התפתחות ביכולת למדוד את אפקט החממה
צוות מדענים פיתח שיטה חדשים למדידת המרכיבים החסרים למדידת השפעת האדם על התחממות כדור הארץ. מדובר במדידה לוויינית חדשה אשר תאפשר כימות תופעות אקלים בהיקף גלובלי
צוות מדענים בינלאומי בראשותו של פרופ' דניאל רוזנפלד מהאוניברסיטה העברית פיתח שיטה חדשים למדידת המרכיבים החסרים למדידת השפעת האדם על התחממות כדור הארץ. מדובר במדידה לוויינית חדשה אשר תאפשר כימות תופעות אקלים בהיקף גלובלי.מידת ההשפעה של האנושות על יצירת אפקט החממה עומדת במרכזו של דיון ציבורי בדבר אחריות האדם לשינויי האקלים והדרכים למנוע או לצמצם את ההתחממות הגלובלית. אומדני ההתחממות הגלובלית הצפויה עד סוף המאה ה -21 בשל פליטת זיהום מעשה ידי אדם נעים בין 1.5 ל 4.5 מעלות. הפער המשמעותי הזה משקף את אי הוודאות שיש בתחום המחקר של השפעות אנוש על מערכת האקלים, ונובע מחוסר בנתונים של השפעת זיהום האוויר על הרכב העננים ותהליך יצירת המשקעים בהם.
כדי להפחית את אי הוודאות, נרתם צוות מדענים בינלאומי בראשותו של פרופ' דניאל רוזנפלד מהאוניברסיטה העברית בירושלים למשימה, ופיתח שיטה חדשה שתמדוד את המרכיבים הקריטיים החסרים לכימות השפעת האדם על התחממות כדור הארץ.
- כל התכנים הכי מעניינים - בעמוד הפייסבוק שלנו
"עד היום מדדנו את ההרכב של העננים, וכעת פיתחנו מערכת שמודדת בנוסף לכך גם את הזרמים האנכיים בבסיסי העננים. רק כאשר נחבר את הדינאמיקה של העננים עם ההרכב שלהם נוכל להקטין משמעותית את מידת אי הוודאות של התרומה האנושית להתחממות הגלובלית," אמר פרופ' רוזנפלד, מומחה לשינויים אקלימיים מהמכון למדעי כדור הארץ באוניברסיטה העברית.
במאמר שפורסם ב- PNAS, כתב העת של האקדמיה הלאומית למדעים בארצות הברית, תיארו המחברים את השיטה שפיתחו למדידת הזרמים האנכיים בתוך העננים וכימות יכולתם של חלקיקי זיהום האוויר ליצור טיפות ענן. השיטה החדשה השתמשה במדידות מלוויין מטאורולוגי ולא ממטוסים או תחנות מדידה יבשתיות, כפי שנעשה עד עתה.
"שיטת המדידה הלוויינית החדשה מאפשרת לנו לכמת תופעות אקלים בהיקף גלובלי, מספקת הערכה מדויקת יותר של התהליכים המשפיעים על ההתחממות הגלובלית ומקטינה את חוסר הוודאות שיש בדבר שינויי האקלים," אמר פרופ' רוזנפלד.
ידוע, כי ריכוז גזי החממה גורם להתחממות כדור הארץ, שכן הוא מעכב את שחרור החום מכדור הארץ לחלל. מידת ההתחממות הגלובלית על ידי גזי החממה ידועה באופן מדויק יחסית. "אפקט החימום מגזי החממה ידוע במידה רבה, אך חלק ממנו, שאת גודלו אנו יודעים במידת וודאות נמוכה, מקוזז על ידי אפקט קירור הנגרם בשל זיהום חלקיקי שמקורו במעשה ידי אדם, כגון עשן, אבק וסוגים אחרים של חלקיקי זיהום האוויר," הסביר פרופ' רוזנפלד.
חלקיקי זיהום גורמים להתעבות של טיפונות ענן (טיפות מים זעירות בגודל מיקרוני). עננים מזוהמים מכילים ריכוז גדול יותר של טיפות מים קטנות יותר. מתחת לגודל מסוים, הטיפות אינן מתלכדות לטיפות גשם, וכאשר העננים מאבדים פחות מים למשקעים הם חיים זמן רב יותר ומכסים שטחים רחבים יותר. מכיוון שקרני השמש הפוגעות בפני הטיפות מוחזרות לחלל, הגדלת סך שטחן של הטיפות מגדילה את כמות קרינת השמש המוחזרת, וכך נוצר אפקט של קירור המפחית או מנטרל את אפקט החממה.
פרופ' רוזנפלד הסביר, כי קשה מאוד למדוד את כמות חלקיקי הזיהום הזעירים ואת מהירות עליית האוויר לתוך העננים באמצעים קונבנציונליים של חישה מרחוק, ועיקר הנתונים שבשימוש מקורם במדידות ממטוסים ומתחנות מדידה קרקעיות.
"מדידות כאלה נערכות באופן דליל. על מנת לקבוע את מספר טיפות הענן שייווצרו, דרושה מדידה בו-זמנית של כמות החלקיקים ושל המהירות שבה עולה האוויר לעננים. מדידות כאלה בכיסוי גלובלי ניתן להשיג רק באמצעות לוויינים, ורק כשנשלים את המידע החסר הזה נוכל לכמת את ההשפעות על שינויי האקלים," הוא אמר.
צוות המחקר הבינלאומי כולל מדענים מגרמניה, ארצות הברית, ברזיל וסין. החוקרים פיתחו את המתודולוגיה למדידה באמצעות לווין ומאמתים את הנתונים למול מדידות שנעשות מהקרקע באתרים של משרד האנרגיה האמריקאי באוקלהומה; על גבי ספינה השטה בין הונולולו ללוס אנג'לס; ובאגן האמזונס.
"בנוסף לכך, אנחנו מנסים לקדם פיתוח של מערכת לוויינים שתמדוד את קצב הגידול האנכי של העננים מעל לבסיסם - דבר שלא התאפשר עד כה. אנחנו מקווים שבעתיד נוכל לשלוח לוויינים ייעודיים שיאספו במדויק את הנתונים החיוניים להבנה כמותית מדויקת יותר של התופעות של שינויי אקלים, וזה יוכל להוביל אותנו לקבל החלטות מושכלות יותר לגבי הפעולות הדרושות על מנת להתמודד עם ההתחממות הגלובלית שמידת חומרתה עדיין אינה ידועה", אמר פרופ' רוזנפלד.
אקו"ם