עמוד הבית > מדעי כדור-הארץ והיקום > מטאורולוגיה [אקלים ומזג האוויר] > מזג אוויר > עננים ומשקעים
ירוק כחול לבן : ביטאון פורום המשק והכלכלה למען איכות הסביבה


תקציר
במשך עשרות בשנים זורעים אנשי שח"מ (חברה-בת של "מקורות"), את העננים הסרבניים ביודיד הכסף, בניסיון לסחוט מהם גשמי ברכה. כיום מפתחים מדענים באוניברסיטה העברית בירושלים, בשיתוף עם חברת "מקורות" ונציבות המים, שיטה חדשה אשר מקווים שתהיה יעילה יותר - זריעת העננים בתמלחת מרוכזת.



הזורעים מלח בדמעה - מימטרים יקצורו!
מחבר: ד"ר דני רוזנפלד


במשך עשרות בשנים זורעים אנשי שח"מ (חברה-בת של "מקורות"), את העננים הסרבניים ביודיד הכסף, בניסיון לסחוט מהם גשמי ברכה. כיום מפתחים מדענים באוניברסיטה העברית בירושלים, בשיתוף עם חברת "מקורות" ונציבות המים, שיטה חדשה אשר מקווים שתהיה יעילה יותר - זריעת העננים בתמלחת מרוכזת.

"העננים שאנו רואים בתמונת הלוויין ייכנסו ארצה, אך הם אינם מפותחים ולכן אין לצפות למימטרים כבדים". הודעה מעין זו של החזאי, כמוה כזריית מלח על פצעי החקלאים, החרדים לגורל משק המים בשנה שחונה זו. אך זהו אחד המיקרים המעטים בהם ניתן גם לעשות משהו בעניין מזג האוויר, ולא רק לדבר עליו.

מזה שנים משדרים בשולי מהדורות החדשות ברדיו הוראות ל"מפעילי התנורים", אשר בעזרתם זורעים גבישי יודיד הכסף בעננים. כיום מפתחים מדענים באוניברסיטה העברית בירושלים, בשיתוף עם חברת מקורות ונציבות המים, שיטה חדשה אשר מקווים שתהיה יעילה יותר - זריעת העננים בתמלחת מרוכזת.


 

מהו הענן ומתי הוא ממטיר?


הענן נוצר כאשר אדי המים שהתנדפו ממיקווי המים השונים, מרווים את האוויר. כשהאוויר הרווי מתקרר, אדי המים מתעבים לטיפות זעירות. ההתעבות אינה ספונטנית אלא חלה סביב גרגיר מרחף, לרוב גרגירי אבק. גודל הגרגיר המשמש גרעין ליצירת הטיפה, משפיע על קוטרה. קוטר הטיפות שנוצרו ישפיע על הסיכוי לגשם. אם התהוו בענן טיפות זעירות ביותר, בקוטר 10-50 מיקרון (1 מיקרון = אלפית המילימטר), הן ירחפו באוויר (כמו הערפל שמתהווה סמוך לפני הקרקע). הטיפות נופלות רק כשהן נעשות כבדות (כלומר, כשקוטרן עולה על 100 מיקרון), אך במרבית ענני הגשם, הטיפות הנופלות הן בקוטר מילימטר אחד ומעלה. טיפה שקוטרה מילימטר אחד, נוצרת מאיחוי מיליון טיפות בקוטר 10 מיקרון. מכאן שהיווצרות טיפת גשם אחת כרוכה באיחוי של הרבה מאוד טיפות מרחפות. אם תהליך האיחוי אינו מהיר דיו, הטיפות הזעירות תתנדפנה והענן יתפוגג מבלי שהמטיר את מימיו.

תהליך נוסף המעודד יצירת טיפות גשם גדולות, הוא על-ידי המסה של חלקיקי קרח גדולים. אלה נוצרים בחלקים הגבוהים והקרים של הענן, באמצעות קפיאת טיפות המים הזעירות. כאשר שיאו של הענן מגיע לאזור שהטמפרטורה שלו נמוכה ממינוס 10 מעלות צלזיוס, הטיפות הזעירות קופאות וגבישי הקרח מהווים גרעין ליצירת חלקיקי הקרח הגדולים, אשר מפשירים לטיפות גדולות. הטיפות הקפואות מפשירות בזמן הנפילה. בארץ, מרבית הגשמים נוצרים בדרך זו.

