הערכת פוטנציאל הגברת הגשם בשיטות זריעה שונות
דניאל רוזנפלד¹, רונן להב², עמיר גבעתי²

¹המכון למדעי כדור הארץ, האוניברסיטה העברית, ירושלים
²המכון הגיאופיסי לישראל

תמצית
מאמר זה מהווה סכום ביניים של מחקרי הגברת הגשם שבוצעו בשנים האחרונות בנושא ניתוח נתוני טיסות מחקר בעננים והצלבתם עם ניתוח של נתוני לווינים. אנו מדווחים בזאת גם ממצאים ראשוניים נוספים שנובעים כתוצרי לוואי ממחקרים אחרים שלא מומנו ע"י נציבות המים, הנסמכים על ניתוחים סטטיסטיים של מדי גשם בחמישים השנים האחרונות. מתוך ניתוח המדידות מסתמנות מספר מסקנות חשובות בשני תחומים עיקריים:

  1. אפקטיביות הזריעה
    1. א. הזריעה מוסיפה כיום כ- 13% לכמות הגשם השנתית באזורי ההר שבצפון הארץ, אשר מהווים את עיקר מקור המים לאגן ההיקוות של הכנרת.
    2. ב. שינויים שמקורם ככל הנראה בעליית רמת זיהום האוויר מאז קום המדינה גורמים להפחתת כמות הגשם באזור ההר ביחס לגשמי החוף בשיעור של כ- 15 עד20% . תהליך זה נצפה במספר אזורים בעולם בהם התנאים הטופוגרפיים והמטאורולוגיים דומים לתנאי הארץ.
    3. ג. סוג העננים אשר רגישים להשפעות אנוש משני הסוגים - הקטנת גשם ע"י זיהום אוויר והגברת גשם ע"י זריעה - הוא העננים האורוגרפיים, כלומר העננים הנוצרים ע"י התרוממות האוויר המאולצת ע"י ההרים. אין עדות לכך שגשמים מן העננים הקונווקטיביים, כלומר עננים שנוצרים ע"י זרמי אוויר חמים שעולים בהשפעת חימום מפני השטח, הושפעו במידה הניתנת לאבחון משמעותי.
  2. תהליכי היווצרות הגשם בעננים והשפעת הזריעה עליהם
    1. א. העננים בארץ הרבה יותר ימיים (כלומר יוצרי גשם ע"י התמזגויות של טיפות ענן) מכפי שהוערך בעבר , כאשר לרסס הים יש השפעה מכרעת על היווצרות טיפות הגשם בעננים ויעילות ההמטרה שלהם. ככל שאנו מתרחקים מן הים השפעתו של רסס הים קטנה והעננים הופכים להיות יבשתיים יותר.
    2. ב. מדידות של מטוס המחקר בעננים והצלבה עם נתוני הלווין הראו שעיקר הפוטנציאל לזריעה הוא בעננים אורוגרפיים שנוצרים בגב ההר והם הרגישים ביותר לתוספת אירוסולים אנתרפוגניים או מלאכותיים. (Givati and Rosenfeld,2004)
    3. ג. העננים בארץ הם בעלי שונות רבה ולכן דרכי הטיפול האופטימלי בהם צריכות להשתנות על פי התנאים המשתנים מיום ליום ואף ממקום למקום באותו זמן. על פי הממצאים עד כה ניתן להעריך כי זריעה ביודיד הכסף היא עדיין השיטה הטובה ביותר במיוחד בעננים אורוגרפיים, אבל מומלץ לעבור לזרוע ביודיד כסף פעיל יותר (כפי שנעשה בשאר העולם). עננים קונבקטיביים שנוצרו רחוק מקו החוף מכילים פחות רסס ים מתאימים לזריעה באמצעים היגרוסקופיים (חלקיקי מלח קטנטנים).
    4. ד. בגלל השונות הרבה של העננים בארץ עלינו לפתח שיטה בה נשתמש בלווינים החדשים שרזולוצית הזמן שלהם היא קטנה (תמונה אחת לרבע שעה) ובהתאם לקריטריונים שיפותחו נחליט באיזה שיטה לזרוע. יודיד הכסף , זריעה היגרוסקופית או כלל לא לזרוע.

