขึ้น ตลอดจนความเป็นไปได้ในการใช้ประโยชน์ของเครื่องคอมพิวเตอร์ เพื่อศึกษารูปแบบของเมฆและการปฏิบัติการทำฝนให้บรรลุตามวัตถุประสงค์ของโครงการ
2. ทรงย้ำถึงบทบาทของการดัดแปรสภาพอากาศหรือการทำฝนว่าเป็นองค์ประกอบที่สำคัญอันหนึ่งในกระบวนการจัดการทรัพยากรแหล่งน้ำ เช่น การเพิ่มปริมาณน้ำให้แก่แหล่งเก็บกักน้ำต่างๆ การบรรเทาปัญหามลภาวะและการเพิ่มปริมาณน้ำเพื่อสาธารณูปโภค เป็นต้น
3. ทรงเน้นว่า ความร่วมมือประสานงานอย่างเต็มที่ระหว่างหน่วยงานและส่วนราชการที่เกี่ยวข้องเท่านั้น ที่เป็นกุญแจสำคัญในอันที่จะทำให้บรรลุผลตามวัตถุประสงค์ของโครงการได้ดุจสิ่งมหัศจรรย์…..เพาะเมฆและบังคับเมฆให้เกิดฝน

พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวได้ทรงวิเคราะห์กรรมวิธีที่จะทำการผลิตฝนหลวงว่ามีขั้นตอนที่สามารถเข้าใจกันได้ง่าย 3 ขั้นตอน คือ ขั้นตอนที่ 1 ก่อกวน โดยการใช้สารเคมีไปกระตุ้นมวลอากาศทางด้านเหนือลมของพื้นที่เป้าหมาย ให้เกิดการลอยตัวขึ้นสู่เบื้องบนรวมตัวกันเป็นกลุ่มก้อนเมฆฝน ขั้นตอนแรกนี้เป็นขั้นตอนที่เมฆธรรมชาติเริ่มก่อตัวทางแนวตั้ง การทำฝนหลวงในขั้นตอนนี้จึงมุ่งใช้สารเคมีไปกระตุ้นอากาศให้เกิดการลอยตัวขึ้นสู่เบื้องบน เพื่อให้เกิดกระบวนการชักนำไอน้ำหรือความชื้นเข้าสู่ระดับการเกิดเมฆ ระยะเวลาที่เหมาะสมในการปฏิบัติงานของขั้นตอนแรกนี้ ควรดำเนินการในช่วงเช้าของแต่ละวัน  สารเคมีที่ใช้ในขั้นตอนนี้ ได้แก่ สารแคลเซียมคลอไรด์ สารแคลเซียมคาร์ไบด์ สารแคลเซียมอ๊อกไซด์ หรือสารผสมระหว่างเกลือแกงกับสารยูเรียหรือสารผสมระหว่างสารยูเรียกับสารแอมโมเนียไนเตรทซึ่งสารผสมดังกล่าวนี้ แม้จะมีเปอร์เซ็นต์ความชื้นสัมพัทธ์ต่ำก็ตาม แต่ก็สามารถดูดซับไอน้ำจากมวลอากาศได้อันเป็นการกระตุ้นกลไกของกระบวนการกลั่นตัวของไอน้ำในมวลอากาศ อีกทั้งยังเสริมสร้างให้เกิดสภาพแวดล้อมโดยรอบที่เหมาะสมต่อการเจริญเติบโตของเมฆทางด้านเหนือลมของพื้นที่เป้าหมายอีกด้วย  เมื่อเมฆเริ่มเกิดมีการก่อรวมตัวและเจริญเติบโตทางตั้งแล้ว จึงใช้สารเคมีที่ให้ปฏิกิริยาคายความร้อนโปรยเป็นวงกลมหรือเป็นแนว ถัดมาทางใต้ลมเป็นะระยทางสั้นๆ เข้าสู่ก้อนเมฆ เพื่อกระตุ้นให้เกิดก้อนเมฆเป็นกลุ่มแกนร่วมในบริเวณพื้นที่ปฏิบัติการ สำหรับใช้เป็นแกนกลางในการสร้างกลุ่มเมฆฝนในระยะต่อมา การวางแผนปฏิบัติการฝนหลวงในขั้นแรกนี้ ก่อนดำเนินการจะต้องทำการศึกษาข้อมูลสภาพอากาศและกำหนดพื้นที่เป้าหมายในแต่ละวันโดยใช้ทิศทางและความเร็วของลมเป็นตัวกำหนดบริเวณหรือแนวพิกัดที่จะโปรยสารเคมี  อุณหภูมิและความชื้นของบรรยากาศ แต่ละระดับจะถูกนำมาคำนวณและวิเคราะห์ตามวิชาการทางอุตุนิยมวิทยา เพื่อหาสาเหตุที่ขัดขวางการก่อตัวของเมฆที่อาจเกิดขึ้นระหว่างดำเนินการ เช่น

• ปริมาณความชื้นที่ต่ำเกินไป
• อากาศเกินภาวะสมดุล
• ระดับที่ความชื้นอิ่มตัว
• ระดับที่เมฆฝนเริ่มก่อตัว
• ระดับที่หยุดยั้งการเจริญเติบโตของยอดเมฆ
• ข้อมูลอื่นๆ ที่ต้องนำมาพิจารณาประกอบด้วย คือ
• สภาพภูมิประเทศ เช่น แนวเขา ป่าไม้ แหล่งความชื้น ฯลฯ
• ลักษณะของเมฆที่สังเกตเห็น
• ข้อมูล แผนที่ทางอากาศ พายุโซนร้อนและเหตุอื่นๆ ที่อาจจะมีอิทธิพลต่อ
• สภาพอากาศในพื้นที่เป้าหมาย

ทั้งหมดของข้อมูลและสาเหตุต่าง ๆ นี้ มีความสำคัญต่อการกำหนดชนิดและปริมาณของสารเคมีที่จะนำมาใช้ในการทำฝนหลวง ซึ่งจะต้องกระทำด้วยความชำนาญควบคู่ไปกับการคำนึงถึงระดับความสูงผนวกกับอัตราการโปรยสารเคมี รวมถึงลักษณะของแนวโปรยสารเคมีด้วย  หากแต่ละวันมีลักษณะข้อมูที่แตกต่างกันออกไป ก็ย่อมทำให้ต้องมีการปรับเปลี่ยนแผนปฏิบัติงานแต่ละครั้งด้วย ขั้นตอนที่ 2 เลี้ยงให้อ้วน เป็นขั้นตอนสำคัญมากในการปฏิบัติการฝนหลวง เนื่องจากเป็นระยะที่เมฆกำลังก่อตัวเจริญเติบโตจึงใช้ความรู้ทางเทคโนโลยีและประสบการณ์ผสมผสานกลยุทธในเชิงศิลปะแห่งการทำฝนหลวงควบคู่ไปพร้อมกัน เพื่อตัดสินใจโปรยสารเคมีฝนหลวงที่ทรงค้นคว้าขึ้นมา โดยไม่มีสารอันเป็นพิษต่อมนุษย์และสิ่งแวดล้อม การปฏิบัติงานต้องพิจารณาอย่างถ่องแท้ว่าจะใช้สารเคมีชนิดใดและอัตราใดจึงจะเหมาะสมในการตัดสินใจโปรยสารเคมีฝนหลวง ณ ที่ใดของกลุ่มก้อนเมฆ เพื่อให้สัมฤทธิผลที่จะทำให้ก้อนเมฆขยายตัวหรืออ้วนขึ้นและป้องกันมิให้ก้อนเมฆสลายตัวให้จงได้  การวางแผนปฏิบัติการในขั้นตอนนี้จำต้องอาศัยข้อมูล และความต่อเนื่องจากขั้นตอนที่หนึ่งประกอบการพิจารณาด้วย การสังเกตถึงความเปลี่ยนแปลงของสภาพเมฆที่เกิดขึ้น จึงกล่าวได้ว่าขั้นตอนนี้การวางแผนปฏิบัติการอย่างต่อเนื่องตลอดเวลาให้ทันต่อความเปลี่ยนแปลงของเมฆที่เกิดขึ้นมีความสำคัญยิ่ง สารเคมีที่ใช้ในขั้นตอนนี้มักได้แก่ เกลือแกง สารประกอบสูตร ท. 1 (เป็นสารละลายเข้มข้นที่ได้จากกระบวนการอิเลคโตรไลซิส ซึ่งเป็นผลงานค้นคว้าของ ม.