בטאון חיל האוויר

ביטאון
גליון 191
גליון 191 01/02/10

כתבות

זורעים את השמים

תגיות: איכות הסביבה

כל טיפת מים חשובה למדינת ישראל, כך למדנו כולנו כבר לפני זמן רב. בשנים האחרונות ועל רקע התחממות כדור הארץ, מקבל היבט זה משנה חשיבות. אז איך עוזרים לטבע ליצור יותר גשם? ואיך, בעצם, קובעים איפה כדאי לנסות להוריד עוד משקעים? גשם גשם בוא, גרסת המאה ה–21

עדן בר–נוי | צילום: יונתן מור

מאז ראשית התרבות האנושית, מסמלים המים חיים וברכה בעיקר באזורנו, השחון ולעיתים צחיח. הבצורת זכתה לאינספור אזכורים במקורות: היא זו שהורידה את בני ישראל למצרים וגרמה לגלי הירידה גם לאחר החזרה לכנען ואפילו משה רבנו ביסס את מנהיגותו כשהוציא מים מן הסלע. בעידן המודרני, הקידוחים שנעשו בימי המנדט אפשרו את המשך קליטת העלייה וביססו את החקלאות של המפעל הציוני. המאבק על השליטה במקורות המים היה בין הגורמים לפריצתה של מלחמת ששת הימים ומוזכר כגורם למלחמות עתיד במזרח–התיכון.

 לכאורה, סיפור התלות בכוחות הטבע היה צריך להסתיים בימינו. בעידן שבו מפעלי מים משוכללים מובילים מים לכל קצוות הארץ ומוקמים מתקני התפלה, קל לשכוח שהמים הם משאב מוגבל, בעיקר בעשור האחרון בו התגברו הסימנים המעידים על התחממות עולמית. המצב החדש דורש שינוי תפיסתי המביא להכרה כי לאדם יש השפעה על אותם כוחות אדירים. בצד השני של אותה משוואה, האדם חוזר למצבו המקורי, נוכח פגיעותו לאותם שינויים.

איך עושים גשם?

 כבר ארבעה עשורים מתחקה פרופסור דניאל רוזנפלד, מהמחלקה למדעי כדור הארץ באוניברסיטה העברית, אחר פעולת העננים, הנעשים "עצלים" משנה לשנה. לאחר שחקר את הנושא במכונים שונים ובמחקרי שדה שהתפרשו על פני חמש יבשות, הוא כיום אחד המומחים הגדולים בעולם בתהליכי היווצרות הגשם.

 מאז שנות השישים הוא היה מעורב בסדרת "ניסויי ישראל" בהם נזרעו עננים ביודיד הכסף, שפוזר על–ידי הבערת תמיסה במבערים מתחת לכנפי המטוס. יודיד הכסף ידוע ביכולתו להקפיא את המים בענן בטמפרטורות נמוכות מעט מנקודת הקפאון, בהנחה שהפשרתם של גושי הקרח תביא להגברת הגשם. כאן גם נכנס לתמונה חיל–האוויר. טיסות המחקר הראשונות בוצעו כבר בשנת 1953 על–ידי מטוסי טייסת "הפילים" עליהם הורכב זוג מבערים שפיזרו את החומר ברחבי הנגב, שסבל אז מבצורת קשה.

 "הרעיון היה שמטוס B–17 שיכול לטוס גבוה יותר ממטוס הדקוטה, יטוס מעל העננים ויזרע אותם ביודיד הכסף, בעזרת צינור שיצא מעמדת המקלען האחורי של המטוס", כתב סא"ל (מיל') יהודה ארבל (פופקו), לשעבר מפקד טייסת "הפילים", בספר המורשת. "תפקידה של הדקוטה היה להימצא מתחת לענן, לשמוע בקשר על פיזור החומר ולדווח חזרה אם יורד גשם". הטיסות, שהיו ידועות כמסוכנות, הופסקו לאחר זמן קצר.

 בשנים 1961–1967 בוצע ניסוי מדעי בשם "ישראל 1" בו נזרעו שני אזורים: קו חדרה–גבול הצפון וקו אשקלון–הרצליה. תוצאות הניסוי הביאו להגדלה ממוצעת של 15 אחוז בכמות המשקעים במורד הרוח מקו הזריעה. המסקנה הייתה כי רוב הגשם בארץ נוצר בתהליך בו טיפות מים בסביבה הנמוכה מאפס מעלות הופכות לקרח. התהליך מתרחש אם באוויר מתקיימים מספיק חלקיקים מיקרוסקופיים, הנקראים אירוסולים (גרעיני קפאון) סביבם נוצרים גבישי הקרח. בחלק מהמקרים קיים מחסור בגרעיני קפאון טבעיים, לפיכך, תוספת מלאכותית שלהם, באמצעות יודיד הכסף, עשויה להגביר את כמויות הגשם.

