טיפה ועוד טיפה

01.09.2006
ד"ר אילן קורן. אבק באויר
 
ד"ר אילן קורן, מהמחלקה למדעי הסביבה של מכון ויצמן למדע, גרם לפני שנים אחדות סערה בקהילת מדעני האטמוספירה, כשיחד עם שותפים למחקר הציע, שהשפעתםשל חלקיקים זעירים המרחפים באוויר על כיסוי העננות בכדור-הארץ עשויה להיות אחד הגורמים העיקריים לשינויי אקלים, וכי השפעתו המקומית של גורם זה גדולה מזו של אפקט החממה. אולם, הקושי במדידת החלקיקים האלה, וקשיים בבניית מודל מתמטי לחישוב השפעתם הכוללת על-פי יחסי הגומלין בין כל מאפייניהם הפיסיקליים, יצרו אי-בהירויות רבות. כעת נראה שד"ר קורן אסף די עדויות העשויות לשכנע את הקהילה המדעית בצדקתו.
 
תהליך היווצרותם של עננים תלוי בנוכחות אירוסולים, כגון מלח ים או אבק מדבר. חלקיקים קטנים אלה משמשים כמעין "זרעים", שסביבם מתעבים אדי מים, ויוצרים טיפות מים זעירות. כאשר נוצרות הטיפות הזעירות, משתחרר חום כמוס הגורם להן לעלות לשכבות אוויר גבוהות יותר. תוך כדי עלייתן, הן מתנגשות ומתמזגות עם טיפות נוספות שנמצאות סביבן, ויוצרות יחד איתן טיפות גדולות יותר. כשהן מגיעות לגודל מסוים, כוח הכבידה גובר על העילוי, וגורם להן ליפול מהענן כטיפות גשם.
 
במחקר קודם מצאו ד"ר קורן ושותפיו למחקר הוכחות לכך, שהימצאותם של חלקיקם עודפים באטמוספירה, שמקורם בין השאר בזיהום אוויר ובשריפת יערות, מובילה להגדלת כמות הטיפות הזעירות על חשבון הפחתה יחסית בכמות הטיפות הגדולות יותר. תהליך זה גורם להפחתת כמות הגשם.  הטיפות הזעירות עולות גבוה יותר באטמוספירה, ובכך הן יוצרות עננים גבוהים וגדולים יותר, שמתקיימים זמן ארוך יותר. דבר זה מגדיל את כיסוי העננים, וגורם בכך להחזרה רבה יותר של קרינת השמש אל החלל, ולהתקררות כדור-הארץ.
 
אולם במחקר אחר הראה ד"ר קורן, שסוגים מסוימים של אירוסולים - אלה המכילים פחמן שחור - עלולים גם להפחית את כמות העננים, ובכך להוביל להשפעה מקומית מחממת. תופעה זו מתרחשת משום שהפחמן השחור סופג חלק מקרינת השמש, ובכך מחמם את האטמוספירה, בעוד הקרקע  - שנמנעת ממנה הקרינה - מתקררת. תופעה זו מונעת את אי-היציבות המאפיינת אקלים שבו מתפתחים עננים. כך קורה שבאקלים יציב נוצרים פחות עננים; כשיש פחות עננים, פחות קרינה מוחזרת אל החלל; קרינה רבה יותר מגיעה לאטמוספירה, וגורמת להתחממות כדור-הארץ.
 
חלק מקובעי המדיניות סבורים, שבשקלול כל המרכיבים, כלומר החימום שבאפקט החממה יחד עם השפעת האירוסולים (המקררים ברובם), אפשר להגיע לאיזון, כך שסך כל השינוי האקלימי הגלובלי יקטן. ד"ר קורן טוען, שמקור הבעיה הוא דווקא השינוי האקלימי המקומי, ולא הגלובלי. עננים לא ימטירו משקעים כבדים מעל לאזורים הרגילים, כמו יערות-גשם, ויעברו להמטיר גשם, למשל, מעל לים. חיבור ההשפעה המקומית לשינוי האקלימי הגלובלי, הנגרם על-ידי גזי החממה, יכול להוביל לתוצאות הרות אסון.

שאלה נוספת שעולה היא: כיצד ובאיזו מידה חלקיקים זעירים ומקומיים מסוגלים להשפיע על מערכות גדולות של מזג אוויר. אין ספק שהאירוסולים ממלאים תפקיד במערכות אלה, אולם יש הסבורים שהשפעה זו קטנה בהשוואה להשפעתם של גורמים אקלימיים מרכזיים, כמו טמפרטורה, לחץ, כמות אדי המים באוויר וכיווני הרוחות.
 
מיפוי לווייני של מזרח אגן הים תיכון העננים הקרים יחסית מיוצגים בכחול ולבן. ענני האבק,המגיעים מצפון הסהרה (מצרים), מיוצגים באדום       
            
    
  משמאל: תצלום לוויין מעל האוקיינוס האטלנטי. מימין: מיפוי ממוחשב של אותה גזרה.  הצבעים החמים מייצגים עננים המורכבים מטיפות-מים זעירות. הצבעים הקרים מייצגים עננים מעובים המורכבים מגבישי קרח.
 
 כדי להשיב על טיעונים אלה עבד ד"ר קורן עם ד"ר יורם קאופמן ממרכז החלל גודארד של סוכנות החלל האמריקאית, נאס"א.* המדענים מצאו דרך להפריד את השפעת האירוסולים מהשפעת הגורמים המטאורולוגיים. הם השתמשו ברשת חישני קרקע AERONET, ומדדו את ההשפעה של ריכוז האירוסולים על כיסוי העננים ואת כמות הקרינה שהם סופגים בזמנים שונים,ובמקומות שונים בעולם. ספיגת הקרינה מושפעת פחות מהמערכת המטאורולוגית  כך שאם צודקים הספקנים, ומערכת זו היא הגורם המכריע בתהליכי השינוי האקלימי,צריכה להתקיים התאמה מעטה בלבד בין ספיגת הקרינה באירוסולים לבין כמות העננים. אבל במחקרם של קאופמן וקורן  נמצאה רמת התאמה גבוהה מאוד: ככל שגדלה כמות האירוסולים, גדל כיסוי העננים, וככל שגדלה ספיגת הקרינה של האירוסולים - קטן כיסוי העננים. תוצאה זו התקבלה בכל המקומות, ובכל עונות השנה. ממצאים אלה התפרסמו באחרונה בכתב העת המדעי Science.

"אנו מקווים שהמחקר הזה סוגר את המעגל", אומר ד"ר קורן, "ומקווים שמקבלי ההחלטות יתחילו להתייחס לנושא שינוי האקלים מזווית חדשה, שתתחשב גם בהשפעה המקומית של האירוסולים, ולא רק בהשפעתם הגלובלית".  
 
ד"ר יורם קאופמן, מהמובילים והבולטים בחקר הארוסולים באטמוספירה, נהרג באחרונה בתאונה קטלנית בעת שרכב על אופניו בקרבת מרכז החלל גודארד.
 

לשיתוף:

 

 

 

 

פודקאסטים
אינסטגרם