מטרות המחקר
מטרת המחקר היא בדיקת ההשפעה של הזריעה בשיטות שונות על תהליכי הווצרות הגשם בעננים ועל כמות הגשם היורדת מהם, על מנת להביא להגדלת תוספת הגשם מזריעת עננים. עקב השונות הרבה בתכונות העננים בארץ ישנם מקרים ששיטת זריעה ביודיד הכסף עדיפה על הזריעה ההגרוסקופית ולהיפך, ויש עננים שכבר ממטירים ביעילות גבוהה באופן טבעי כך שאין תועלת בזריעתם. זיהוי המצבים השונים יכול לבוא רק מתוך הבנה של האינטראקציה בין האירוסולים וסוגי העננים השונים ואופן ההשפעה על תהליכי יצירת הגשם. מטרה יישומית היא פיתוח כלים שניתן יהיה להשתמש בהם כקרטריונים מבצעיים כדי לקבל החלטות בזמן אמת ביחס לסוג הזריעה, תזמונה והמיקום שלה.

שיטות המחקר
מטוס המחקר ששימש אותנו לביצוע המחקר היה מסוג KING AIR 100 המטוס מצויד במכשירים למדידת התפלגות גדלי טיפות הענן CAS,FSSP-100,PCAS כאשר כל מכשיר מודד בטווחי גודל שונים כך שמתקבלת אינפורמציה כוללת של טווחי הגדלים מ- 0.1µm-50µm.
מכשיר 2DC - שמציג את ההדמיה האופטית של סוגי המשקעים בענן וגודלם, מכשיר ניווט GPS , King ,DMT - מדי תכולת מי ענן , מד שעור נסיקה וכן מצלמת וידאו.

1. מהלך אופייני של טיסת מחקר:
המראה משדה דוב, וטיסה בגובה נמוך מבסיסי העננים לאורך החוף כדי לדגום את ריכוז האירוסולים באוויר ובעיקר את השפעת רסס הים במצב הסינופטי הנתון. בהגעה לאזור המטרה, ביצוע פרופיל אנכי של המבנה של ענני קומולוס מתפתחים, בהפרדת גובה של 1000 רגל, מן הבסיס עד לפסגת הענן או עד לגובה בו אין יותר מי ענן מקוררים ביתר בעננים מתפתחים. הפרמטרים הנמדדים הם טמפרטורה, נקודת טל, עוצמת זרמים אנכיים, פילוג גדלי טיפות הענן, ריכוזם המספרי, כמות מי הענן בגרם למטר מעוקב, הצורה, גודל והריכוז של חלקיקי המשקעים מן הסוגים השונים (גשם חם, טיפות קפואות, גראופל, גבישי קרח מסוגים שונים, שלג). חדירות חוזרות לעננים בגובה פסגתם, על מנת למדוד את משך חיי המים המקוררים ביתר בהם ואופן דעיכתם למשקעים, גבישי קרח, או להתאדות. החלפת אזור. במידה ואזור המדידה הראשון היה ביבשה, מעבר לאזור בים, ולהפך. המטרה בכך היא לקבל מדידות שיאפשרו לנתח את מקור ה- CCN והסיבות למבנה המיקרופיסיקלי של העננים בעת המדידות.בנוסף אנו משלבים מדידות בתוך עננים אורוגרפיים ומדידות מעל תחנת ניטור קרקעית בשורש שבהרי ירושלים. המטרה היא מדידת תרומתם לתהליכי יצירת המשקעים.