 הידע הרב הנצבר בישראל מאיץ את טיסות הזריעה במדינות נוספות, שם הן הסתיימו כמעט תמיד בהצלחה פחותה. מה היה סוד ההצלחה הישראלי? "לא היינו הראשונים בתחום, אך הקפדנו לעבוד בצורה מסודרת מאוד", מסביר רוזנפלד. "בהרבה מקומות בעולם זורעים ללא מחקר מתאים ובקרה, מה שמעיד באופן דחוף על הצורך הנואש במים. אפשר לדמות זאת לחולה אנוש הנעזר ברפואה אלטרנטיבית, על–מנת לקבל מעט תקווה. עדיין לא הגענו למצב שבו ניתן לתת מרשם שיבטיח ריפוי. מוקדם מדי להגיד שזה מה שאנחנו צריכים באופן גורף, למרות ואולי מפני שאנחנו מובילים בתחום".

ציידי העננים

 גבישי קרח רבים הספיקו להיווצר ולהיעלם מאז סיום אותם ניסויים, אך זריעת העננים בצפון ממשיכה ברצף. איך עושים את זה? התשובה נמצאת במבנה צנוע, הממוקם בנתב"ג בו "מפקד הטייסת" הוא דווקא חזאי. נא להכיר: הענף להגברת המטר, השייך לשח"ם, חברת בת של "מקורות". רס"ן (מיל') נתי גליק, לשעבר קצין במערך החיזוי בחיל–האוויר וכיום מנהל הענף, נמצא בחדר המבצעים ומביט מערבה לעבר הים, מחכה לגשם. מעלינו מתנשא המכ"ם הוותיק בארץ, הכלי העיקרי במעקב אחר ענני הגשם ומטוסי החברה והאחראי למפות מזג–האוויר בתחזית הטלוויזיונית.

 “הלוויין עוקב אחר עננים בטווח 250 קילומטר ובנוסף יש צלחת לקליטת נתוני לוויינים מטאורולוגיים בכיסוי של אלפי קילומטרים, מהודו במזרח ועד ארה"ב במערב ומשדר לנו תמונה אטמוספרית כל רבע שעה", מסביר גליק.

 תמונות ענני הגשם מתעדכנות בכל חצי דקה, כאשר טיפת מים גדולה יותר גורמת להחזר גדול יותר במכ"ם ונצבעת בו בצבע בולט יותר. אותה תצוגה מאפשרת גם מעקב אחרי מיקומם של שני מטוסי הזריעה מדגם צסנה "סקיימסטר 337", דו–מנועי כמובן, על כל צרה שתבוא.

 ב"גף המבצעים" ניבטת מפת הארץ מעל מסכים רבים. ביום המחרת צפוי לרדת גשם והשיבוצים על פי תחזית מדוקדקת לשלושת הימים הקרובים, ידועים מראש. המעקב מתבצע כעת אחר העננים בגובה שבין 5,000–15,000 רגל, הסביבה המתאימה ליצירת גרעיני קפאון. “ריכזנו את התפעול בכמעין קוקפיט", מתאר גליק.

 לצד המערכות הישנות, מוצגת מול המפעיל תמונת המכ"ם המתעדכנת בזמן אמת. “חיל–האוויר מפעיל מכשירי מכ"ם ברמון ובהר מירון ומאז ומעולם קיבל מאיתנו את התמונות שמייצר המכ"ם שלנו במרכז הארץ", אומר גליק.

 על פי היכרותם עם מהלכיו האפשריים של "גנרל חורף", מנסים החזאים לנבא אם כיוון הרוחות יסיע את החומר לכיוון אגן ההיקוות של הכנרת ואם החומר יפגוש שם, זמן קצר לאחר מכן, את העננים בטמפרטורה הנכונה (5–עד 8–) וכמו כן, אם הם מכילים מספיק טיפות מים שעוד לא קפאו. “צריך זכור שתוחלת חייו של ענן היא עד שעה ואנחנו רוצים להשפיע עליו במחצית חייו הראשונה, בה הוא עדיין מתפתח. נוצר כאן פרדוקס, כי אנחנו משפיעים עליו בזמן שאנחנו יכולים רק לשער את הפוטנציאל שלו".

