השינויים ההולכים ומחריפים באקלים כדור הארץ, המאיימים לגרום לתקופות בצורת באזורים רבים בעולם, הניעו מדינות רבות לשקול את שיטת זריעת העננים כפתרון אפשרי למחסור במים. אך למרות הפוטנציאל הגלום בה, יותר מ-70 שנים חלפו מאז פיתוח השיטה – ועדיין אין ראיות ברורות ליעילותה.
עננים מורכבים מטיפות זעירות של מים. טיפות אלה נוצרות כאשר האוויר מתקרר: אוויר קר מסוגל להכיל פחות אדי מים מאוויר חם, ולכן האדים אינם יכולים עוד להימצא בו במצב גזי, והם מתעַבִּים והופכים לטיפות זעירות של מים נוזליים. אך ההתקררות עצמה לרוב אינה מספיקה ליצירת ענן של ממש. היווצרות עננים דורשת בדרך כלל סיוע מחלקיקים מיקרוסקופיים באוויר, המספקים למולקולות המים משטחים שיוכלו להצטבר עליהם וליצור טיפות גדולות יותר.
הזרעת עננים. ארכיון
(צילום: איתי בלומנטל)
טיפות אלה מתאספות יחד ויוצרות ענן. החלקיקים המיקרוסקופיים המשמשים כגרעיני התעַבּוּת יכולים להיות חלקיקי אבק, תרכובות גופרית, גבישי מלח ים, אפר וולקני ואף חיידקים. יתרה מזו: חלקיקים מסוימים יכולים לתפקד כגרעיני קיפאון, שמולקולות מים יכולות להסתדר על גביהם ולהפוך לגבישי קרח מוצקים. כאשר הטיפות או גבישי הקרח שבענן נעשים גדולים וכבדים מספיק, הם נופלים אל הקרקע כגשם, כשלג או כברד.
עוד כתבות באתר מכון דוידסון לחינוך מדעי:
מגפת הקורונה: עדכונים אחרונים
אפס פליטת פחמן? לא ממש
המחקרים החדשים ביותר: מהנשמדע
גרעיני קיפאון מזרזים מאוד את גדילתם של גבישי קרח ואת היווצרותן של טיפות מים גדולות בעננים. ללא גרעיני קיפאון, המים שבענן יכולים להישאר במצב נוזלי גם בטמפרטורות נמוכות בהרבה מנקודת הקיפאון של המים - אפס מעלות צלזיוס. תופעה זו נקראת קירור-על. כדי שמים במצב של קירור-על יהפכו לקרח, נדרשת טמפרטורה הנמוכה מ-40 מעלות צלזיוס מתחת לאפס. גרעיני קיפאון מאפשרים לתהליך להתרחש בטמפרטורות גבוהות יותר. תהליך דומה קורה כאשר מוסיפים מלח למים קרים מאוד שהוצאו מהמקפיא אך טרם קפאו - המים קופאים מיד. מכאן עלתה הסברה שלפיה אפשר לעודד ירידת משקעים על ידי הוספה מלאכותית, או "זריעה", של גרעינים שכאלו בתוך עננים.
זורעים ותוהים
בשנות ה-40 של המאה ה-20 הציעו חוקרים שיטות המשמשות עד ימינו לזריעת עננים במטרה לעודד ירידת משקעים. בשיטות אלה זורעים עננים בחלקיקי פחמן דו-חמצני קפוא (קרח יבש) או בחלקיקים של מלחים שונים ובראשם יודיד הכסף, מלח המורכב מאטומי כסף ויוד. יודיד הכסף הוא היעיל ביותר בעידוד ההתגבשות של מים סביבו, כנראה בשל המבנה הגבישי שלו, הדומה מאוד למבנה של גבישי קרח. משום כך יודיד הכסף הוא החומר העיקרי המשמש לזריעת עננים כיום. זריעת העננים מבוצעת לרוב על ידי פיזור החלקיקים ישירות אל תוך הענן, באמצעות מטוסים או על ידי פיצוץ של פגזים ורקטות הנורים מפני הקרקע.