2. שילוב עם נתוני לווינים:
שילוב עם נתוני לווינים בוצע באופן הבא, עבור כל טיסת מחקר:

  1. א. הוזמנו נתוני לוויני NOAA,MODISו- TRMM מן המעבר הקרוב ביותר, בטווח זמן של עד שעתיים מן הטיסה.
  2. ב. נתוני מכשירי ה- AVHRR/NOAA וה- VIRS/TRMM נותחו על מנת לקבל את התלות בטמפרטורה של הרדיוס האפקטיבי של חלקיקי הענן והמשקעים שבו. הניתוח נעשה עבור אזורים הכוללים צבירי עננים בים ומעל הארץ, באופן דומה לאזורי טיסות המחקר מעל הים והיבשה, בהתאמה.
  3. ג. אופן השתנות הרדיוס האפקטיבי עם הטמפרטורה היווה בסיס להסקה של אופי תהליכי יצירת המשקעים בעננים.
  4. ד. טמפרטורת הקיפאון. הטמפרטורה הנמוכה ביותר בה אובחנו מים מקוררים ביתר בעננים קונווקטיביים.
  5. ה. מדידה ישירה של משקעים ומי ענן נעשתה באמצעות מכשירי הרדאר והרדיומטר הפאסיבי על לווין TRMM. מדידות אלה שימשו כאימות להסקה של תהליכי המשקעים מן הרדיוס האפקטיבי, אשר התקבל מנתוני ה- VIRS.
  6. באופן דומה נערכו מדידות באזורים נוספים באזור. במיוחד נבדקה המשך ההתפתחות של העננים במורד הרוח מן הארץ, בעבר הירדן. מניתוח התמונה המיקרופיזיקלית האזורית ניתן היה להסיק מסקנות לגבי אופי התהליכים הקובעים את תהליכי יצירת המשקעים באזורנו, ואת המשמעויות לגבי פוטנציאל הזריעה בשיטות השונות ובאזורים השונים.
  7. ז. באחרונה החלנו בשילוב של ניתוח נתוני ה-MSG אשר החל לשדר לאחרונה ברזולוצית זמן של 15 דקות.

תוצאות המחקר
1. מדידות ממטוסי מחקר
במחקרינו עד כה במסגרת הפרוייקט להגברת הגשם ע"י חדירות לעננים עם מטוס המחקר והשוואה עם נתוני לווין, ראינו כי עננים שנוצרו מעל הארץ הכילו ריכוז טיפות גדול ביחס לעננים הבלתי מופרעים מעל הים. משמעות הדבר היא כי העננים שהושפעו ממקורות זיהום בישראל המטירו ככל הנראה ביעילות נמוכה יותר מהעננים ממערב לקו החוף ומשך הזמן של תהליכי יצירת המשקעים היה ארוך יותר. במקביל, במהלך החורפים של 1998-2004 בוצעו מדידות לווין מיקרופיסיקליות רבות של עננים בישראל על ידי ניתוח של נתוני מכשיר ה- AVHRR על לוויני NOAA, שאומתו ע"י המדידות ממטוס המחקר. יכולנו לזהות ארבעה מרכיבים עיקריים שמשפיעים על המבנה המיקרופיסיקלי של העננים בישראל:

  1. אבק מדברי.
  2. אוויר יבשתי עם ריבוי אירוסולים שמקורם אינו ממקור מדברי (זיהום אוויר).
  3. רסס ים.
  4. אויר ימי נקי, עם מיעוט גרעיני התעבות ענן (CCN).
בניתוחים של טיסות המחקר בארץ נמצא תחום רחב של תכונות מיקרופיסיקליות. להלן הסיווג המיקרופיסיקלי של העננים האורוגרפיים והקונבקטיביים בארץ כפי שהתקבל מתוך המחקר.
  1. א. עננים יבשתיים באוויר מזוהם, ללא אבק מדברי.
  2. ב. עננים ימיים באוויר ימי נקי.
  3. עננים יבשתיים באוויר ים תיכוני.
  4. ד. עננים ימיים באובך שאינו ממקור מדברי.
  5. עננים באוויר עם אבק מדברי, ללא תהליכי גשם חם.
  6. עננים באוויר עם אבק מדברי, עם תהליכי גשם חם.
נוכחנו לדעת במחקרנו בשנים האחרונות שהעננים האורוגרפיים (העננים הנוצרים באוויר המתרומם ע"י השפעת ההרים על הרוחות המערביות) הם אלו שרגישים ביותר להשפעות אנתרופוגניות השונות, קרי זיהום אוויר מצד אחד וזריעת עננים מצד שני (גבעתי ורוזנפלד, 2004). עננים כאלה הם עבים יחסית (עד 3 ק"מ) ולכן זמן איסוף המים המצויים בטיפונות הענן לחלקיקי משקעים המסוגלים ליפול לקרקע ארוך יחסית. משך קיום העננים האלה מוגבל לזמן מעבר האוויר את ההרים, ולכן הוא קצר לרוב ממשך הזמן הדרוש לרוב מי הענן להפוך למשקעים. לכן עננים אלה רגישים מאד לגורמים המאיטים (זיהום אוויר) או מאיצים (זריעת עננים) את קצב איסוף טיפות הענן לחלקיקי משקעים. עננים כאלו מושפעים פחות מרסס הים בגלל המרחק הרב יחסית מקו החוף כמו גם בגלל השקיעה של חלקיקי הרסס הגדולים עם תנועת האוויר מזרחה. עננים כאלה מתאימים לזריעה ביודיד הכסף, אם פסגתם קרה מטמפרטורת סף מסוימת, אשר ערכה עדיין טעון בירור נוסף.
כאמור בגלל השונות הרבה של העננים בארץ ניתן "לטפל" בהם בשיטות זריעה שונות. למשל, התנאים האופטימליים לזריעה היגרוסקופית מתקיימים בעננים קונווקטיביים יבשתיים באוויר מזוהם, ללא אבק מדברי, ללא תהליכי גשם חם, בעלי התפתחות אנכית רבה, וטמפרטורת קיפאון נמוכה מ- -20°C. עננים כאלו נוצרים בדרך כלל בשעות אחה"צ בפנים הארץ, במצבים של רוח חלשה בשכבות התחתונות (פחות מ- 15 קשר) והשפעת רסס הים עליהם היא קטנה.
לעתים קרובות נוצרים עננים ימיים באובך שאינו ממקור מדברי. האוויר מכיל ריכוז גבוה יחסית של CCN גדולים, אשר גורם להיווצרות של גשם חם. תהליך הגשם החם איטי יחסית למצב הנדיר הרבה יותר שבו האוויר נקי מאד והעננים מכילים ריכוז קטן של טיפות גדולות. בטמפרטורה של -10°C ניתן להבחין בעננים פעילים עדיין כי רוב המים נשארו בטיפונות הענן, ומיעוטם הפך לטיפות גשם מקורר ביתר. עננים כאלו לא יתאימו לזריעה היגרוסקופית, אבל הם מתאימים לזריעה גלסיוגנית. הסיבה לכך היא הצירוף של גשם מקורר ביתר עם כמות גדולה של מי ענן אשר הופכים באיטיות יחסית למשקעים. עננים כאלה מאבדים את תכונותיהם רק בהדרגה עם המרחק מן הים. הדבר מעיד על כך שמקור עיקרי ל- CCN הגדולים הוא ימי, לפחות בימים שנמדדו. אילו מקור ה-CCN הגדולים היה אבק מדברי מצופה סולפטים לא הייתה סיבה להקטנת מידת ה"ימיות" עם המרחק במורד הרוח מן הים. מסת האוויר מתנקה מן ה- CCN הגדולים יותר לאט ממהירות קליטתה את ה CCN הקטנים. משום כך עננים כאלו הופכים ליבשתיים במרחק גדול יותר מן הים מאשר העננים המכילים רסס ים.
קיים גם מצב בו לא כדאי לזרוע כלל, למשל עננים באוויר עם אבק מדברי, עם תהליכי גשם חם, ככל הנראה בהשפעת רסס הים. עננים כאלו מאבדים בהדרגה את התהליכים החמים עם ההתרחקות לתוך היבשה. ככל הנראה מקור הגשם החם הוא ב- CCN גדולים שנוצרו כרסס ים. האבק המדברי מביא לקפיאה מהירה של טיפות הגשם באזורים המקוררים ביתר, ומביא ליצירת עננים עם ריכוזי קרח גבוהים ביותר כבר בשלב הגידול שלהם. בעננים כאלה זריעה מסוג כלשהו אינה יכולה לשנות את הגשם.

