במשך שנים העריכו חוקרים כי לפליטת חלקיקים מזהמים יש גם צד חיובי: יצירת עננים המחזירים לחלל חלק מקרינה השמש. מחקר חדש מראה שההערכה הזו מבוססת על מודל שאינו תקף

עננים, המכסים בכל רגע נתון כשני שלישים מפני השטח של כדור הארץ, הם בין הגורמים הטבעיים המשפיעים ביותר על הטמפרטורת העולמית. השפעה זו נגרמת הודות לבהירותם הרבה, המחזירה אל החלל חלק לא מבוטל מאור השמש הפוגע בהם. בהירותם של עננים תלויה במידה רבה בכמות האֵירוֹסוֹלִים באטמוספרה, חלקיקים זעירים ומוצקים המרחפים באוויר. האירוסולים פועלים כגרעיני התעבות, שסביבם אדי מים מתעבים לטיפות הזעירות המרכיבות את הענן. ככל שצפיפות הטיפות בענן עולה, כך הוא בהיר יותר, ומחזיר יותר קרינה, כלומר "מקרר" יותר.

מאז החלה המהפכה התעשייתית במאה ה-19 וייצור האנרגיה משריפתם של פחם ונפט מזהמים הפך נפוץ, עלה ריכוז האירוסולים באטמוספרה במידה רבה, ובעבר אף עלתה הצעה כי הדבר עשוי לתרום לקירור כדור הארץ. אולם ההשפעה המלאה של העלייה בריכוז האירוסולים על כמות הקרינה החודרת את כיסוי העננים העולמי עדיין לוטה בערפל, והיא אחד המקורות העיקריים לחוסר הוודאות בנוגע להשפעתו של האדם על האקלים.

מאמר שהתפרסם בכתב העת Science לאחרונה, מבליט את חוסר הוודאות הזה. המחקר, של מדענים מהולנד, גרמניה, בריטניה וארצות הברית, בחן לעומק את השיטה הנפוצה להערכת השפעותיהם של אירוסולים הנפלטים עקב פעילות האדם. השיטה מבוססת על מעקב אחר שובלי התעבות של ספינות (Ship tracks) וממסקנות החוקרים עולה כי ייתכן שהדעות המקובלות בנוגע להשפעת השובלים האלה שגויות מין היסוד.

שובלי ספינות הם פסי ענן ארוכים הנוצרים על גבי שובלי העשן שפולטים מנועי ספינות. מאחר שהשובלים נוצרים בלב האוקיינוס, בסביבה אקלימית יציבה יחסית והרחק מפעילות נוספת של בני אדם שעלולה להשפיע על תכונות האטמוספרה המקומית, הם נחשבים למקרה מבחן מיטבי לצורך חקר השפעותיהם של אירוסולים הנוצרים עקב פעילות האדם על היווצרות עננים ועל מידת בהירותם.

השינויים במבנה הענן מתקיימים רק זמן קצר. שובל ספינה באוקיינוס ומעליו עננים. צילום:  Ihor Serdyukov, Shutterstock
השינויים במבנה הענן מתקיימים רק זמן קצר. שובל ספינה באוקיינוס ומעליו עננים. צילום:  Ihor Serdyukov, Shutterstock

הנחות בעייתיות

מחקרים קודמים על שובלי ספינות העלו ממצאים מעודדים. הם הראו כי אירוסולים הנפלטים ממנועי הספינות נוטים לעבות סביבם טיפות מים זעירות במיוחד, המעשירות את כמות הטיפות הכוללת בעננים ומצופפות אותם, בלי לשנות את תכולת המים בענן. 

ואולם, החוקרים מפנים את תשומת הלב אל עובדה שהוזנחה בחלק גדול מהמחקרים הקודמים שהתבססו על שובלי ספינות, והיא שהשובלים מתקיימים למשך פרק זמן קצר בלבד, כשבע שעות בממוצע, לפני שהם מתאדים ומתפוגגים. זאת בניגוד למוקדי זיהום משמעותיים יותר, כמו ערים ותחנות כוח, הפולטים אירוסולים ללא הפסקה.

החוקרים אספו נתוני לוויין שעקבו אחר התפתחותם של שובלי ספינות, ובעזרת מודל חישובי ביצעו על בסיסם הדמיות של השינויים במבנה הענן ובהרכבו לאורך זמן. מכיוון שפליטת האירוסולים מספינות היא נקודתית ותחומה בזמן, השינוי בגודל ובצפיפות של הטיפות בשובלי הספינות נמשך זמן קצר בלבד, ולאחריו כיסוי העננים בסביבת השובל חוזר למצבו הטבעי.

פליטה נקודתית ותחומה בזמן. צילום לוויין המראה שובלי עשן של ספינות באוקיינוס השקט | צילום: NASA
פליטה נקודתית ותחומה בזמן. צילום לוויין המראה שובלי עשן של ספינות באוקיינוס השקט | צילום: NASA

לעומת זאת, כאשר הם בחנו תרחיש שבו העשרת האירוסולים באטמוספרה נמשכה תקופה ארוכה, מצב המדמה את המתרחש בסביבות מאוכלסות ביבשה, השינוי בגודל הטיפות בענן נותר קבוע גם הוא. ממצא זה עשוי להישמע חיובי במחשבה ראשונית, אך בפועל הוא מביא לדילולו של הענן, ובמקום שיתבהר הוא נעשה כהה יותר.

תוצאה הפוכה זו נגרמת בגלל הדינמיקה שבין הענן לאטמוספרה סביבו. ככל שהטיפות קטנות יותר, הן נוטות להתאדות מהר יותר באזור קו המגע שבין ראש הענן לאטמוספרה היבשה שמעליו. בנוסף, הירידה בגודלן של הטיפות גורמת לכך שהן שוקעות לאט יותר אל בסיס הענן, דבר המעלה את משך הזמן שבו הן חשופות לאידוי מחלקו העליון.

על סמך תוצאות המחקר, החוקרים מציעים כי עד כה שררה בקרב הקהילה המדעית הערכת-יתר של השפעותיו המקררות של זיהום האירוסולים מעשה ידי אדם. לדבריהם, השפעתה הסופית של העלייה בריכוזם היא התחממות האטמוספרה, ולא התקררותה, כפי שנדמה מהסתכלות על המקרה הייחודי של שובלי הספינות. ממצאים אלה מצטרפים לרשימה הולכת ומתארכת של השלכות פעילות האדם על האקלים, ובמיוחד על עליית הטמפרטורה העולמית.