מאת חברי סיינס אברוד ד”ר יואל קלוג וד”ר גיא דגן (ממחברי המאמר), בשיתוף עמותת מדע גדול, בקטנה
בעוד רבים מכירים את חשיבותם של העננים בהשפעה על מזג האוויר בשל יכולתם להמטיר גשמים על פני האדמה, לא רבים מודעים להשפעתם הרבה על אקלים כדור הארץ. השפעתו של ענן על האקלים תלויה בגובה הענן ובעובי שלו;
כל אלו יקבעו האם הענן יתרום לחימום או לקירור כדור הארץ. כדי להבין טוב יותר את תפקידם של העננים בהשפעה על החזרת קרינה אל החלל ועל שינוי האקלים, משתמשים מדענים במודלים פיזיקליים שלוקחים בחשבון גורמים אלו ואחרים ומשלבים אותם במודלים אקלימיים גלובליים.
כיום רובן המכריע של הראיות המדעיות תומכות בכך שפעילות האדם, ובפרט – פליטת גזי חממה – משנה את האקלים של כדור הארץ. ההשפעה המשמעותית ביותר נגרמת משריפת דלקים שגורמים לעליית ריכוז גזי החממה באטמוספרה המשנים את מאזן האנרגיה של כדור הארץ ומונעים מחלק מהקרינה לברוח לחלל. בנוסף לגזי החממה, העננים העוברים מעלינו בעלי חשיבות רבה בבקרה על רמת הקרינה החודרת והנשארת בכדור הארץ. עננים מחזירים חלק גדול מקרינת השמש לחלל, ומשאירים חלק מהקרינה בתוך האטמוספירה. שינויים, אפילו קטנים יחסית, בפיזור או תכונות העננים, עלולים להשפיע על כמות הקרינה הנבלעת בהם או מוחזרת מהם – ובכך להשפיע על אקלים כדור הארץ. נכון להיום עננים הם אחד מגורמי אי-הודאות המשמעותיים בצפי האקלים לעשורים הבאים. מסיבה זו, עננים הם בעלי חשיבות מחקרית עצומה והמטרה של החוקרים היא להבין ולכמת את השפעת העננים על האקלים שלנו.
כדי להבין איך פעילות האדם משנה את תכונות העננים ואת כמות המשקעים שיורדת מהם, מחשבים מדענים את מאזני האנרגיה והמים הגלובליים בכדור הארץ. זה מאפשר להבין את מהו השינוי המקסימלי האפשרי שגורמים בני האדם לתכונות העננים. בסקלה הגלובלית, משום שהאידוי והמשקעים חייבים להתאזן, כל שינוי במשקעים יהיה מוגבל על ידי השינוי באידוי; במילים אחרות – כל מה שעולה (אידוי) חייב לרדת (משקעים). באופן דומה, בהסתכלות על מאזן האנרגיה האטמוספרי, שינויי המשקעים אשר גורמים לחימום האטמוספרה, יהיו מוגבלים על ידי היכולת של האטמוספירה לאבד חום לחלל; כלומר, באמצעות הקרנת החום לחלל אשר גם הוא מוגבל. באמצעות חישוב כל הגורמים הללו ניתן לתחום את תרומת האדם לשינוי בכמות המשקעים.
עם זאת, בהסתכלות על סקלות איזוריות (ולא גלובליות), מגבלות אלו על השינויים במשקעים לא חלות, משום שאנרגיה ומים יכולים לעבור מאזור לאזור בכדור הארץ. לאחרונה, על ידי שימוש במספר רב של מודלים אקלמיים ומידע מתצפיות, פיענחו מדענים את השטח על פני כדור הארץ שמעליה המגבלה של מאזן המים תתחיל לשחק תפקיד משמעותי[1]. בסקלה זאת מעבר המים מאזור לאזור כבר לא יעיל יותר ולכן השינוי במשקעים והשינוי באידוי חייבים להיות זהים.
המשמעות של תוצאה זו היא שהשינוי במשקעים, אפילו בסקאלה יבשתית, עדיין לא מוגבל על ידי המאזנים הגלובליים, ועל כן הוא יכול להיות גדול או אפילו הפוך מהשינוי הגלובלי. לדוגמא, כל המודלים האקלמיים חוזים עליה בכמות המשקעים בממוצע גלובלי אבל ירידה בכמות בישראל. לעומת זאת באנגליה הרטובה בהרבה מישראל המצב הפוך וכמות המשקעים צפוייה רק לעלות.
בנוסף, בהתבסס על טיעונים דומים, הראו לאחרונה מדענים ששינויי המשקעים הנובעים כתוצאה מפעילות מסויימת של האדם (שריפת חומרים אורגנים שמובילים לשיחרור לאטמוספרה של חלקיקים שבולעים את הקרינה של השמש), הינו חיובי (יותר משקעים) קרוב לקו המשווה ושלילי (פחות משקעים) בקווי רוחב בינוניים(בין הקוטב לקו המשווה, למשל באיזור אירופה) [2]. הבנות אלו יעזרו בחיזוי שינויים בכמות המשקעים כתוצאה משינויי אקלים.