מסקנות ממדידות מטוס המחקר והלווינים
זריעת עננים ביודיד הכסף מתבצעת בארץ כבר יותר מ-40 שנים, בזריעה בשיטה קבועה וללא אבחנה בין סוגי העננים. תוצאות מחקרינו בשנים האחרונות הראו התקדמות בשלושה תחומים עיקריים: (א) אבחון הרכב העננים ותהליכי היווצרות המשקעים בהם למטרת הערכה של פוטנציאל הגברת הגשם מהם בשיטות זריעה שונות; (ב) פיתוח שיטות זריעה חדשות המתאימות לעננים בתנאי הארץ .(ג) חשיבות העננות האורוגרפית ורגישותם לאירוסולים טבעיים ומלאכותיים.
במסגרת המחקר פותחו כלים ייחודיים לשימוש בנתוני לווינים מטאורולוגיים לאבחון גודל טיפות הענן, הרכבו (מים או קרח) ותהליכי היווצרות המשקעים בו. מדידות הלווינים אומתו והורחבו ע"י מדידות עם מטוס המחקר. שיטות אלה והיישומיות הרבה שלהן זכו להכרה נרחבת בעולם, ומשמשים לתכנון הדור הבא של הלווין המטאורולוגי האירופאי הגיאוסטציונרי MTG (נייח מעל נקודה אחת כל הזמן, אשר מכסה את ישראל), כך שיכללו את המדידות באורכי הגל וכשר ההפרדה הנדרשים למטרות אלה.
מידת הימיות (כלומר, כושר העננים ליצור גשם בתהליכים של התמזגות טיפות ענן) של העננים בארץ יכולה לנבוע עקרונית משתי סיבות עיקריות א. העננים נוצרים במסת אוויר נקייה עם מעט גרעיני התעבות טיפות ענן (CCN) או ב. העננים נוצרים במסת אוויר מזוהמת עם ריכוז גבוה של CCN. עננים כאלה נחשבים ל"יבשתיים" עם תהליכי יצירת גשם איטיים. אבל חלקיקי מלח גדולים (> מיקרון אחד) שנוצרים מרסס מי ים, בעיקר ברוחות חזקות האופייניות לסופות החורף אצלנו, זורעים את העננים באופן טבעי וממתנים את ההשפעה השלילית של האוויר המזוהם, כך שאפקט יצירת הגשם ע"י חלקיקי המלח הגדולים הוא הדומיננטי.
הרכב העננים בארץ משתנה מאד מיום ליום בהתאם למצבים הסינופטיים, כווני זרימת האוויר אשר מביאים אבק מדברי, זיהום אוויר אירופי או מקומי, ורסס מלח מסערות בים. בהתאם לכך משתנים גם הרכבי העננים, ודרכי הזריעה המתאימות להם. בחלק מן המקרים הרכב העננים הוא כזה שזריעה לא תניב תוספת גשם, ובחלק אחר תיתכן תוספת גשם באמצעות זריעה בשיטות שונות. המצב השכיח ביותר הוא של עננים המגיעים מן הים בהרכב ימי מתון. שיטת הזריעה המתאימה ביותר לעננים כאלה היא באמצעות יודיד הכסף להאצת תהליכי יצירת משקעי הקרח, כפי שנעשה כיום (אם כי יש מקום לשיפור ניכר בחומרים ובשיטות הזריעה). במעבר העננים את הארץ מן החוף לעבר הירדן מאבדים העננים בהדרגה את התכונות ה"ימיות" שלהם, ככל הנראה כתוצאה של שילוב בין תוספת זיהום אוויר ואיבוד רסס מלח הים. בעננים אלה גוברת ההתאמה לזריעה היגרוסקופית, כלומר זריעה באמצעות חלקיקי מלח, אשר מזרזים את תהליכי איסוף טיפות הענן לטיפות גשם. מחקרים חדשים שלנו ושל אוניברסיטת ת"א הראו כי מידת הימיות של העננים בארץ היא הרבה יותר גדולה ממה שסברו בעבר, ולכן נמצא כי האזור המתאים ביותר לזריעה היגרוסקופית הוא דווקא בסמוך לאגן ההיקוות של הכינרת, מכיוון שככל שמתרחקים מן הים , השפעת רסס הים על העננים קטנה. עבודותינו הקודמות (חרות ,1992) הראו שאכן המרחק מן הים מזרחה מקטין את מליחות מי הגשם TDS(mg/l) עד כדי פי 6 פחות (מישור החוף הדרומי מול הגולן).
בהתאם, בזמן כתיבת דו"ח זה אנו ממשיכים בביצוע של ניסוי מקדמי לזריעה היגרוסקופית, אשר התמקד באזור הכינרת. פיתחנו מערכת זריעה ייחודית אשר משתמשת בחלקיקי מלח שנטחנו לגדלים של מספר מיקרונים. (כיום מבקשים בחו"ל לנסות את השיטה הזו). הזריעה התמקדה בעננים בעלי מידת התפתחות מוגבלת שלא המטירו באופן טבעי, כך שניתן יהיה לייחס לזריעה באופן חד משמעי היווצרות גשם בעננים הזרועים. העננים הזרועים וענני ביקורת שכנים נמדדו ע"י מטוס המחקר. מדידות אלה הראו כי אכן בעננים הזרועים נוצרו טיפות גדולות יותר בהשוואה לעננים השכנים. יחד עם זאת אנו נמצאים רק בתחילת המחקר ולכן יש עוד לבצע מדידות נוספות כדי לבסס מסקנות.