ร.ว.เทพฤทธิ์ เทวกุล) สารยูเรีย  สารแอมโมเนียไนเตรท  น้ำแข็งแห้ง และบางครั้งอาจใช้สารแคลเซียมคลอไรด์ร่วมด้วย โดยพิจารณาลักษณะการเติบโตของเมฆ บริเวณเมฆและการเกิดฝนในวันนั้นๆ เป็นหลัก ขั้นตอนที่ 3 โจมตี เมื่อกลุ่มเมฆฝนมีความหนาแน่นมากพอที่จะสามารถตกเป็นฝนได้ โดยภายในกลุ่มเมฆจะมีเม็ดน้ำขนาดใหญ่มากมาย โดยภายในกลุ่มเมฆจะมีเม็ดน้ำขนาดใหญ่มากมาย  สังเกตได้หากเครื่องบินเข้าไปในกลุ่มเมฆฝนนี้แล้ว จะมีเม็ดน้ำเกาะตามปีกและกระจังหน้าของเครื่องบิน ดังนั้นขั้นตอนสุดท้ายจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งยวดเพราะจะต้องอาศัยความชำนาญและประสบการณ์เป็นอย่างมากเหนือสิ่งอื่นใดต้องรู้จักใช้เทคนิคในการทำฝนหลวงซึ่งพระองค์ท่านทรงให้ข้อคิดว่าจะต้องพิจารณาจุดมุ่งหมายของการทำฝนหลวงด้วยว่า ในการทำฝนหลวงของแต่ละพื้นที่นั้นต้องตอบสนองความต้องการอันแท้จริงของราษฎรใน 2 ประเด็น คือ เพื่อเพิ่มปริมาณฝนตกให้กับพื้นที่ (Rain Enhancement)  และเพื่อให้เกิดการกระจายการตกของฝน (Rain Distribution) ซึ่งทั้ง 2 วัตถุประสงค์นี้ได้เป็นแนวทางในการบำบัดทุกข์บำรุงสุขของพสกนิกรให้คลายความเด็ดร้อนยามขาดแคลนน้ำเรื่อยมาตราบเท่าทุกวันนี้ เพราะความต้องการน้ำของมนุษยชาตินับวันแต่จะทวีขึ้นอย่างเกิดคาด สืบเนื่องมาจากผลกระทบที่เกิดจากปฏิกิริยาเรือนกระจกของโลก (Green House Effect) ทำให้ฝนไม่ตกต้องตามฤดูกาลดังเช่นเคยในอดีต ฝนหลวงกับการบรรเทาความเดือดร้อนของประชาชน หลังจากที่ทรงประสบผลสำเร็จและมีการยอมรับจากทั้งภายในและต่างประเทศแล้วนั้นปริมาณความต้องการฝนหลวงเพื่อช่วยพื้นที่เกษตรกรรม และการขาดแคลนน้ำเพื่อการอุปโภคและบริโภคได้รับการร้องเรียนขอความช่วยเหลือเพิ่มมากขึ้น เห็นได้ชัดในช่วงระหว่าง พ.ศ. 2520-2534 มีการร้องเรียนขอฝนหลวงเฉลี่ยถึงปีละ 44 จังหวัด ซึ่งทรงพระเมตตาอนุเคราะห์ช่วยเหลือเกษตรกรไทยในการรรเทาการสูญเสียทางเศรษฐกิจให้ประสบความเสียหายน้อยที่สุด นอกจากนี้ประโยชน์สำคัญที่ควบคู่ไปกับการปฏิบัติการฝนหลวงเพื่อเกษตรกรรม และการอุปโภคบริโภค ก็คือ เป็นการช่วยเพิ่มปริมาณน้ำต้นทุนให้แก่อ่างและเขื่อนกักเก็บน้ำเพื่อการชลประทาน และผลิตกระแสไฟฟ้า แหล่งน้ำและต้นน้ำลำธารธรรมชาติ อีกทั้งยังเป็นการช่วยทำนุบำรุงป่าไม้ โดยเฉพาะในช่วงฤดูแล้งความชุ่มชื้นที่ได้รับเพิ่มขึ้นจากฝนหลวงจะช่วยลดการเกิดไฟป่าได้เป็นอย่างมาก  ฝนหลวงได้เข้ามามีส่วนช่วยแก้ไขปัญหาสิ่งแวดล้อมในการบรรเทามลภาวะที่เกิดขึ้นในบ้านเมืองของเราหลายประการ อาทิเช่น ช่วยแก้ไขปัญหาน้ำเน่าเสียในแม่น้ำลำคลอง โรคระบาด อหิวาตกโรค การระบาดของศัตรูพืชบางชนิด เช่น เพลี้ย ตั๊กแตกปาทังก้า เหล่านี้เป็นต้น ซึ่งล้วนแต่ได้รับความสำเร็จอย่างดีเยี่ยมตลอดมา พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวทรงได้รับความร่วมมือจากเหล่าพสกนิกรทั่วประเทศที่เห็นคุณค่าของฝนหลวง ดังจะเห็นได้จากการที่ประชาชนในหลายจังหวัดได้ร่วมกันทูลเกล้าทูลกระหม่อมถวายเงินโดยเสด็จพระราชกุศลในการจัดซื้อเครื่องบินสำหรับทำฝนหลวงเป็นจำนวนมาก  เช่น เครื่องบินแอร์ทรัคซึ่งราษฎรจังหวัดกาญจนบุรีได้ร่วมกันจัดซื้อเมื่อ พ.ศ. 2515 นับเป็นเครื่องแรกที่ได้นำขึ้นน้อมเกล้าฯ ถวายเพื่อใช้ในกิจกรรมค้นคว้าทดลองปฏิบัติการ ต่อมาราษฎรจังหวัดสุพรรณบุรี ได้ร่วมกันจัดซื้อเครื่องบินแอร์ทัวเรอร์น้อมเกล้าน้อมกระหม่อมถวายเพื่อใช้ในการบินอำนวยการทดลองปฏิบัติการฝนหลวงอีกเครื่องหนึ่งด้วย นอกจากนี้ยังมีราษฎรจัดงหวัดขอนแก่น ชลบุรีและกาญจนบุรี ได้ร่วมกันจัดซื้อเครื่องบินปอร์ตเตอร์น้อมเกล้าฯ ถวายใช้ในงานฝนหลวง ความสำคัญในพระองค์ท่านนั้นเห็นได้ชัดเจนซึ่งจากการที่พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวพระราชทานพระบรมราโชวาสให้ผู้ว่าราชการจังหวัดจันทบุรี นำชาวสวนจังหวัดจันทบรีเฝ้าทูลละอองธุลีพระบาททูลเกล้าทูลกระหม่อมถวายเงินซึ่งได้ร่วมกันบริจาคโดยเส็จพระราชกุศลในการจัดซื้อเครื่องบินสำหรับโครงการการทำฝนเทียม และน้อมเกล้าฯ ถวายผลไม้ที่รอดพ้นจากความเสียหายอันเนื่องมาจากภัยแล้ง ณ ศาลาดุสิดาลัย สวนจิตลดา เมื่อวันที่ 23 พฤศจิกายน พ.ศ. 2515 ในวโรกาสนี้ พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว ได้พระราชทานพระราชดำรัสแก่ชาวสวนจังหวัดจันทบุรีความว่า …ท่านทั้งหลายก็เป็นประจักษ์พยานว่า การทำฝนเทียมได้ชุบชีวิตต้นไม้ซึ่งมิฉะนั้นก็เสียหายไปฉะนั้นจึงเกิดความยินดีมากที่ท่านทั้งหลายได้มาพบกันในวันนี้ ได้นำเงินมาสมทบในกิจการฝนเทียม และได้นำพาผลิตผลซึ่งเป็นประจักษ์พยานมาให้ ความดีใจนี้มีหลายประการอย่างหนึ่งก็ได้เห็นว่าท่านทั้งหลายได้มีความสุขสบาย