ขั้นตอนที่ 1 ก่อกวน

โดยการใช้สารเคมีไปกระตุ้นมวลอากาศทางด้านเหนือลมของพื้นที่เป้าหมาย ให้เกิดการลอยตัวขึ้นสู่เบื้องบนรวมตัวกันเป็นกลุ่มก้อนเมฆฝน ขั้นตอนแรกนี้เป็นขั้นตอนที่เมฆธรรมชาติเริ่มก่อตัวทางแนวตั้ง การทำฝนหลวงในขั้นตอนนี้จึงมุ่งใช้สารเคมีไปกระตุ้นอากาศให้เกิดการลอยตัวขึ้นสู่เบื้องบน เพื่อให้เกิดกระบวนการชักนำไอน้ำหรือความชื้นเข้าสู่ระดับการเกิดเมฆ ระยะเวลาที่เหมาะสมในการปฏิบัติงานของขั้นตอนแรกนี้ ควรดำเนินการในช่วงเช้าของแต่ละวัน  สารเคมีที่ใช้ในขั้นตอนนี้ ได้แก่ สารแคลเซียมคลอไรด์ สารแคลเซียมคาร์ไบด์ สารแคลเซียมอ๊อกไซด์ หรือสารผสมระหว่างเกลือแกงกับสารยูเรียหรือสารผสมระหว่างสารยูเรียกับสารแอมโมเนียไนเตรทซึ่งสารผสมดังกล่าวนี้ แม้จะมีเปอร์เซ็นต์ความชื้นสัมพัทธ์ต่ำก็ตาม แต่ก็สามารถดูดซับไอน้ำจากมวลอากาศได้อันเป็นการกระตุ้นกลไกของกระบวนการกลั่นตัวของไอน้ำในมวลอากาศ อีกทั้งยังเสริมสร้างให้เกิดสภาพแวดล้อมโดยรอบที่เหมาะสมต่อการเจริญเติบโตของเมฆทางด้านเหนือลมของพื้นที่เป้าหมายอีกด้วย เมื่อเมฆเริ่มเกิดมีการก่อรวมตัวและเจริญเติบโตทางตั้งแล้ว จึงใช้สารเคมีที่ให้ปฏิกิริยาคายความร้อนโปรยเป็นวงกลมหรือเป็นแนว ถัดมาทางใต้ลมเป็นะระยทางสั้น ๆ เข้าสู่ก้อนเมฆ เพื่อกระตุ้นให้เกิดก้อนเมฆเป็นกลุ่มแกนร่วมในบริเวณพื้นที่ปฏิบัติการ สำหรับใช้เป็นแกนกลางในการสร้างกลุ่มเมฆฝนในระยะต่อมา 

การวางแผนปฏิบัติการฝนหลวงในขั้นแรกนี้ ก่อนดำเนินการจะต้องทำการศึกษาข้อมูลสภาพอากาศและกำหนดพื้นที่เป้าหมายในแต่ละวันโดยใช้ทิศทางและความเร็วของลมเป็นตัวกำหนดบริเวณหรือแนวพิกัดที่จะโปรยสารเคมี อุณหภูมิและความชื้นของบรรยากาศ แต่ละระดับจะถูกนำมาคำนวณและวิเคราะห์ตามวิชาการทางอุตุนิยมวิทยา เพื่อหาสาเหตุที่ขัดขวางการก่อตัวของเมฆที่อาจเกิดขึ้นระหว่างดำเนินการ เช่น

• ปริมาณความชื้นที่ต่ำเกินไป
• อากาศเกินภาวะสมดุล
• ระดับที่ความชื้นอิ่มตัว
• ระดับที่เมฆฝนเริ่มก่อตัว
• ระดับที่หยุดยั้งการเจริญเติบโตของยอดเมฆ
• ข้อมูลอื่น ๆ ที่ต้องนำมาพิจารณาประกอบด้วย คือ
• สภาพภูมิประเทศ เช่น แนวเขา ป่าไม้ แหล่งความชื้น ฯลฯ
• ลักษณะของเมฆที่สังเกตเห็น
• ข้อมูล แผนที่ทางอากาศ พายุโซนร้อนและเหตุอื่น ๆ ที่อาจจะมีอิทธิพลต่อ
• สภาพอากาศในพื้นที่เป้าหมาย