מכשפות עם גרזנים

 בדומה למקומות רבים בחיל–האוויר, גם כאן עובדים לפי הזנקות. החזאים מתקשרים לחברת "גבע תעופה", המפעילה את המטוסים ומזניקה את הטייסים אל הליין. תדריך קצר, בדיקה טכנית וכניסה למטוס. פחות משעה מפרידה בין כל אחד מ–15 טייסי הגשם להמראה. הטיסה עצמה קשה יחסית ומתבצעת תמיד בתנאי מכשירים. היא נמשכת בממוצע ארבע שעות, כולל זריעה. גם כאן עשוי להיכנס אלמנט שמירת הרצף, בדומה לטייסות החוזי בחיל, במידה ומדובר במערכת גשמים רצינית וממושכת.

 על חווית טיסה במסגרת זריעת עננים, כתבה רוית נאור בעיתון "הארץ": “מזג–האוויר בדרך חזרה לא עשה לנו הנחות. דווקא עכשיו, אחרי ארבע שעות וחצי של טיסה, כשהעיניים כבדות והגוף עייף מהדריכות ומהטלטלות העזות, הראות בגישה לנחיתה על מסלול 12 הייתה קרובה למינימום הנדרש. מעל לגוש דן התנשא ענן קומולוניבוס עצום. הפקח של נתב"ג שאל בקשר אם אנחנו מעוניינים לעקוף אותו. יצחק שילה הניד את ראשו בשלילה וחדר דרכו. עד שלא הרגשת מה זה מכשפות זקנות שיורדות מהשמיים עם גרזנים, כאילו לא עשית טיסת גשם".

 ב"גף הטכני" מתפעלים ומתחזקים הן את המבערים המותקנים משני צידי המטוס והן את התנורים הקרקעיים, המפזרים את החומר בתהליך שריפה דרך הארובות, אל השמיים. בעבר היו מושמעות בסוף מהדורות החדשות הקריאות המסתוריות משהו, "להפעיל את התנורים", שהיו מיועדות לחקלאים שבשדותיהם היו התנורים מוצבים. כיום השיטה כבר שונה.

 “בשנים האחרונות הגענו למצב בו כל התנורים, 32 במספר, ניתנים להפעלה אוטומטית ושליטה ובקרה מרחוק, על–ידי תוכנה שהיא פרי פיתוח עצמי", מצביע גליק על גלילי המתכת הכבדים. "הזזנו את חלקם למקומות בהם יוכלו להועיל יותר, על פי תוצאות הרצת סימולציות ממוחשבות. גם התנורים עצמם עברו מתיחות פנים: הגדלנו את נפח המיכל והארכנו את הארובות על הגג באתרים של חברת 'מקורות' הנמצאים על רכסים גבוהים".

 שינויים מכניים הוכנסו בעשור האחרון גם במבערים המוטסים, שהביאו להגדלת הזמינות המערכתית ושיפרו את יכולת הפיזור והניצול של החומר באוויר. בכל טיסה נדחסים 50 ליטרים של התערובת בלחץ אוויר דרך מבער. האצטון המרכיב 95 אחוז מהתערובת גורם לשריפתה ולפיזור גבישי יודיד הכסף באוויר. הטיפול החשוב ביותר, לפחות בטווח הארוך, מתבצע בסנסורים החדישים של מטוס המחקר, החבר השלישי בצי המטוסים המשמש גם כ"מחזיק הכוננות". זה אותו מטוס ביצ'קראפט המזכיר את ה"צופית" הצבאית. באמצעות החיישנים שעליו, ניתן למדוד את פילוג גדלי טיפות הענן, ריכוז גבישי הקרח וחלקיקי המשקעים, גרעיני ההתעבות וריכוזי האירוסולים בהם.

מקום לדאגה?

 כאן יכולה לעלות השאלה: מדוע אחרי כל צבירת הידע המדעי והשיפורים הטכנולוגיים שהוצגו כאן, אנחנו לא רואים עלייה במפלס הכנרת? מסתבר שגם במדעי הטבע, התשובה תלויה בנקודת מבטו של המשיב. עובדה אחת שאין עליה עוררין, היא הירידה בכמויות הגשמים באגן ההיקוות של הכנרת.