อีกอย่างหนึ่งก็ที่เห็นว่ากิจการมีผลดีและท่านทั้งหลายทราบดี ก็ขอขอบใจท่านทั้งหลายที่ร่วมมือทั้งฝ่ายเจ้าหน้าที่ที่ได้ร่วมมือในกิจการ และกำลังช่วยให้ประชาชนมีความสุข  ความเรียบร้อยทุกประการ ตามหน้าที่อันนี้นำความปลาบปลื้มแก่ข้าพเจ้าอย่างมาก ฉะนั้นก็ขอขอบใจท่านทั้งหลายทุกฝ่ายที่ได้ร่วมมืออย่างมีสามัคคีกระชับแน่นแฟ้นที่สุด เป็นทางที่ทำให้ท้องที่มีความเจริญมั่นคง และเมื่อท้องที่มีความเจริญมั่นคงแล้วประเทศย่อมอยู่ได้มีทางที่จะก้าวหน้าเพราะทุกคนร่วมมือกัน ทุกคนช่วยซึ่งกันและกัน ทุกคนมีความเห็นอย่างไรก็แจ้งออกมา ผู้ที่ได้รับฟังก็ย่อมรับฟังด้วยเหตุผลที่ดี อันเป็นวิธีการที่จะอยู่ในชีวิตของประเทศชาติ อันนี้เป็นความปลื้มที่ใหญ่ที่สุดที่เห็นความสามัคคี ความขยันหมั่นเพียร ความซื่อสัตย์สุจริตประจักษ์ออกมา ก็ขอขอบใจทุกท่านทุกฝ่ายที่ได้แสดงว่าเมืองไทยเรา วิธีปฏิบัติ…จะไม่เรียกว่าวิธีการปกครอง…วิธีปฏิบัติทั้งในด้านชีวิต ทั้งในด้านอาชีพ ตั้งแต่การเป็นอยู่ส่วนตัว จนกระทั่งถึงการจัดระเบียบการทุกขั้นอย่างมีเหตุผล มีจิตใจเอื้อเฟื้อซึ่งกันและกัน เป็นความหวังสำหรับอนาคตของบ้านเมืองที่จะทำให้เมืองไทยคงอยู่ด้วยความผาสุกด้วยความมั่นคงไปตลอดกาล… บทบาท ฝนหลวง วันนี้ เริ่มจากแก้ไข ภัยแล้ง ก้าวไปสู่การบรรเทา สาธารณภัย และเพิ่มพูน เศรษฐกิจ ฝนหลวง ต้องเข้ามารับภาระหน้าที่ในการบำบัดทุกข์บำรุงสุขแก่อาณาประชาราษฎร์มากเกินกว่าที่คาดคิดกันไว้นัก เพราะ ฝนหลวง กลับกลายจากจุดมุ่งหวังที่ในครั้งแรกเพื่อช่วยเหลือเกษตรกรที่ประสบภัยแล้งนั้น ได้รับการร้องขอให้ขยายการบรรเทาความเดือดร้อนที่สืบเนื่องมาจากการพัฒนาอุตสาหกรรมและภาวะสิ่งแวดล้อมที่เป็นพิษอีกด้วย กล่าวคือ ฝนหลวง มีส่วนช่วยเหลือการพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมของประเทศไทยหลายประการดังนี้

• ด้านการเกษตร มีการร้องขอฝนหลสงเพื่อแก้ไขปัญหาขาดแคลนน้ำในช่วงที่เกิดภาวะฝนแล้ง หรือฝนทิ้งช่วงยาวนานซึ่งมีผลกระทบต่อแหล่งผผลิตทางการเกษตรที่กำลังให้ผลผลิต เช่น แถบจังหวัดจันทบุรี หรือเพชรบุรีและประจวบคีรีขันธ์ เป็นจำนวนมากหลายราย ซึ่งได้พระราชทานความช่วยเหลือเสมอมา ทำฝนหลวงเพื่อเพิ่มปริมาณน้ำให้กับริเวณพื้นที่ลุ่มรับน้ำของแม่น้ำสายต่างๆ ที่มีปริมาณน้ำต้นทุนลดน้อยลง เช่น แม่น้ำปิง วัง ยม น่าน เป็นต้น โดยเฉพาะในปีที่เกิดวิกฤติขาดแคลนน้ำที่เขื่อนสิริกิติ์ จังหวัดอุตรดิตถ์ สามารถจัดเก็บน้ำจากฝนหลวงนับตั้งแต่วันที่ 28 มกราคม พ.