כאשר לא מתפתחים תנאים התומכים לפחות באחד מהתהליכים הללו, נוצר ענן קשה-המטרה (ענן שבו אין איחוי של הטיפות הזעירות). ענן זה יפליג עם הרוח או יתפוגג, דהיינו, המים שבו יתנדפו ויחזרו להיות אדי מים.

כדי לסבר את האוזן, כל קילומטר מעוקב של ענן יכול להכיל כמה אלפי מ"ק מים. ענן המרחף מעל שטח עיר בינונית בארץ, עשוי להגיע לנפח של כמה מאות קילומטרים מעוקבים ולהכיל כמה מאות אלפי מ"ק מים.

המכ"ם של חברת "שח"ם - מקורות" מציץ מבעד
לאנדרטה, בטרמינך של "ארקיע" בלוד




 

עננים תחת מיקרוסקופ


מדידות של הרכב העננים, אשר מתבצעות ממטוס המחקר שמפעילה חברת שח"מ - מקורות, ובעזרת ציוד מיוחד, הראו כי בארץ קיימים שני סוגים - עננים בעלי טיפות גדולות הממטירים ביעילות, ועננים בעלי טיפות קטנות הממטירים ביעילות נמוכה יותר, או אינם ממטירים כלל.

לשיטת מדידה זו שני חסרונות - הן נקודתיות ויקרות לביצוע. במכון למדעי כדור הארץ באוניברסיטה העברית פותחה שיטה חדשה, זולה ומקיפה יותר, המאפשרת לקבל מתוך ניתוח נתוני לוויינים מטאורולוגיים, המכסים טווח של אלפי קילומטרים, את ההרכב המיקרוסקופי של עננים, ומתוך כך גם את יעילות תהליכי יצירת הגשם בהם.

השיטה כבר יושמה בישראל ובדרום-מזרח אסיה. תכונות הענן וטיב הטיפות שבו, שחושבו מתוך נתוני החישה מרחוק, אומתו על-ידי מדידות בתוך העננים שבוצעו בישראל, בתאילנד ובאינדונזיה.

איבחון העננים הממטירים ביעילות נמוכה, והבנת הסיבות לקשיי ההמטרה שלהם, מאפשרים להתערב בתהליכים הטבעיים ולהגביר את קצב ההמטרה. זריעת עננים באמצעות יודיד הכסף, כפי שמבצעת חברת שת"ם זה שנים (ראה מסגרת), מעודדת קפיאת טיפות מים ליצירת קרח בעננים שהתפתחו לגובה שבו הטמפרטורה קרה ממינוס 10 מעלות, אך לא נוצר שם קרח באופן טבעי בכמויות מספיקות להיווצרות גשם. גבישי יודיד הכסף מעודדים יצירת גבישי קרח התחלתיים, אשר גדלים ומאפשרים המטרת מי הענן.

לעומת זאת, ניתן להשפיע על נפח גדול בהרבה של ענן קשה-המטרה ולזרז את יצירת הגשם, על-ידי זריעתו בחלקיקים, שיגרמו לעיבוי טיפות גדולות. בהגיען לגודל הקריטי, הן ממשיכות לגדול במהירות לטיפות גשם, על-ידי התנגשות בשאר טיפות הענן המרחפות ואיסופן. ניתן ליצור טיפות גדולות כאלה על-ידי זריעת העננים בתרסיס של תמיסת מי מלח מרוכזת.

בנוסף, עקב העובדה שעננים בעלי טיפות גדולות יוצרים קרח במהירות רבה יותר מעננים המורכבים מטיפות קטנות, הזריעה בתמלחת של עננים שחלקיהם העליונים מגיעים לטמפרטורות נמוכות, תביא ליצירת טיפות גדולות וגם בחלקים הקרים של בענן לטיפות אלו תהיה השפעה דומה לזו של יודיד הכסף, דהיינו, הגדלת כמות הקרח בחלקי הענן הקרים, והגברת הגשם גם בעזרת מנגנון זה. מסקנות אלו נתמכות על-ידי תוצאות של חישובים באמצעות הדמיות מחשב של ענן, שערכו פרופ' זאב לוין מאוניברסיטת תל-אביב ופרופ' אלכסנדר חיין מהאוניברסיטה העברית.

הרעיון לזריעת עננים בחלקיקי מלח יוצרי טיפות גדולות אינו חדש, ואף נוסה במספר אופנים במקומות אחרים בעולם.



