עננים מעל בומביי
מחקר חדש חושף כיצד זיהום מייצר סופות שמשאירות אותנו עם עננים ארוכים יותר, גדולים וצפופים יותר. במהלך חודש נובמבר הליכים של האקדמיה הלאומית למדעים (PNAS), פרסם כמה תוצאות הסוגרות דיון ארוך. הם מגלים כיצד זיהום משפיע על ההתחממות הגלובלית. עבודה זו תסייע בשיפור הדיוק של מודלי מזג האוויר והאקלים.
רוב החוקרים חשבו כך זיהום אטמוספרי זה גורם לענני סערה גדולים וארוכים יותר על ידי הפיכת חזיתות סערה לרגישות יותר לטיוטות, וגורם להסעה פנימית. במחקר זה הוא ציין כי זיהום, כתופעה, הופך את העננים לעמידים יותר אך באופן שונה ממה שחשבו בעבר, על ידי ירידה בגודל חלקיקי הקרח שלהם וירידה בגודל הענן הכולל. הבדל זה משפיע ישירות על האופן שבו מדענים מייצגים עננים במודלים של אקלים.
מחקר זה מיישב את מה שאנחנו רואים על בסיס יומיומי עם מה שמצוין במודלים ממוחשבים. תצפיות מראות עננים בצורת סדן (קומולונימבוס) גבוה וגדול יותר במערכות סערה המכילות זיהום, אך לא תמיד מודלים מראים הסעה חזקה יותר, הודות למחקר זה אנו רואים מדוע.
החיים הסודיים של עננים
סדן או ענני קומולונימבוס מעל אזור מזוהם
מודלים המנבאים מזג אוויר ואקלים אינם משחזרים היטב את חיי ענני הסערה מכיוון שהם מייצגים אותם במשוואות פשוטות שאינן מצליחות לקבל ראייה כוללת. השחזור הגרוע הזה יצר דילמה עבור החוקרים: "זיהום גורם לענני סדן להחזיק מעמד זמן רב יותר מאשר במקרה של שמים בהירים", אבל למה?
סיבה אפשרית אחת נעה סביב אירוסולים (חלקיקים קטנים ממוצא טבעי או אנושי) המשמשים בסיס להיווצרות טיפות ענן סביבם. בשמים מזוהמים יש הרבה יותר אירוסולים (ערפיח ואובך) מאשר נקי וזה מתורגם פחות מים לכל חלקיק. זיהום מייצר יותר טיפות, אך קטנות יותר.
מספר גדול יותר של טיפות קטנות יותר משנה את מאפייני העננים. זה זמן רב חשבו כי טיפות גדולות וקטנות יותר מתחילות תגובת שרשרת שמובילה לעננים גדולים יותר וארוכים יותר במקום לזרז. הטיפות הקלות יותר גורמות למים שלך לעלות בהקפאה והקפאה זו מחלצת את החום שמכילות הטיפות ומייצרת שינוי טמפרטורה שיוצר הסעה פנימית. הסעה עזה יותר גורמת ליותר טיפות מים לעלות, ובכך לבנות את הענן.
אך החוקרים לא תמיד רואים הסעה אינטנסיבית יותר הקשורה לעננים גדולים ועמידים יותר בסביבות מזוהמות, דבר המצביע על כך שחסר לנו משהו לקחת בחשבון.
כדי לפתור את הדילמה הזו, הצוות האחראי על מחקר זה החליט להשוות את סופות הקיץ בפועל למודלים שנוצרו על ידי מחשבים. המודל כלל את התכונות הפיזיקליות של חלקיקי ענן וכן את היכולת להתבונן אם הסעה מתחזקת או רכה יותר. הסימולציות במחקר זה נמשכו 6 חודשים.
הסעה היא לא האשם.
הנתונים נאספו משלושה מקומות עם דרגות שונות של זיהום, לחות ורוח: הטרופיים במערב האוקיאנוס השקט, דרום-מזרח סין והמישורים הגדולים של אוקלהומה. הנתונים התקבלו ממערכת מחקר האקלים של ה- DOE (משרד האנרגיה האמריקני).
בוצעו סימולציות במחשב העל של אולימפוס מ- PNNL (המעבדה הלאומית הפסיפיק-צפון מערבית). סימולציות אלה של חודש סערות דומות מאוד לעננים הנצפים כיום, וקובעות כי הדגמים שיחזרו ענני סערה היטב.
בהתבוננות במודלים אלה נמצא כי בכל המקרים, זיהום מגדיל את גודל, עובי ומשך ענני הסדן. אך רק בשני מקומות (באזורים הטרופיים ובסין) נצפית הסעה אינטנסיבית יותר. באוקלהומה זיהום הוביל להסעה עדינה יותר. חוסר עקביות זה עם מה שחשבו עד כה מרמז כי הסיבה אינה הסעה אינטנסיבית.
על ידי סקירה מפורטת יותר של תכונות טיפות המים וגבישי הקרח בעננים, הגיע צוות המחקר למסקנה כי הזיהום ייצר טיפות וגבישי קרח קטנים יותר, ללא קשר למיקומם.
כמו כן, בשמים בהירים חלקיקי קרח כבדים יותר ומשקעים מהר יותר מענני הסדן וגורמים להם להתפוגג במהירות. בשמים מזוהמים, גבישי הקרח היו קטנים יותר וקלים יותר לזרז, וכך נוצרו עננים גדולים ועמידים יותר.
תרומה להתחממות כדור הארץ.
מצד שני, הצוות העריך כיצד ענני סערה תורמים ל מתחמם או קירור. עננים אלה מקררים את כדור הארץ ביום עם צלליהם אך לוכדים חום כמו שמיכה בלילה, מה שהופך את הלילות לחמים יותר.
אם לוקחים בחשבון את השפעות הזיהום על ענני הסערה, אנו מבינים שהם עלולים להשפיע על כמות ההתחממות הסופית שנחזתה לכדור הארץ בעשורים הקרובים. יצירת ייצוגים מדויקים יותר של עננים במודלים אקלימיים היא המפתח לשיפור הדיוק של תחזיות שינויי האקלים.
עוד מידע: הקומולונימבוס, ממצאים חשובים על חלקיקים אטמוספריים בערים, ברקים מתחזקים עם ההתחממות הגלובלית
מקור: PNAS