מאת ד"ר ישראל סילבר, ידיד הדף
פוסט-דוקטורנט במחלקה למטאורולוגיה ומדעי האטמוספירה באוניברסיטת פן-סטייט, ארה"ב. חוקר עננים קוטביים תוך שימוש במכשירי חישה מרחוק.
השפעתם של עננים על חיינו איננה מסתכמת אך ורק במילוי מאגרי המים ע"י הורדת משקעים, אלא גם בשינויים של מאזן הקרינה באטמוספירה (ההפרש בין כמות הקרינה הנכנסת לזו היוצאת) [1]. מאזן הקרינה רלוונטי מתמיד בימים אלה, מאחר והוא נוגע באופן ישיר לתחזיות הגלובאליות של שינויי האקלים. הסיבה לכך היא שזמן החיים הקצר יחסית של העננים הוא המקור הגדול ביותר לחוסר ודאות במודלי אקלים, אשר מנסים להעריך את מידת ההתחממות בעתיד, וכן את השלכותיה [2]. חשוב לציין שחוסר הוודאות איננו בנוגע לשאלה האם קיימת התחממות, אלא למידתה.
באופן אירוני, ביצועיהם של מודלי האקלים מעל איזורי הקטבים טובים פחות באופן יחסי לשאר העולם. זאת בזמן שבמובן מסוים הדיוק באיזורים אלה הינו החשוב ביותר. בעיות מהימנות אלה נובעות כתוצאה ממספר גורמים - אחד העיקריים שבהם הוא המחסור במדידות אטמוספיריות.
הבנה של המתרחש בקטבים בהקשר לשינויי האקלים חשובה ביותר ממספר סיבות. הקרח הלבן המכסה איזורים נרחבים בשני הקטבים משמש כמחזיר מעולה לקרינת השמש ועל ידי כך מסייע בקירור האטמוספירה (חשבו על ההבדל בין הטמפרטורה במכונית שחורה למכונית לבנה ביום קיץ חם[3]). עם זאת, כיסוי הקרח רגיש ביותר לטמפרטורת האטמוספירה והאוקיינוסים. רגישות זו יכולה להתבטא בין היתר בכך שחימום (אפילו המזערי ביותר) של האטמוספירה והאוקיינוסים עלול לגרום להתכה מסויימת של הקרח בקטבים. הקרח המותך מחזיר פחות קרינת שמש לחלל ובכך מאפשר הגברה של חימום האטמוספירה, אשר מובילה להתכה מוגברת, וחוזר חלילה. כפי שניתן להבין, מדובר בתגובת שרשרת בעלת השלכות משמעותיות ביותר עבורינו. התכה של חלק או כל הקרח היבשתי (לא כולל מדפי קרח וקרח ימי) מסוגלת לגרום לעליה משמעותית בגובה פני הים, אשר עלולה להיות הרסנית, בעיקר לערי חוף (היכן שרוב בני-האדם חיים).
זהו המקום בו העננים נכנסים לתמונה. כפי שנכתב קודם לכן, ישנה אי וודאות גדולה בנוגע להשפעתם על המאזן הקרינתי בקרקע. עננים יכולים לאפשר קירור של הקרקע ע"י החזרה לחלל של קרינת השמש הנכנסת ומנגד, לגרום לחימום של הקרקע, על ידי בליעה של חום הנפלט מפני השטח והקרנת חלק ממנו חזרה מטה (בדומה, באופן מסוים, למעיל אשר שומר על הרגשת חמימות ביום חורף קר). גודל וריכוז חלקיקי המים בענן, צורתם ומצב הצבירה שלהם (קרח/נוזל), משפיעים על מאפייניו הקרינתיים. מאפיינים אלו משפיעים על מספר רב של אינטראקציות בין החלקיקים לבין עצמם או לסביבה, אשר מביאות לקירור או חימום נטו של פני הקרקע.
איזורי הקטבים מסבכים עוד יותר את מערכת היחסים בין העננים לפני השטח. איזורים אלו (בעיקר אנטארקטיקה) נקיים יחסית מזיהום אוויר טבעי כמו אבק או זיהום מעשה ידי-אדם, כמו פיח. חלקיקי הזיהום וריכוזם קובעים רבים ממאפייני הענן שהוזכרו קודם לכן. כתוצאה מכך, עננים באיזורי הקטבים "מתנהגים" אחרת מעננים באיזורים שונים בעולם[4]. עם זאת, למרבה הצער, קיים מחסור חמור בתצפיות - וכפי שהוזכר קודם לכן, יש למצב זה השפעה חזקה על דיוקם של מודלי אקלים.
אחד מהמיזמים האחרונים בחקר עננים (אשר יצא לדרך בנובמבר 2015 והסתיים בינואר 2017) הוא ניסוי הקרינה של מערב אנטארקטיקה, השייך למחלקת מדידות הקרינה האטמוספירית האמריקאית (AWARE [5]- ARM West Antarctic Radiation Experimet). מיזם זה בוצע קרוב באופן יחסי למערב אנטארקטיקה, מהאיזורים בעלי קצב החימום הגבוה בעולם [6].
כחלק ממיזם AWARE, מכ"מים [7] צפו בהתמדה על השמיים ואספו מדידות חשובות של מאפייני עננים מהן ניתן לגזור מידע על הרכבם. בנוסף, נעשה שימוש במכשירי מדידה נוספים, כגון ליידאר (lidar), לצורך קבלת תמונה רחבה יותר של אותם עננים. ליידאר הוא מכשיר דמוי-מכ"ם המבוסס על לייזר, אשר פועל באורכי גל קצרים במספר סדרי גודל מאלו של מכ"מים. בשל אורך הגל הקצר [8], מכשירי ליידאר רגישים לחלקיקי הענן הקטנים ביותר - טיפות קטנות של מים נוזליים או גבישי קרח [9]. יחד, המכשירים השונים מספקים מידע על אוכלוסיית חלקיקי המים בתוך גבהים שונים בענן, מהירות תנועתם של החלקיקים, מצב הצבירה שלהם וצורתם הכללית. מדידות אלה יעזרו רבות בהרחבת הידע הנוכחי שלנו בכל הנוגע לתהליכי פנים הענן, אשר נחוץ ביותר לצורך הערכת התנהגות האטמוספירה בעתיד הקרוב.