הזמנת כרטיסים
heb
הזמנת כרטיסים
arrow heb
אקולוגיה וסביבה חדשות המדע

אוניות וברקים בליל חורף קר

מחקר ישראלי מדגים איך תקנה להפחתת המזהמים בדלק האוניות משפיעה על כמות הברקים מעל נתיב השיט בים התיכון
Getting your Trinity Audio player ready...

בעת שהציג את תוצאות ניתוח נתונים של ברקים שנאספו במשך 14 חודשי חורף באזור הים התיכון, ניגש אל פרופ’ יואב יאיר עמיתו, פרופ’ גיא דגן, ושאל: ‘האם חילקת את המידע ללפני ואחרי התקנות החדשות של ארגון הספנות העולמי (IMO)?’ שאלה זו גרמה ליאיר לבחון מחדש את הנתונים, בחינה שהובילה לגילוי שינוי בתבנית הברקים לאחר כניסתה של התקנה. הממצא מצביע על קשר בין חלקיקי הגופרית המשתחררים משריפת דלק האוניות למספר הברקים.

בים התיכון עובר אחד מנתיבי השיט העמוסים בעולם, המחבר בין ים סוף לאוקיינוס האטלנטי. נתיבי שיט פעילים יוצרים לעיתים עננות מקומית (Ship Tracks), תצורת עננים שנוצרת בעקבות החלקיקים שנפלטים לאטמוספרה מארובות כלי השיט. במחקר החדש של צוות חוקרים בהובלת יאיר מביה”ס לקיימות באוניברסיטת רייכמן, הם מצאו כי בנוסף ליצירת עננים, זיהום זה משפיע על מספר הברקים מעל נתיב השיט בים התיכון.

עננים מסמנים את נתיבי השיט. צילום לוויין של Ship Tracks – תצורות עננים שנוצרות בעקבות פליטת העשן של כלי שיט – בצפון האוקיינוס השקט | מקור: NASA
עננים מסמנים את נתיבי השיט. צילום לוויין של Ship Tracks – תצורות עננים שנוצרות בעקבות פליטת העשן של כלי שיט – בצפון האוקיינוס השקט | מקור: NASA

ספירת ברקים אינה משימה פשוטה. החוקרים אספו את הנתונים ממערכת Earth Networks Total Lightning Network (או בקיצור ENTLN), רשת עולמית המורכבת מכ-1,800 אנטנות הממוקמות ביותר ממאה מדינות (שמונה מהן בישראל). האנטנות קולטות אותות חשמליים ובעזרת ניתוח והצלבה של זמני ההגעה של האות לכל אנטנה, אפשר לחשב את מיקומו המדויק של כל ברק.

כשכלי שיט שורפים דלק, הם פולטים את תוצרי הלוואי השריפה לאוויר, מה שגורם לזיהום אוויר כבד בנתיבי שיט עולמיים. חלק מהזיהום הוא אירוסולים – חלקיקים שנשארים באוויר מספיק זמן כך שהם משמשים גרעיני התעבות שסביבם מצטברים אדי מים. אירוסולים – טבעיים או מעשה ידי אדם – הם שלב הכרחי בהתהוות עננים.

 

חלק מרשת עולמית לזיהוי ברקים. אנטנות ממערכת ENTLN באכזיב (מימין) ובאוניברסיטת תל אביב | צילומים באדיבות פרופ' קולין פרייס, אוניברסיטת תל-אביב
חלק מרשת עולמית לזיהוי ברקים. אנטנות ממערכת ENTLN באכזיב (מימין) ובאוניברסיטת תל אביב | צילומים באדיבות פרופ' קולין פרייס, אוניברסיטת תל-אביב

בינואר 2020, נכנסה לתוקף תקנה חדשה של ארגון הספנות העולמי (IMO) להפחית את שיעור הגופרית המרבי בדלק אוניות מ-3.5 אחוז לחצי אחוז. חלקיקי גופרית הם האירוסול המרכזי בפליטת כלי השיט. “השינוי הוא דרמטי כי מלבד מלח, אירוסולים של גופרית הם המוצלחים ביותר ביצירת עננים. המשוואה היא – פחות אירוסולים פירושו פחות עננים פעילים מבחינה חשמלית, כלומר פחות טיפונות מים וגבישי קרח, פחות עילוי, פחות הפרדת מטען חשמלי ובסופו של דבר, פחות ברקים”, הסביר יאיר לאתר מכון דוידסון. לכן, אף שהתקנה עשויה להיראות שולית לעין בלתי מקצועית, החוקרים הניחו כי היו לה השפעות מרחיקות לכת על מערכת האקלים המקומית.