הפרדת אפקט זריעת העננים מהשפעות זיהום האוויר על כמויות המשקעים
הגברת כמויות המשקעים באמצעות זריעת עננים תועדה במחקרים רבים באזורים שונים בעולם במהלך העשורים האחרונים. עם זאת, רגישותם של העננים להשפעות הפוכות, כגון עיכוב ודיכוי תהליכי יצירת המשקעים בענן על ידי זיהום אוויר עירוני ותעשייתי, כומתה ותועדה רק לאחרונה. גבעתי ורוזנפלד (2004) מצאו שהפסד המשקעים מתרחש באזורים הרריים אשר נמצאים במורד הרוח למרכזים עירוניים מזוהמים. בעבודתם מוצגות עדויות קלימטולוגיות וסינופטיות אשר מצביעות על כך שהאירוסולים הנפלטים לאטמוספירה כתוצאה מזיהום האוויר מעכבים את תהליכי יצירת המשקעים בעננים אורוגרפיים מזוהמים בישראל ובקליפורניה, ארה"ב. ניתוח של יחס עובי הגשם השנתי לאורך כל המאה ה- 20, בין תחנות הרריות לתחנות חופיות שנמצאות במעלה הרוח מהן מצביע על הפסד משקעים בהרים אשר נע בין 15%-25% מכמויות הגשם השנתיות שם. תהליך זה מתרחש בעננים אשר נוצרים במסת האוויר הקרה המגיעה עם השקעים החזיתיים. באזורי ביקורת נקיים יחסית מזיהום אוויר, כגון דרום הר חברון וצפון קליפורניה, לא נמצא שינוי עם הזמן ביחס עובי הגשם הר / חוף (גבעתי ורוזנפלד, 2004).
ממצאים אלו היוו את הבסיס לעבודה הנוכחית אשר מטרתה הינה הפרדת האפקטים של זריעת העננים וזיהום האוויר. מבחינה מיקרו - פיסיקאלית אפקטים אלו הם שני צדדיו של אותו המטבע. שניהם מדגימים את רגישותם של העננים להשפעות אנוש. אזורי המחקר בעבודה זו הינם אזורי הביקורת והמטרה של ניסויי זריעת העננים בצפון ישראל.
על מנת להפריד בין אפקט הזריעה לאפקט זיהום האוויר נבדק יחס הגשם (כמות הגשם בתחנות המטרה ביחס לתחנות הגשם באזורי הביקורת) בין תחנות שבאזורי המטרה לתחנות באזורי הביקורת בניסויי הגברת הגשם, בשנים ובימים בהם התבצעה זריעת עננים לעומת שנים וימים בהם לא התבצעה זריעה. כאשר אזורי המטרה נמצאים באזורים הררים, יחס הגשם בין אזורי המטרה לביקורת מבטא את פקטור ההגברה האורוגרפי הטבעית בין הר לחוף. שינויים ביחס זה לאורך השנים יכולים להצביע על השפעות של תהליכים חיצוניים כגון הגדלת מידת זיהום האוויר, הפועלת להקטנת ההגברה האורוגרפית. תוצאה חיובית של זריעת עננים תתבטא בהגדלת מידת ההגברה האורוגרפית.
איור 1 מציג את השינוי בפקטור ההגברה האורוגרפית בקבוצות תחנות הרריות באזורי המטרהN1 (הגליל העליון המערבי) ו- N3 (הגליל העליון המזרחי). התחנות בכל קבוצה נמצאות באזורים גיאוגרפים הומוגניים, קורלצית הגשם היומי בינן לבין עצמן, וביניהן לבין קבוצת תחנות החוף, גבוהה מאוד (מעל 0.90) ורצף המדידה בכולן הינו מאז 1950. הנקודות הריקות באיור מייצגות את התקופה הזרועה (ימי הזריעה בניסוי ושנות הזריעה המבצעית) והמלאות את התקופה הלא זרועה (השנים שלפני הניסוי וימי אי הזריעה בניסוי). כל נקודה מייצגת את היחס בין סכום הגשם השנתי בהר לאותו סכום בחוף (הסכום של הגשם השנתי באזור מתקבל על ידי סכימת הממוצעים היומיים לתחנות הגשם בכל אזור, בחודשים נובמבר עד אפריל).
ניתן לראות בעזרת קו המגמה באיור שפקטור ההגברה האורוגרפית בגליל העליון יורד עם השנים בשתי התקופות, אולם הוא מוסט לערך גבוה יותר בתנאי זריעה. זריעת העננים גרמה "לקפיצה" בפקטור ההגברה האורוגרפית מאז 1961, כלומר להגדלת יחס הגשם בין תחנות ההר לתחנות החוף בשיעור של 12.4% עבור N1 ובמובהקות סטטיסטית של 0.03 , ובשיעור של 14.4% עבור N3 במובהקות סטטיסטית של 0.07. מכאן משתמע כי אילו הפסקנו את הזריעה כמות הגשם באזורי המטרה שבגליל העליון הייתה פוחתת ב- 12% עד 14% ביחס לתנאים של זריעה הנהוגים כיום, או בכ- 100 מ"מ לשנה, באזור בו הכמות השנתית הממוצעת כיום היא כ- 800 מ"מ לשנה. התוספת המתקבלת לפקטור ההגברה האורוגרפית מזריעת העננים איננה מספיקה כדי לפצות על הירידה המתמשכת עם השנים בעקבות השפעות זיהום האוויר. הגשם הזרוע כיום קטן ב- 16% באזורי N1 ו -N3 ביחס לגשם הטבעי שהיה שם בתחילת שנות החמישים, לפני שהחל זיהום האוויר המאסיבי. תהליך הגברת הגשם על ידי זריעת עננים נובע מאותם עקרונות מיקרו - פיסיקאליים הגורמים לשינוי תהליכי יצירת המשקעים בענן (במקרה אחד הוספה של חומרים המסייעים ליצירת גשם בענן ובמקרה השני הוספת חומרים המעכבים את אותם תהליכים באמצעות זיהום האוויר).משמעות הדבר היא כי קיים עדיין פוטנציאל רב של 14% להגברת הגשם רק על מנת לחזור ליחס הטבעי של גשם הר / חוף שהתקיים בראשית שנות החמישים. כמובן, עקרונית הזריעה יכולה להוסיף עוד מעבר לגשם הטבעי שהיה ללא זיהום האוויר, כפי שהייתה הכוונה המקורית של הניסוי.