 

זריעה בשלבים


ניסיונות בשיטות שונות לזריעת עננים במלח, נערכו בדרום אפריקה, בתאילנד ובטקסס ובחלקם נטלו חלק חוקרי המכון למדעי כדור הארץ באוניברסיטה העברית. על-סמך הניסיון והמידע שהצטבר, פותחה במעבדת המכון שיטת זריעה, אשר מנצלת את יתרונות השיטות הקודמות, אך פוסחת על מגרעותיהן.

באמצעות בנייה של מערכת ריסוס תמיסת מי מלח בהרכב הדרוש, ניתן להשיג שליטה בריכוז ובגודל החלקיקים המפוזרים בבסיס הענן. הזריעה מתבצעת באמצעות מטוס ריסוס, אשר הותקן בו ציוד מיוחד למטרה זו. המטוס טס מתחת לבסיס הענן בתוך זרמי האוויר העולים. אלה נושאים את הזרעים ש'יצמיחו' טיפות גשם אל תוך הענן. טיפת תמלחת בקוטר של מיקרונים ספורים, יכולה להוות גרעין לטיפת גשם בקוטר של מספר מילימטרים, אם היא מצליחה להגיע לתוך זרם האוויר העולה בתוך הענן. זריעת מטר מעוקב אחד של תמלחת (השווה בקירוב לכושר הנשיאה של המטוס) בעננים המתאימים, יכולה להניב עשרה מיליון מטר מעוקב מי גשם. לפיכך, אחד הגורמים העיקריים להצלחה הוא זיהוי נכון של ענני היעד וזריעתם במיקום ובתיזמון הנכונים. חשוב לציין, כי כמויות המלח הנזרעות קטנות מאוד ביחס לכמות תוספת המים, שאמורה להתקבל על-פי החישובים. הענף להגברת הגשם של חברת שח"מ - מקורות, מיישם את שיטת הזריעה בשטח בשלבים. בשלב ראשון, אשר מתקיים בימים אלה, נערך ניסוי בקנה-מידה מצומצם, אשר מתמקד בתיעוד האופן בו משפיעה הזריעה על תהליכי היווצרות הגשם בעננים. מטרת הניסוי: לאמת את הציפיות שמתבססות על החישובים והניסויים בשיטות האחרות שנעשו בחו"ל. בשנה הראשונה לניסוי ייזרעו בין 10 ל20- טון מלח בלבד, על-ידי זוג מטוסים - מטוס זריעה בבסיס הענן, ומטוס מחקר מעל לבסיס הענן, אשר ימדוד באופן ישיר את השפעת הזריעה.

מטוס הריסוס שמפעילה חברת שחם - מקורות
במסגרת פעילותה להגברת הגשם

ביצוע השלב הראשון של הניסוי בארץ נעשה, כאמור, על-ידי הענף להגברת הגשם של שח"ם - מקורות, במימון נציבות המים ובהנחיה המדעית של המכון למדעי כדור הארץ. הצלחת השלב הראשון תוביל לניסויי זריעה בקנה-מידה יותר נרחב, אשר במהלכו תימדד תוספת הגשם עקב הזריעה. הצלחת השלב השני תוביל לזריעה בקנה-מידה גדול, מתוך תקווה להגדיל את יבולי המים מן העננים.

יש לציין כי העננים חוצים את ארצנו הקטנה במהלך חייהם, ולכן סביר להניח כי גם שכנינו ממזרח ייהנו מתוספת הגשם מן העננים הזרועים, אשר אינם מכירים בגבולות מדיניים.


ד"ר דני רוזנפלד הוא מדען במכון למדעי כדור הארץ באוניברסיטה העברית



אל האסופה מסע במרחבי האטמוספרה : מזג אוויר ואקלים - פרקים נבחרים3

ביבליוגרפיה:
כותר: הזורעים מלח בדמעה - מימטרים יקצורו!
מחבר: רוזנפלד, דני (ד"ר)
תאריך: לא ידוע 1999 , גליון לא ידוע
שם כתב העת: ירוק כחול לבן : ביטאון פורום המשק והכלכלה למען איכות הסביבה
הוצאה לאור: ביטאון פורום המשק והכלכלה למען איכות הסביבה בישראל
הערות לפריט זה: * ד''ר דני רוזנפלד הוא מדען במכון למדעי כדור הארץ באוניברסיטה העברית
הספרייה הוירטואלית מטח - המרכז לטכנולוגיה חינוכית