ทั้งหมดของข้อมูลและสาเหตุต่าง ๆ นี้ มีความสำคัญต่อการกำหนดชนิดและปริมาณของสารเคมีที่จะนำมาใช้ในการทำฝนหลวง ซึ่งจะต้องกระทำด้วยความชำนาญควบคู่ไปกับการคำนึงถึงระดับความสูงผนวกกับอัตราการโปรยสารเคมี รวมถึงลักษณะของแนวโปรยสารเคมีด้วย  หากแต่ละวันมีลักษณะข้อมูลที่แตกต่างกันออกไป 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 แข็งแห้ง และบางครั้งอาจใช้สารแคลเซียมคลอไรด์ร่วมด้วย โดยพิจารณาลักษณะการเติบโตของเมฆ บริเวณเมฆและการเกิดฝนในวันนั้น ๆ 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 อาทิ ช่วยแก้ไขปัญหาน้ำเน่าเสียในแม่น้ำลำคลอง โรคระบาด อหิวาตกโรค การระบาดของศัตรูพืชบางชนิด เช่น เพลี้ย ตั๊กแตกปาทังก้า เหล่านี้เป็นต้น ซึ่งล้วนแต่ได้รับความสำเร็จอย่างดีเยี่ยมตลอดมา

พระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดช บรมนาถบพิตรทรงได้รับความร่วมมือจากเหล่าพสกนิกรทั่วประเทศที่เห็นคุณค่าของฝนหลวง ดังจะเห็นได้จากการที่ประชาชนในหลายจังหวัดได้ร่วมกันทูลเกล้าทูลกระหม่อมถวายเงินโดยเสด็จพระราชกุศลในการจัดซื้อเครื่องบินสำหรับทำฝนหลวงเป็นจำนวนมาก เช่น เครื่องบินแอร์ทรัค ซึ่งราษฎรจังหวัดกาญจนบุรีได้ร่วมกันจัดซื้อเมื่อ พ.ศ. 2515 นับเป็นเครื่องแรกที่ได้นำขึ้นน้อมเกล้าฯ ถวายเพื่อใช้ในกิจกรรมค้นคว้าทดลองปฏิบัติการ ต่อมาราษฎรจังหวัดสุพรรณบุรี ได้ร่วมกันจัดซื้อเครื่องบินแอร์ทัวเรอร์น้อมเกล้าน้อมกระหม่อมถวาย เพื่อใช้ในการบินอำนวยการทดลองปฏิบัติการฝนหลวงอีกเครื่องหนึ่งด้วย นอกจากนี้ยังมีราษฎรจัดงหวัดขอนแก่น ชลบุรี และกาญจนบุรี ได้ร่วมกันจัดซื้อเครื่องบินปอร์ตเตอร์น้อมเกล้าฯ ถวายใช้ในงานฝนหลวง ความสำคัญในพระองค์ท่านนั้นเห็นได้ชัดเจนซึ่งจากการที่พระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดช บรมนาถบพิตรพระราชทานพระบรมราโชวาทให้ผู้ว่าราชการจังหวัดจันทบุรี นำชาวสวนจังหวัดจันทบุรีเฝ้าทูลละอองธุลีพระบาททูลเกล้าทูลกระหม่อมถวายเงินซึ่งได้ร่วมกันบริจาคโดยเส็จพระราชกุศลในการจัดซื้อเครื่องบินสำหรับโครงการการทำฝนเทียม และน้อมเกล้าฯ ถวายผลไม้ที่รอดพ้นจากความเสียหายอันเนื่องมาจากภัยแล้ง ณ ศาลาดุสิดาลัย สวนจิตลดา เมื่อวันที่ 23 พฤศจิกายน พ.ศ. 2515 ในโอกาสนี้ พระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดช บรมนาถบพิตร 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...