חיזוי כמות הגשמים באופן מדויק הינו קריטי לקביעת מדיניות עולמית ומדינית. כפי שציינו, המודלים חוזים ירידה בכמות המשקעים בישראל (למרות העלייה הגלובלית). תופעה כזאת יכולה להוביל למדבור, צורך רב יותר בשינוע מים לשתייה וחקלאות, וגם שינויים המשפיעים על החי והצומח המקומיים. גם מקומות ש”יהנו” מתוספת משקעים כגון אנגליה צפוים להיתקל בבעיות כגון הצפות, פגיעה בחקלאות ותשתיות ובצד החיובי יוכלו להסתמך יותר על גשמים ופחות על השקיה.
פעם (וגם כיום) התפללו לגשמים. בעזרת המדע אנו מתחילים לחזות אותם לטווח רחוק ולפעול בהתאם.
*****
הטקסט נכתב ע”י ד”ר יואל קלוג וד”ר גיא דגן מעמותת סיינס אברוד בשיתוף מדע גדול, בקטנה. יואל הוא פוסטדוקטורנט במחלקה לפתולוגיה באוניברסיטת אוקספורד. המחקר התבצע על-ידי ד״ר גיא דגן מהמחלקה לפיסיקה באוניברסיטת אוקספורד החוקר את התכונות הללו בעננים על ידי מודלים אקלימיים.
עמותת “מדע גדול, בקטנה” הוקמה במטרה לבנות גשר בין הקהילה המדעית ועולם המדע אל הציבור הרחב. העמותה מנגישה מדע באופן מקצועי, אמין ואובייקטיבי. מנהלי העמותה ומתנדביה הכותבים במסגרת הפעילות בעמותה, הם כולם מדענים פעילים או חובבים, ובעלי תארים מתקדמים מאוניברסיטאות מובילות. לכל כותבי העמותה יש ניסיון עשיר בהנגשת מדע, בכתב וגם בעל פה, וכל הכתבות נתונות לביקורת מדעית הכוללת ביקורת עמיתים של מומחי התחום הפעילים בעמותה. כולם, פועלים בהתנדבות מלאה ומתוך רצון ותשוקה אמיתית להנגשת מדע בעבור כל אחת ואחד שמתעניינים בדברים המרתקים שמתרחשים בסביבה של כולנו.
מי אתה גיא?
אני גיא דגן, אבא לשלושה ונשואי לנעמה. כרגע אני עושה פוסט-דוקטורט במחלקה לפיסיקה באוניברסיטת אוקספורד באנגליה. אני חוקר עננים ואת התפקיד שלהם בשינויי אקלים. .
נכון להיום עננים הם אחד מגורמי אי-הודאות המשמעותיים בצפי האקלים לעשורים הבאים. מסיבה זו, עננים הם בעלי חשיבות מחקרית עצומה והמטרה שלי היא להבין ולכמת את השפעת העננים על האקלים שלנו.
כשאתה לא עוסק במדע, מה אתה עושה?
בעיקר עסוק עם הילדים. אני אוהב לרכב על אופניים ולרוץ.
איך אתה מתאר את המעבר מדוקטורט בישראל לפוסט-דוקטורט בחו”ל?
חוויה מדהימה לכל המשפחה. זה ממש כייף ומעניין לראות לתקופה מקום חדש עם תרבות אחרת ואקלים שונה. גם מבחינה מקצועית אני מרגיש שזה מעולה ומאוד קידם אותי.
מה משך אותך למעבדה\פרוייקט הנוכחי?
באוקספורד יש קבוצה חזקה מאוד בתחום שלי והמנחה שלי הוא מדען ואדם מעולה. בנוסף יש לי פה חופש אקדמי לעבוד על מה שמעניין אותי.
איך סיינס אברוד משתלב בעשייה בתקופה זו?
הקהילה הישראלית פה באוקספורד ובפרט הקהילה של סיינס אברוד היא חלק גדול מזה שכל כך כייף ונוח לנו כמשפחה פה. בלי זה, ההשתלבות בחיים פה הייתה יותר קשה.
ההשתייכות לקהילה מאפשרת מפגשים בין הילדים, בני זוג, חגיגת חגים ואפילו עזרה בקליטה בארץ חדשה וזה כיף גדול. בנוסף, החוקרים שחברים בסיינס אברוד נפגשים פעם בחודש וזה מאפשר יצירת קשרים ותמיכה נפשית.
האם אתה מקווה לחזור לארץ?/מה התוכניות שלך לעתיד הקריירה שלך?
כן אני מקווה לחזור לארץ ולהקים קבוצת מחקר באחת האוניברסיטאות.
מקורות וקריאה נוספת:
1 Dagan, G., Stier, P. & Watson‐Parris, D. Analysis of the atmospheric water budget for elucidating the spatial scale of precipitation changes under climate change. Geophysical Research Letters (2019).
2 Dagan, G., Stier, P. & Watson‐Parris, D. Contrasting response of precipitation to aerosol perturbation in the tropics and extra‐tropics explained by energy budget considerations. Geophysical Research Letters (2019).
English