שינויי האקלים והידלדלות המשקעים באזורנו
חוקרים ניתחו תוצאות של מודלי אקלים גלובליים לאזור הים התיכון וגילו במודלים חוסר ודאות
האוניברסיטה העברית|הפקולטה למתמטיקה ולמדעי הטבע
החיים עצמם:
פרופ' חיים גרפינקל, נשוי + חמישה ילדים, עלה לארץ ב-2013 מארה"ב וכיום מתגורר באפרת. אוהד ענפי ספורט כגון פוטבול, הוקי, כדורגל אמריקאי ובייסבול.
באזורים כמו הים התיכון, המתאפיינים בשינויים חריפים במשטר הגשם, קיימת חשיבות רבה לחיזוי סופות מרובות משקעים. סופות אלה תורמות למילוי חוזר של מקורות מים טבעיים אבל גם יכולות לגרום לשיטפונות ולהצפות, ולכן חשוב להבין כיצד שינויי האקלים (ובעיקר ההתחממות הגלובלית) משפיעים עליהן. מודלים אקלימיים מנסים לחזות את השינוי באקלים האזורי ובמאפייני גשם עתידיים, אך לרוב התהליכים שמכתיבים זאת מתרחשים בקנה מידה קטן יותר מהרזולוציה שלהם.
כך למשל, חלק מהמודלים חוזים ירידה משמעותית בכמות הגשם הכוללת באזורנו – עד 50% בתוך 100 שנה – שעלולה לגרום להידלדלות ניכרת של מקורות המים הטבעיים באזור וליובש; תחזית כזאת מחייבת היערכות למשבר עתידי באספקת המים. לעומתם, מודלים אחרים צופים ירידה כמעט אפסית בכמות הגשם בתקופה המדוברת.
מה השאלה?
כיצד נוכל לצפות, על סמך המודלים האקלימיים הקיימים, את הירידה הצפויה בכמות המשקעים באזורנו עקב שינויי האקלים?
פרופ’ חיים גרפינקל, חוקר שינויי אקלים והשפעתם על מערכות מזג אוויר מהפקולטה למתמטיקה ולמדעי הטבע באוניברסיטה העברית, מסביר ש”ישנם כ-30 מרכזי חיזוי ומידול של שינויי אקלים בעולם, ברוב המדינות המפותחות, ובהן ארה”ב, יפן, גרמניה, אנגליה, איטליה וסין. בכל אחד מהם בונים מודל של האטמוספירה ובאמצעותו ניתן לחזות את שינויי האקלים בכדור הארץ. הפלט מכל מודל שכזה פתוח לחוקרים ולקהל הרחב וזמין ברשת.” עם זאת, מציין פרופ’ גרפינקל, קיימת שונות גדולה בין המודלים הללו, ולכן מטרת המחקר שלו ושל צוותו היא לבחון אותם ולהבין מהי התחזית המדויקת ביותר שתאפשר היערכות מיטבית לשינויים הצפויים.
במחקרם האחרון הריצו פרופ’ גרפינקל וצוותו את מודל האקלים שבנתה הרשות המטאורולוגית של ארה”ב. “אנחנו מחשבים את נתוני האקלים בתוכנות חישוב מהירות שכוללות משוואות פיזיקליות וכך יכולים לצפות היווצרות תנאים שמתאימים לגשם באטמוספירה”, מסביר פרופ’ גרפינקל. התנאים הללו כוללים, למשל, זרימת אוויר, לחות וקונבקציה – דהיינו מעבר של חום בשל תנועות גדולות באטמוספירה, בעיקר כלפי מעלה, התורם להיווצרות עננים.
שורה ראשונה: שינוי ממוצע בכמות המשקעים בכל המודלים האקלימיים שנבדקו במחקר, באחוזים (מימין) ובכמות במילימטרים לשנה (משמאל)
שורה שנייה: שינוי בכמות המשקעים ב-15 מודלים (עם ההתייבשות החזקה ביותר במזרח הים התיכון)
שורה שלישית: שינוי בכמות המשקעים ב-15 מודלים (עם ההתייבשות החלשה ביותר במזרח הים התיכון)
החוקרים שינו את אופן הייצוג (הפרמטריזציה) של תהליכים תרמודינמיים הגורמים להיווצרות גשם במודל ובדקו כיצד הדבר משפיע על כמות הגשם שמתקבלת. הם למשל הגבירו או הפחיתו את הלחות באטמוספירה שנשארת אחרי שהגשם נפסק, שינו את כמות הלחות שעולה מעננים נמוכים (שמשפיעים על מעבר לחות כלפי מעלה) ושינו את קצב ירידת הטמפרטורה עם הגובה ואת אחוזי הלחות (כפרמטרים המשפיעים על הקשר בין כמות הגשם לבין אי היציבות של העננים).
נמצא כי שינוי שני התנאים הראשונים (כמות הלחות שנשארת באטמוספירה לאחר שענן ממטיר והלחות מעננים נמוכים) הוביל לירידה של בין אפס ל 40% בכמות הגשם , וכי שינוי אחוזי הלחות לא השפיע עליה משמעותית. “ממצאים אלו ממחישים את חוסר הוודאות הקיים במודלים האלה ואת הצורך בשיפור יכולת החיזוי שלהם ושכלולם”, אומר פרופ’ גרפינקל.
עוד מצאו החוקרים, וזוהי אחת מתגליות המחקר, כי כל שינוי בייצוג התהליכים המובילים לגשם משפיע גם על אזורים סובטרופיים (בין קווי הרוחב °23.5 צפון/דרום לקווי הרוחב °40 צפון/דרום) – ובהם הים התיכון – ולא רק על אזורים טרופיים (הסמוכים לקו המשווה ומאופיינים בכמות המשקעים הרבה ביותר על פני כדור הארץ). תגלית נוספת היא אחד המנגנונים העומדים מאחורי הירידה בשיעור הגשם באזורים הסובטרופיים שקשור בשינויים באזורים הטרופיים: “בכעשרת הקילומטרים שמעל פני השטח של האזורים הטרופיים – רמת החימום היא בערך פי שניים מזו של פני השטח; נתון זה משפיע על האזורים הסובטרופיים, למשל באמצעות דיכוי משקעים בקו רוחב °30. ראינו גם כי המנגנון הזה תואם לחלק קודם של המחקר, שבו בחנו מודלים נוספים שמייצגים את נתוני האקלים באטמוספירה”, מסביר פרופ’ גרפינקל. עוד הוא מוסיף כי “במחקר המשך נרצה להבין מדוע הירידה בכמות המשקעים עשויה להיות משמעותית יותר בים התיכון מאשר בשאר האזורים שנמצאים על קו הרוחב שלו. ייתכן שהסיבה לכך היא ההתחממות המתונה יחסית באוקיינוסים לעומת היבשה (בייחוד בצפון מערב האוקיינוס האטלנטי), שמובילה לרכס (אזור של לחץ גבוה) שמדכא את כמות המשקעים בים התיכון”.