החוקרים ניתחו נתונים מ-14 חודשי חורף בשנים 2018–2022, לפני ואחרי כניסתה לתוקף של התקנה. הם מצאו כי בתקופה שאחרי נצפתה ירידה של 17 אחוז במספר הברקים באזור המחקר ביחס לתקופה שלפני. הקשר ההדוק בין תבנית הברקים לנתיבי השיט, שהיה ברור מאוד לפני השינוי בהרכב הדלק, נעלם כמעט לגמרי.
בנוסף, ניתוח העננים מעל נתיבי השיט הראה כי לאחר החלת התקנה נצפו עננים רדודים יותר ובעלי שכבת טעינה חשמלית דקה יותר, ממצאים המשתלבים היטב עם הירידה בכמות הברקים.

“התרומה הייחודית של המחקר היא שהוא מראה כי האדם משפיע על הסביבה בצורה מובהקת.
אנו רואים שכשעושים turn-off לגורם המזהם האטמוספרה מגיבה מיד. זו דוגמה לכוחה של רגולציה בינלאומית” הוסיף יאיר.

פריסה מרחבית של כלל הברקים שנקלטו באזור המחקר על ידי ENTLN. משמאל: לפני כניסתה של התקנה לתוקף, ומימין – אחרי השינוי.  הברקים מעל נתיב השיט באזור השמאלי התחתון של המפה כמעט נעלמו לחלוטין.
פריסה מרחבית של כלל הברקים שנקלטו באזור המחקר על ידי ENTLN. משמאל: לפני כניסתה של התקנה לתוקף, ומימין – אחרי השינוי.  הברקים מעל נתיב השיט באזור השמאלי התחתון של המפה כמעט נעלמו לחלוטין.

ממצאים דומים נמצאו במחקר מקביל של צוות בהובלת חוקרים מאוניברסיטת וושינגטון בארצות הברית, שבדק את השינויים באוקיינוס ההודי ובים סין הדרומי. הם מדדו ירידה של כ-40 אחוז במספר הברקים מעל נתיבי השיט בעקבות כניסת התקנה לתוקף. “אנחנו ממשיכים לחקור ברקים בים התיכון!”, אמר יאיר בחיוך. “כעת אנו עורכים מחקר משותף עם אוניברסיטת תל אביב ואוניברסיטת אריאל, שמטרתו לחזות בדיוק מרבי את מיקום וזמן הופעת הברקים בטווח הזמן של עד 48 שעות מראש, כך שנוכל למשל  לומר ‘מחר בשמונה בערב יכה ברק בחוף בחיפה'”.

הסיפור הזה הוא מקרה מעניין של תקנה שנועדה להפחית את זיהום האוויר מהתחבורה הימית, בעיקר לאורך נתיבי השיט העמוסים, כשבפועל התגלו השפעות נרחבות ומהירות על המערכת האקלימית. השינוי בדפוסי העננות והברקים מספק דוגמה נוספת לריבוי הדרכים שבהן פעולות האדם משפיעות על הטבע.
אף שזו לא היתה הכוונה המקורית מאחורי התקנה, היא יצרה את התנאים לניסוי בהנדסת אקלים. שינוי הרכב הדלק אכן הפחית את זיהום האוויר, מה שגרם לעננים שנוצרו להיות פחות בהירים והפחית את החזר הקרינה שלהם לחלל, כך שיותר קרינה הגיעה לפני השטח.
ממצאים כאלה ממחישים את מורכבות המארג האקולוגי, ואת מידת ההשפעה על הסביבה שיכולה להיות לפעולות האדם, או לשינוי מדיניות. המורכבות הזו גם ממחישה את הצורך במחקרים שיעקבו מקרוב אחר ההשפעות של צעדים כאלה, וייבחנו את השלכותיהם. 

תכנים נוספים עבורך

פרסים והצלחות לישראל: השבוע בחלל

פרס יוקרתי לחוקר הנעה רקטית, ציפויים של חברה ישראלית מקבלים הכרה בדרך לצדק, ההצלחה של ספייס אקס וחליפות הירח החדשות. סיכום השבוע ברחבי היקום

calendar 16.10.2024
reading-time 8 דקות

איך לחיות 400 שנים?

מחקר חדש על הרצף הגנטי של כרישי גרינלנד, שחיים מאות שנים

calendar 21.12.2024
reading-time 4 דקות

מלגה יוקרתית לחוקר ישראלי: השבוע בחלל

מענק גדול לחוקר תופעות עתירות אנרגיה ביקום, ניסוי ישראלי במשימת חלל פרטית, פרידה מטלסקופ חלל פורץ דרך, ומה קורה לעצמות בחלל? סיכום השבוע ברחבי היקום

calendar 3.4.2025
reading-time 8 דקות