ตั้งแต่ต้นปี พ.ศ. 2540 จนมาถึงปี พ.ศ.2541 เกิดวิกฤตภัยแล้งที่เกิดขึ้นอย่างกว้างขวางและต่อเนื่อง ซึ่งเชื่อว่ามีสาเหตุสำคัญมาจากอิทธิพลของปรากฏการณ์ เอลนิโน ส่งผลกระทบต่อฤดูแล้งของปี 2542 ทำให้เกิดภาวะขาดแคลนน้ำอย่างกว้างขวางและรุนแรง เช่นปริมาณน้ำเก็บกักในเขื่อนสำคัญๆ ต่ำกว่าเกณฑ์ปกติถึงขั้นวิกฤติ พืชผลด้านการเกษตรได้รับความเสียหาย ไฟป่าเกิดขึ้นกว้างขวางทั่วไป น้ำทะเลหนุนสูงขึ้นแทรกซึมเข้าสู่แม่น้ำเจ้าพระยา รัฐบาลต้องออกมาตรการประหยัดการใช้น้ำ และลดพื้นที่การเพาะปลูกพืชฤดูแล้ง ประชาชนได้รับความเดือดร้อนเนื่องจากการขาดแคลนน้ำอุปโภคบริโภค รัฐบาลประกาศเตือนราษฎรให้จำกัดพื้นที่ปลูกข้าวนาปรัง และราษฎรเกิดความวิตกกังวลและเสียขวัญ

ด้วยน้ำพระราชหฤทัยที่ทรงห่วงใยในพสกนิกรของพระองค์เสมอมา จึงทรงศึกษาติดตามสถานการณ์ภัยแล้ง และสภาพอากาศอย่างใกล้ชิดมาเป็นลำดับ และทรงแนะนำให้ตั้งคณะปฏิบัติการฝนหลวงพิเศษขึ้น ที่จังหวัดนครสวรรค์และพิษณุโลก ตั้งแต่ปลายเดือน มกราคม 2542 เพื่อปฏิบัติการฝนหลวงกู้ภัยแล้งในพื้นที่ลุ่มแม่น้ำภาคกลางตอนบน ลุ่มน้ำเจ้าพระยา ลุ่มน้ำภาคเหนือตอนล่าง ในการปฏิบัติการฝนหลวงพิเศษปี พ.ศ. 2542 ได้ทรงออกแบบวิธีการโจมตีเมฆที่มีประสิทธิภาพสูงมากขึ้นอีก 1 วิธี พระราชทานชื่อว่า "ซุปเปอร์แซนด์วิช" รวมทั้งทรงประดิษฐ์ภาพการ์ตูนแสดงรายละเอียดขั้นตอนและวิธีการทำฝนหลวงทุกขั้นตอนไว้อย่างสมบูรณ์แบบ โดยใช้เนื้อที่เพียงหนึ่งหน้ากระดาษ พระราชทานข้อแนะนำให้คณะปฏิบัติการฝนหลวงพิเศษดำเนินการตามขั้นตอนและวิธีการในภาพการ์ตูนดังกล่าว ซึ่งต่อมาเรียกว่า ตำราฝนหลวง จนสามารถแก้ไขสถานการณ์ภัยแล้งให้กลับคืนสู่สภาวะปกติได้อย่างรวดเร็วและเป็นที่กล่าวขวัญของประชาชนและรำลึกถึงพระมหากรุณาธิคุณอย่างหาที่สุดมิได้

ความสัมฤทธิ์ผลในการปฏิบัติการกู้ภัยแล้งในช่วงฤดูแล้งของปี พ.ศ. 2542 ของคณะปฏิบัติการฝนหลวงพิเศษทั้งสองคณะ และผลจากการถือปฏิบัติตามตำราฝนหลวงพระราชทานในปีต่อมาถือเป็นเครื่องยืนยันถึงความสำเร็จในการแก้ไขและการป้องกันภัยแล้ง ซึ่งต่อมาสำนักฝนหลวงและการบินเกษตรได้รับพระราชทานพระบรมราชานุญาต ให้ใช้ตำราฝนหลวงพระราชทานนี้ เป็นหลักในการปฏิบัติการฝนหลวงช่วยเหลือประชาชน และใช้ในการเผยแพร่ต่อไป