לאור תחזיות האו"ם כי עד שנת 2030, כמחצית מאוכלוסיית העולם תחיה בתנאים של מחסור במים, הפופולריות של זריעת עננים נמצאת בעלייה מתמדת. עם זאת, עד כה אין בידינו הוכחות חד-משמעיות שהשיטה יעילה וכדאית. הקושי בקביעת מידת ההצלחה של זריעת עננים נובע מהקושי לחזות במדויק את מזג האוויר ואת כמויות המשקעים שצפויות לרדת במהלך אירועי גשם. לרוב, טווח הטעות בחיזוי כמויות משקעים טבעיות גבוה פי כמה וכמה מההשפעה האפשרית של הזריעה עצמה. לכן קשה להוכיח בכלים סטטיסטיים כי השינוי שנצפה בכמות המשקעים אכן נבע מן ההתערבות המלאכותית, ולא היה מתרחש גם בלעדיה. נוסף על כך, הקושי בהשוואה בין מערכות גשם טבעיות, ובפרט עננים, מקשה על חוקרים לערוך השוואה בין עננים שעברו זריעה לבין ענני ביקורת.
במחקר מ-2018 שנערך בהרי איידהו שבארצות הברית, השתמשו חוקרים במטוס כדי לזרוע עננים בחלקיקי יודיד הכסף, ומדדו את השינויים בכמות ובגודל של גבישי הקרח בעננים אלה בעזרת שני מכשירי מכ"ם קרקעיים ומטוס נוסף המצויד במכשירי מדידה. החוקרים זיהו כי לאורך מסלול הטיסה התרחשה גדילה הדרגתית של גבישי הקרח בעננים עד לגודל של פתיתי שלג, אך ממצאי המחקר לא הראו בבירור כי הדבר הוביל להגברת המשקעים. מחקר שנערך במשך 6 שנים במדינת ויאומינג השכנה, הצביע על עלייה של 5 עד 15 אחוזים בכמות השלג שירד מעננים שנזרעו לעומת עננים שלא נזרעו, אולם המובהקות הסטטיסטית של התוצאות הייתה נמוכה.
עננות גבוהה של ספק
בישראל הודיעה רשות המים בתחילת 2021 על הפסקת הפרויקט של זריעת עננים ביודיד הכסף, שהופעל בשנים האחרונות באזור הכינרת. הנתונים הראו כי הפרויקט תרם לעלייה זעומה בלבד, של 1.8 אחוזים בממוצע, בכמויות המשקעים באזור, ועלויותיו הגבוהות ושני החורפים הגשומים שפקדו את ישראל ב-2019 ו-2020 הובילו להחלטה שהוא אינו כדאי. גם מחקר שנעשה באוניברסיטת תל אביב, שבו נותחו נתונים מכ-40 שנים של זריעת עננים בארץ, עורר ספק בתרומה של התהליך להגברת המשקעים באזור.
אם כן, ערפל רב עדיין אופף את מידת היעילות של זריעת עננים ביצירת משקעים, ואין הכרעה לגבי כדאיות השיטה. הניסויים והמחקרים שנעשו בתחום עד כה עדיין אינם משכנעים שההשקעה הגבוהה אכן מתורגמת למשקעים רבים יותר.
לזריעת העננים יש גם היבטים סביבתיים שיש להביא בחשבון. מחקרים רבים בדקו אם יודיד הכסף פוגע ביצורים שונים, ובהם בני אדם; עד כה, נמצא כי לכמויות הקטנות המשמשות לזריעת עננים יש השפעה זניחה בלבד על יצורים חיים ועל מערכות אקולוגיות. עם זאת, אם זריעת העננים בחומר זה תתרחב בעתיד ותהפוך לפעולה שגרתית, יש חשש שגם השפעתו הסביבתית תהיה רבה ומזיקה יותר.
השקעה במחקרים מדויקים חובקי עולם עשויה לשפוך אור נוסף על ההשפעות האפשריות של זריעת עננים ביודיד הכסף, ולוודא שהאנושות אינה גורמת יותר נזק מתועלת גם במקרה זה.
אוהד זיס, מכון דוידסון לחינוך מדעי, הזרוע החינוכית של מכון ויצמן למדע
