לחשוב מחוץ לענן

אנחנו נוהגים לחשוב על עננים כבעלי קווי מתאר ברורים יחסית – ואף מדמיינים לעתים שאנחנו מזהים בהם צורות למיניהן. גם הלוויינים ש"מביטים" על העננים מלמעלה, תופסים אותם בצורה דומה. ואולם, מחוץ לגבולות המוגדרים היטב של העננים המוכרים לנו, מתקיים מנעד מעונן שלם, ולעיתים בלתי-נראה, המכונה "אזור הדמדומים של העננים". באחרונה חשפו מדעני מכון ויצמן למדע כי לאזור הדמדומים תרומה ניכרת להתחממות כדור-הארץ, שלא הובאה עד כה בחשבון.

מידת ההשפעה של עננים על ההתחממות הגלובלית היא בגדר שאלה פתוחה שהתשובה עליה תלויה בין היתר בסוג הענן, במיקומו ובגובהו באטמוספירה. מצד אחד לעננים עשוי להיות אפקט מצנן באמצעות החזרת חלק מקרינת השמש קצרת הגל בחזרה לחלל, ומצד שני, הם בולעים את קרינת החום ארוכת-גל הנפלטת מכדור-הארץ – מרכיב משמעותי באפקט החממה הגלובלי. כדי שאפשר יהיה לחשב את מידת התרומה של העננים למאזן הקרינה הכולל, יש לדעת תחילה מהי רמת הכיסוי של העננים, דהיינו להבחין בבירור בין שמים מעוננים לשמים בהירים. "עננים לא באמת 'מגבילים את עצמם' לצורות מסודרות וברורות", אומר פרופ' אילן קורן, מהמחלקה למדעי כדור-הארץ וכוכבי-הלכת, שאפיין כבר לפני יותר מעשור את "אזור הדמדומים". פרופ' קורן מאמין כי ייתכן שהמפתח לשאלה אודות השפעת העננים על שינויי האקלים טמון באזורים מעורפלים אלה.

ממה מורכב אזור הדמדומים? עננים במגוון שלבי היווצרות  או התפזרות; עננים או חלקי עננים בעלי חתימה אופטית חלשה; עננים קטנים מכדי להיקלט ברזולוציית הלוויין –  וגם אובך שנוצר בכיסים של לחות גבוהה. במחקר הנוכחי שהוביל תלמיד המחקר אשכול איתן מהמעבדה של פרופ' קורן לצד מדענית הסגל ד"ר אורית אלטרץ, ד"ר אלכס קוסטינסקי, מהאוניברסיטה הטכנולוגית של מישיגן, וד"ר איילה רונן מהמכון למחקר ביולוגי בישראל, שהייתה בשעתו מדענית אורחת במעבדתו של פרופ' קורן, חיפשו החוקרים תשובה לשאלה האם ענני הדמדומים, הזניחים לכאורה, תורמים להתחממות הגלובלית, באמצעות כליאת הקרינה ארוכת-הגל בתוך האטמוספירה. את התשובה לשאלה הם בחרו לחפש דווקא מתחת לאף – בנתוני הלוויין הקיימים שאמנם לא "מכירים" באזורי הדמדומים, אך אולי אוצרים בחובם ראיות לתרומתם למאזן הקרינה הגלובלי.

לוויינים יודעים בין היתר למפות את הטמפרטורה בכל נקודת מדידה. ככל שהטמפרטורה הנמדדת מעל איזור מעונן נמוכה יותר בהשוואה לסביבה הלא מעוננת הסמוכה, הדבר מעיד על כך שהאיזור המעונן בולע יותר קרינת חום הנפלטת מכדור-הארץ ולכן, בהתאמה, תרומתו להתחממות גדולה יותר. אזור הדמדומים, בהגדרה, מייצג טווח על הספקטרום שבין מעונן ובהיר. לכן, הדעת נותנת, שהאפקט של אזור זה יהיה בולט יותר ככל שנהיה סמוכים יותר לאזורים המעוננים – ובולט פחות ככל שנתרחק מהם. לפיכך, התבוננו החוקרים בנתוני הטמפרטורות שאספו הלוויינים כפונקציה של מידת המרחק מעננים הניתנים לזיהוי.

""הראינו שלענני דמדומים יש חלק רב-חשיבות בהליכי ההתחממות הטבעיים של כדור-הארץ"

החוקרים גילו כי בחלקים הסמוכים יותר לעננים הטמפרטורות היו נמוכות בכשתי מעלות צלסיוס בהשוואה לחלקים הרחוקים והבהירים יותר. האזורים הקרים ביותר, דהיינו אלה שתרומתם להתחממות הגדולה ביותר, נראו בברור עד למרחק של כ-11 קילומטרים מהענן הקרוב, כאשר שיא האפקט המחמם "הורגש" בחגורה של כ-4 קילומטרים סביב העננים.

בשלב הבא, לקחו המדענים צעד אחורה – והחוצה – מהאזור הספציפי שבו גילו את אפקט ההתחממות, כדי לבדוק אם אפשר להחיל את הממצאים גם על נתוני לוויין משאר רחבי הגלובוס. הם יישמו את השיטות האנליטיות שפיתחו על-גבי מיליוני פיקסלים של נתוני לוויין שנאספו לאורך שישה ימים, וראו כי אזורים נרחבים בשמים שאנחנו – וגם הלוויינים – החשבנו נקיים מעננים, מלאים למעשה בעננים דלילים התורמים להתחממות כדור-הארץ.

עד כמה אפקט זה הוא משמעותי? "משמעותי מאוד", משיב פרופ' קורן בקצרה ומוסיף: "הצגנו ראיות חזקות לכך שאזורי דמדומים מכסים לפחות 50% מפיסות השמיים שהחשבנו עד כה כנטולות עננים, ושאפקט ההתחממות מתרחש יום וליל". במונחים מספריים, החוקרים הראו, למעשה, כי אזורי הדמדומים תורמים להתחממות כ-0.75 וואט למטר רבוע. "אם משווים את זה להתחממות הגלובלית 'מעשה ידי אדם' שנאמדת בכ-3-2 וואט למטר רבוע, הנתון הזה משמעותי למדי. וצריך לזכור שזהו חישוב שמרני. המספר האמיתי עשוי להיות גבוה אף יותר", הוא מסביר. "זה אומר שלענני דמדומים יש חלק רב-חשיבות בהליכי ההתחממות הטבעיים של כדור-הארץ". ממצאי המחקר צפויים לקדם את פיצוח השפעת העננים על מאזן האנרגיה בכדור-הארץ, וכן לסייע למפתחים של מודלים אקלימיים להשלים חלקים חסרים בפאזל האקלימי ולשפר את מידת הדיוק של תחזיותיהם.