 “אנחנו מקבלים מגמה ברורה של ירידה בכמות הגשם ההררי שמתבטאת, לצערנו, במיוחד בצפון–מזרח הארץ", מתאר רוזנפלד. "המטרה היא להגביר את כמויות הגשם באותם מקומות. אם בעבר הרחוק ראינו עלייה של כמויות הגשם באזורים הזרועים עלייה זו קוזזה בהמשך עקב מגמת הירידה בכמויות הגשמים. המשך מגמה זו הביא היום למצב בו יורד פחות גשם באיזורים הזרועים מאשר במצב הבלתי זרוע".

 כאן חוזרת ההתחממות העולמית למרכז הבמה. מאז ראשית הדיון בתופעה זו, ניסתה קבוצה של מדענים להפריך את הקשר בין פעולות האדם להתחממות הכדור המתרחשת, לשיטתם, על פני פרקי זמן מחזוריים. פרופסור רוזנפלד הוא ממש לא אחד מהם. "אני לא בודק האם קיימת התחממות עולמית, אני מתעד אותה", מופתע רוזנפלד מהצגת שאלה כזו בשנת 2010. “כשהצביעו הידרולוגים על כך שכמויות המים שמגיעות לכנרת אינן עולות, התחלנו לחקור את הירידה בכמויות המשקעים, כשההשערה המרכזית היא שהגורם לה הוא זיהום האוויר".

 כדי להבין מה הקשר בין השניים, יש לחזור לניסויי ישראל, שהתרחשו גם במרכז הארץ ודרומה, שם התגלתה הזריעה כבלתי אפקטיבית.
 
 לזריעה יש יכולת להגביר את פוטנציאל הגשם בענן באמצעות הוספת גרעיני קפאון וכאלה מגיעים בשפע לאותם אזורים על ידי הרוחות הנושאות את האבק מכיוון אפריקה. עודף בחלקיקים ובמיוחד אלה הנפלטים כזיהום אוויר עלול אף להוביל לירידה בכמות הגשמים. מעבר להתפשטות של אותן רוחות טעונות אבק מדברי, ההסבר המרכזי דורש מכל מי שלמד בשיעורי טבע כי אין גשם חומצי בישראל, לעשות הערכה מחדש.

 “ככל שאנחנו עולים צפונה רמת החומציות, המעידה על זיהום תעשייתי עולה. העננים בצפון הארץ, לטוב ולרע, כנראה פשוט רגישים יותר למעשינו", מתאר רוזנפלד. “כמובן שלנו כתושבי המקום יש תרומה לזיהום, אך היא דווקא מורגשת בימים לא–גשומים. מכאן, שחלק גדול מהזיהום מגיע אלינו יחד עם הגשם, בעיקר מאירופה המתועשת".

פיינל 4

 וכך החל ניסוי ישראל 4, שנועד לבדוק את מכלול השאלות הללו גם באמצעות מטוס המחקר. בחלק האקראי שלו מתוכננת זריעה ב–50 אחוזים מימי הזריעה הפוטנציאליים, שנועדה להשוותם לימים הלא–זרועים. “הבעיה העיקרית בניסויים אטמוספריים היא הקושי ביצירת דיוק. לא מדובר פה בתאי שטח מוגדרים שניתנים לתחימה וביקורת. אין לנו שני ימים שנראים לגמרי אותו דבר, צריך להעריך את כמות הגשם הטבעי באמצעות אזור אחר עם התנהגות משקעים דומה", מסביר רוזנפלד.

 באופן סמלי, החלק הזה נדחה כבר שלושה חורפים, בשל כמויות הגשמים שאינן מספיקות. “כרגע אנחנו מקווים להתחיל ב–1 בנובמבר 2010 והניסוי עתיד להימשך לפחות ארבע שנים, בהנחיית רשות המים", מסביר גליק. “הזמן הזה מאפשר לנו דיוק מירבי, על התכנון הסטטיסטי וניתוח תוצאות הניסוי הופקדו שני פרופסורים לסטטיסטיקה. כך גם נזכה לקשת רחבה של דעות מתחומים שונים, לאורך השלבים השונים. עד לאותו תאריך אנחנו מבצעים קשת של בדיקות מדעיות וטכניות כדי לזהות באילו מדדים אנחנו יכולים לשפר את הזריעה. השאיפה שלנו היא להגיע למחקר בתנאים אופטימליים מבחינת מערכות הזריעה, דרכי ההפעלה שלנו ויכולות דגימת האטמוספירה. כך נוכל לקבל בעתיד את המידע המדויק ביותר על הריכוז, הגודל, המבנה וההרכב של הטיפות".