איור מס' 1 : ירידת בפקטור ההגברה האורוגרפי לאורך השנים בגליל העליון המערבי (1N) והמזרחי (N3) בתקופות של זריעת עננים (הנקודות הריקות וקוי המגמה העליונים) ובתקופות ללא תנאי זריעה (הנקודות המלאות וקוי המגמה התחתונים) ביחס לאזור הביקורת C2 (אזור הביקורת שמקיים את הקורלציה הגבוהה ביותר עם אזורי מטרה אלה). בשני אזורי המטרה N1 ו- N3 חלה קפיצה של קו המגמה המייצג את יחס הגשם בין הר לחוף בתנאי זריעה והוא גבוה ב- 12.2% מקו המגמה המייצג את התנאים הלא זרועים ב-1 Nוב- 14.0%מקו המגמה המייצג את התנאים הלא זרועים ב-.N3 החישוב של המרחק בין הקווים נעשה עבור שנת 1975. עבור השנים 1961-1975 יש נתונים זרועים ובלתי זרועים עקב ביצוע של זריעה ניסויית בהקצאה מקרית.
באזורי המטרה בהם לא קיים פקטור הגברה אורוגרפית ( הגליל התחתון, עמק החולה, אזור הכנרת ודרום רמת הגולן) בינם לבין תחנות הביקורת שבחוף נשמר היחס מטרה/ביקורת לאורך השנים ולא נמצא הבדל משמעותי ביחס זה בין התקופה הזרועה לתקופה הלא זרועה. היעדר אפקט אורוגרפי ואפקט זריעה באזורים אלה מחזקים את המסקנה כי העננים האורוגרפיים הם הרגישים ביותר להקטנת הגשם עקב זיהום האוויר ולהגברתו עקב הזריעה. מסתבר שה"אפקט" המדוד של הזריעה המבצעית הוא סכום של שני סוגי השפעות על העננים:

  1. א. תוספת גשם עקב הזריעה ביודיד הכסף, בשיעור של 10% עד 15%.
  2. ב. הפחתת גשם עקב זיהום האוויר, אשר גברה עם השנים עד לכ- 15% עד 20%.
האפקטים האלה משפיעים בעוצמה הגדולה ביותר על העננים האורוגרפים ומתבטאים בגשמי ההר (הגשם האורוגרפי), כלומר באזורים הגשומים ביותר אשר תורמים את מרבית המים ההידרולוגיים. סכום האפקטים האלה מסביר את המגמה הכוללת הנצפית. המסקנה היא כי אם תופסק הזריעה כיום תפחת כמות הגשם האורוגרפי בשיעור של 10% עד 15%, ותתייצב על ערך ממוצע נמוך בשיעור זה מן הערך ההיסטורי.
בשורה התחתונה, אנו מעריכים כי פוטנציאל הגברת הגשם באזורי ההר בצפון הארץ הוא לפחות סכום האפקטים של ההגברה הנוכחית (13%) עקב הזריעה, ושל ההקטנה (15%) עקב זיהום האוויר שתועדה כהפרש בין כמות הגשם הזרוע בתחילת הניסויים פחות כמות הגשם הזרוע כיום. כלומר, סה"כ קרוב ל- 28%. הזריעה המבוצעת כיום עדיין רחוקה ממיצוי הפוטנציאל.

ביבליוגרפיה

  • Givati A. and D. Rosenfeld,2004:. Quantifying precipitation suppression due to air Pollution, In Press, Journal of Applied meteorology.
  • גבעתי ורוזנפלד, 2004: הפרדת אפקט זיהום האוויר מאפקט זריעת העננים, דוח לנציבות המים , פברואר,2004.
  • חרות.ב. 1992: ההרכב הכימי ומקורות המלחים המומסים במי הגשם בישראל, עבודת דוקטור, האוניברסיטה העברית.

  Disclaimer הגבלת אחריות   
                Webmaster Arik Amir