ศ. 2536 ถึง 28 ตุลาคม พ.ศ. 2536 อันเป็นวันสุดท้ายของการปฏิบัติงานฝนหลวงในปีนั้นได้ถึง 4,204.18 ล้านลูกบาศก์เมตร ในขณะที่ก่อนทำฝนหลวงมีน้ำเหลือเพียง 3,497.79 ล้านลูกบาศก์เมตรเท่านั้น
• เพื่อการอุปโภค บริโภค ภาวะความต้องการน้ำทั้งจากน้ำฝนและอ่างเก็บน้ำ ห้วย หนอง คลอง บึง เป็นความต้องการที่สามัญของผู้คนอย่างยิ่ง การขาดแคลนน้ำกิน น้ำใช้ มีความรุนแรงมากในภาคตะวันออกเฉียงเหนือ เนื่องจากคุณสมบัติของดินในภูมิภาคนี้เป็นดินร่วนปนทรายไม่สามารถอุ้มซับน้ำได้ จึงไม่สามารถเก็บกักน้ำได้ดีเท่าที่ควร
• ช่วยในการแก้ไขปัญหาคุณภาพน้ำ ภายใต้พื้นดินของภาคอีสานมีแหล่งหินเกลือเป็นจำนวนมากและครอบคลุมพื้นที่กว้างขวาง ดังนั้น อ่างเก็บน้ำขนาดเล็กและขนาดกลางที่ไม่มีทางระบายออก หากมีปริมาณน้ำเหลือน้อย น้ำจะกร่อยหรือเค็มได้ เพราะหินเกลือที่อยู่ด้านล่างเกิดมีการละลายแล้วลอยตัวเคลื่อนที่ขึ้นามาบนผิวดิน
• เสริมสร้างเส้นทางคมนาคมทางน้ำ เมื่อการขาดปริมาณน้ำเกิดขึ้นดุจภาวะลูกโซ่เช่นนี้ ก็ส่งผลมาถึงระดับน้ำในแม่น้ำลดต่ำลงบางแห่งตื้นเขินจนไม่สามารถสัญจรไปมาทางเรือได้ เช่น ทางน้ำในแม่น้ำเจ้าพระยาบางตนในปัจจุบันการทำฝนหลวงเพื่อเพิ่มปริมาณน้ำให้กับบริเวณดังกล่าวจึงนับเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง เพราะการขนส่งสินค้าทางน้ำเสียค่าใช้จ่ายน้อยกว่าทางอื่น และการจราจรทางบกนับวันจะมีปัญหารุนแรงมากขึ้นทุกขณะ
• ป้องกันและบำบัดภาวะมลพิษของสิ่งแวดล้อม หากน้ำในแม่น้ำเจ้าพระยาลดน้อยลงเมื่อใด น้ำเค็มจากทะเลอ่าวไทยก็จะไหลหนุนเนื่องเข้าไปแทนที่ทำให้เกิดน้ำกร่อยขึ้น และเกิดความเสียหายแก่เกษตรกรเป็นจำนวนมาก จึงจำเป็นที่ต้องมีการปล่อยน้ำจากเขื่อนภูมิพล เพื่อผลักดันน้ำเค็มมิให้หนุนเข้ามาทำความเสียหายต่อการอุปโภค บริโภคหรือเกษตรกรรม รวมทั้งสิ่งที่เราอาจไม่คาดคิดมาก่อนว่า ฝนหลวง ได้บรรเทาภาวะสิ่งแวดล้อมที่เป็นพิษอันเกิดจากการระบายน้ำเสียทิ้งลงสู่แม่น้ำเจ้าพระยาและขยะมูลฝอยที่ผู้คนทิ้งลงในสายน้ำกันอย่างมากมายนั้น ปริมาณน้ำจากฝนหลวงจะช่วยผลักดันออกสู่ท้องทะเล ทำให้ภาวะมลพิษจากน้ำเสียเจือ