 בין אם היו אלה שיטות זריעה שונות, אזורי אקלים מדבריים או טרופיים, מחקרים של גורמים פרטיים או ממשלתיים, הנתונים הובילו למסקנות חד–משמעיות ביחס להשפעת האדם על הרכב העננים ותהליכי יצירת הגשם בהם. “זה לא מקרי שטיסות המחקר שלי בברזיל התבצעו לצד שותף גרמני. האיחוד האירופי הבין שאם מזג–האוויר באזורים הטרופיים משתנה, יכולה להיות לכך השפעה מרכזית על המשקעים והטמפרטורות אצלו בבית".

 גם באוניברסיטה העברית שני פרופסורים בלבד תומכים בגישה האופוזיציונית, מבין כל הקולגות בפקולטה למדעי הטבע. “זה מזכיר לי את המחלוקת שהייתה קיימת בעבר סביב הנזקים שגורם עישון הסיגריות. יותר קשה ליצור הכרה בבעיות האקלים, כי הזיהום שאנחנו מעשנים בעל–כורחנו אינו ניתן לבקרה כמו עישון סיגריות. יחד עם זאת, רוב הדברים ברורים. אנחנו פשוט צריכים לעבור לטכנולוגיות שמזהמות פחות מבחינת גזי חממה, שבסופו של דבר יהיו גם יותר משתלמות מבחינה כלכלית. נוצר כשל שוק עולמי וזה מסביר גם את הקשיים בניסוח מצע משותף בועידת קופנהגן".

 האם יוכל האדם לשנות כוחות אדירים כל–כך? ימים יגידו. בינתיים יתכן ש–350 שעות טיסה בעונה יכולות לשנות במקצת לטובה את מזג–האוויר, לפחות כאן.

"לא מורידים את הרגל מהדוושה"

"אנחנו עומדים בפני בחינה נוספת של אפקטיביות שיטת הזריעה", מסביר מנכ"ל מקורות, סא"ל (מיל') עידו רוזוליו, טייס "עיט" בעבר ומדריך בבית–הספר לטיסה כיום.

 מלבד העבר בחיל–האוויר, היה אביו נוהג להפעיל את התנורים. “ידועות לנו שיטות שונות ומשונות מהעולם בהן מנסים להאיץ בעננים. בסין למשל, יורים קטיושות אל תוך העננים, אבל אנחנו לא נעשה זאת בצפון, מהסיבות הברורות.

 בראייה כוללת החברה התארגנה בשנת 2009 להוספה של עשרות קידוחים, על–מנת לקלוט את מי התהום עד להקמת מתקני התפלה נוספים, כמו זה הנבנה באשדוד. המגמה היא להכין את כל הארץ לעידן המים המותפלים, כאשר המים יעברו למוביל הארצי מן הים ולא מהצפון הגשום.

 התהליך מצריך שינוי עצום בתכנון ותפעול כל מערכות המים במשק הישראלי. כשנקבל את מסקנות "ישראל 4", שיהיו אמפיריות ומדידות, נפעל לאורן ונשנה או נוסיף טיסות במידת הצורך.

 עד אז החברה רואה בכך פעילות חשובה ותורמת. אנחנו לא מורידים את הרגל מהדוושה".

עוד באותו מדור

לנצח את הסופה

המטוס הוא אותו מטוס והטייסים משני צידי המתרס אפילו מכירים זה את זה, אבל ה"מלחמה" ניטשת במלוא עוזה כי אף אחד לא מוכן להפסיד. שתי טייסות קרב תירגלו ימי מלחמה אינטנסיביים, במהלכם טסו ללא מכשירים, תקפו והתגוננו וניסו למצוא פתרונות למצבים קשים ומסובכים
אל"ם אילן רמון ז"ל בתקופת האימונים בנאס"א

ממשיכים את דרכו

אחד מהתחומים הקרובים לליבו של אל"ם אילן רמון ז"ל היה החינוך וראיית הדור הצעיר כעתידנו בחלל. פרויקט חינוכי מיוחד על שמו מהווה ביטוי לתפיסה זו ומסייע לילדים מרחבי הארץ לבנות את עתידם בהתאם למורשתו של האסטרונאוט הישראלי הראשון במלאת שבע שנים לאסון הקולומביה