מחקר פורץ דרך בהובלת פרופ' דניאל רוזנפלד מהאוניברסיטה העברית התפרסם במגזין Science. המחקר שופך אור על השפעת זיהום אוויר על ההתחממות הגלובלית.

התחממות גלובלית עלולה להוביל לשינויי אקלים אשר ישפיעו ישירות על האופן בו אנו עתידים לחיות את חיינו על פני כדור הארץ. הקונצנזוס המדעי קובע כי ההתחממות העולמית נגרמת כתוצאה של פליטה מעשה ידי אדם של גזי חממה  ונדרשת התארגנות מחודשת של החברה לאנרגיות חלופיות בכדי למגר את ההשפעה של גזים אלו. יחד עם זאת, קיימת אי ודאות בקביעת מידת עליית הטמפרטורה העולמית עד סוף המאה הנוכחית והיא נעה בטווח של כשלוש מעלות, כאשר כל מעלה עלולה להביא להשלכות נוספות ואף הרסניות.

מחקר חדש בהובלת פרופ' דניאל רוזנפלד ושותפיו מתמקד באופן שבו זיהום אוויר חלקיקי פועל לקירור כדור הארץ ובכך מקזז חלק מן ההתחממות כתוצאה מזיהום האוויר הגאזי.  המחקר מראה שהמידה שבה אירוסולים מקררים את מערכת האקלים באמצעות השפעתם על העננים גדולה בהרבה ממה שחשבו עד כה. אירוסולים הם חלקיקים זעירים שמרחפים באטמוספרה ויכולים להיווצר באופן טבעי (לדוגמא, אבק מדברי) ובאופן מלאכותי (חלקיקי עשן משריפת דלקים וזיהום אוויר). ענן נוצר כאשר אוויר עולה ומתקרר, ואדי המים מתעבים על חלקיקי האירוסולים ויוצרים כך את טיפות הענן. העננים נוצרים מלכתחילה ע"י הגורמים המטאורולוגיים הגורמים לאוויר לעלות, אבל הרכבם נקבע ע"י האירוסולים.  ענן שנוצר באוויר עם מספר רב של אירוסולים יהיה מורכב ממספר רב יותר של טיפות יותר קטנות, שזקוקות לזמן רב יותר על מנת להתלכד לטיפות גשם שנופלות מן הענן. לכן עננים מזוהמים מכילים יותר מים, חיים זמן רב יותר ומכסים שטח רב יותר, וכתוצאה מכך מחזירים יותר קרינת שמש לחלל.

 

עד למחקר זה לא ניתן היה למדוד בדיוק מספק את האפקט של האירוסולים, מכיוון שלא ניתן היה להפריד בין תרומת הרוחות האנכיות הבונות את העננים ותרומת האירוסולים הקובעים את הרכבם. אך בעזרת שיטות מדידה מלווינים להערכה בו זמנית של עוצמת הרוח האנכית בבסיס הענן והרכב הענן שפותחו על ידי פרופ' רוזנפלד ושותפיו, נמדדה המידה שבה אירוסולים מקררים  באמצעות השפעתם על כמות אנרגיית השמש שמוחזרת לחלל מעננים נמוכים מעל האוקיינוסים. פרופ' רוזנפלד הראה כי האירוסולים גורמים להגדלה משמעותית של כמות מי הענן והשטח אותו הם מכסים, בהרבה מעל למה שהוערך עד כה.

פרופ' רוזנפלד הסביר שאם האירוסולים אכן גורמים לקירור רב מזה שהעריכו עד כה, כי אז מידת החימום של גאזי החממה צריכה גם היא להיות רבה יותר מכפי שהעריכו עד כה כדי להתגבר על הקירור הזה ולהביא להתחממות העולמית שהתרחשה עד כה.  המשמעות היא התחממות עתידית רבה ממה שהוערך עד כה, מכיוון שכמות גאזי החממה מצטברת באטמופירה, בעוד שריכוז האירוסולים אינו עולה יותר ואף יורד עם פיתוח של שריפה יותר נקייה שפולטת פחות חלקיקים, אבל אותה כמות של גזי חממה.

פרופ' רוזנפלד מציע אפשרות חליפית יותר סבירה, שלפיה העולם מתחמם מכיוון שאפקט הקירור של האירוסולים באמצעות העננים הנמוכים מתקזז על ידי אפקט נוסף של האירוסולים לחימום באמצעות עננים גבוהים, שעדיין לא התגלה. לשם מחקר האפשרות הזו, בין שאר המטרות, מפתחת סוכנות החלל הישראלית בשיתוף עם סוכנות החלל הצרפתית מערכת לווינים למדידת הרוחות האנכיות הבונות עננים מפותחים אנכית, בהנחייתו המדעית של פרופ' רוזנפלד.

כך או אחרת, המסקנה היא שהאופן שבו מחושבת כיום מידת ההתחממות העולמית העתידית אינו לוקח בחשבון בצורה נכונה את ההשפעה הגדולה של האירוסולים על העננים ובאמצעותם על מאזן האנרגיה של האטמוספירה. בשלב הראשון זה גורם להכרה בכך שמידת אי הוודאות לגבי האקלים העתידי גדולה אף יותר מן הטווח של התחממות בין 1.5 ל- 4.5 מעלות בסוף המאה ה- 21. אבל השיטות שפיתח פרןפ' רוזנפלד יאפשרו מדידות וחישובים נכונים יותר שיאפשרו תחזיות אקלימיות יותר מדויקות.

 

 

 

Reprinted with permission from R. Daniel et al., Science January 2019  באדיבות:  Science AAAS

תמונת לווין של עננים נמוכים באוקינוס השקט ממערב לארה"ב. הצבעים מראים את מספר טיפות הענן לסמ"ק. ניתן לראות שובלים של עננים מזוהמים מעשן הספינות המתבטאים בעליית הריכוז המספרי של הטיפות. ריכוז טיפות גדול מכ- 50 לסמ"ק מעכב את ההמטרה אשר שוברת את כיסוי העננים, ניתן לראות כי ריכוז טיפות גבוה משבלי ספינות ישנים גורם לכיסוי עננים נרחב שמחזיר כמות רבה של קרינת שמש לחלל.