עמעום עולמי

תצלום מאת נאס"א של פסי התעבות ועננים טבעיים. הפסקת הטיסות הזמנית בעקבות ההתקפות של 11 בספטמבר 2001, והעלייה של הפרשי הטמפרטורות בין היום ללילה בתקופה זו, העניקה ראייה אמפירית להשפעה של ענני הקרח הדקים על פני השטח של כדור הארץ

עמעום עולמי הוא הירידה ההדרגתית בכמות הקרינה המגיעה לפני השטח של כדור הארץ. הירידה נצפית מאז תחילת המדידות השיטתיות בתחילת שנות החמישים של המאה ה-20. הירידה משתנה על פי המיקום הגאוגרפי, אבל הממוצע העולמי עומד על כ-4% של הפחתה בשלושת העשורים שבין 1960 ל-1990. מגמה זו התהפכה בעשור האחרון.

העמעום העולמי גורם להתקררות, ולכן ממתן את ההתחממות העולמית, אולם דבר זה גם עשוי למסך את העוצמה האמיתית שבה תורמים גזי חממה להתחממות העולמית. ייתכן גם כי העמעום העולמי משפיע על דפוסי ירידת הגשמים, בעיקר באזורים הטרופיים, דבר התורם לבצורות ולשיטפונות.

גורמים והשפעות

השערה נפוצה היא שהעמעום העולמי נגרם כתוצאה מנוכחות מוגברת של חלקיקי אירוסול באטמוספירה. חלקיקי אירוסול וחלקיקי זיהום אחרים סופגים את אנרגיית השמש ומתנהגים כמו מראות המחזירות את אור השמש חזרה לחלל החיצון. החלקיקים יכולים גם להפוך לגרעיני התעבות עבור טיפות עננים. זיהום מוגבר, הגורם ליותר חלקיקים, יוצר עננים המורכבים מכמות גדולה יותר של טיפות קטנות יותר, דבר שמוביל לכך שעננים אלו מתפקדים כמחזירי אור טובים יותר, ולכן מחזירים יותר אור שמש חזרה לחלל.

עננים מונעים מעבר חום שמגיע מהשמש וגם חום שנפלט מכדור הארץ. ההשפעות שלהם מורכבות ומשתנות על פי זמן, מיקום וגובה. במשך היום עצירת החום מהשמש היא המשמעותית יותר, דבר הגורם להשפעה מקררת. לעומת זאת, בלילה קרינת החום החוזרת מהעננים אל פני הקרקע מאיטה את בריחת החום מפני כדור הארץ.

ההשפעה (של 2%–3%) נובעת משינויים בתוך האטמוספירה של כדור הארץ. עוצמת השינוי בקרינה הסולארית בשכבות הגבוהות של האטמוספירה השתנתה בעוצמה קטנה בהרבה. ההשפעה משתנה באופן משמעותי במקומות שונים בפלנטה, כאשר ההפחתות החזקות ביותר נמצאו בחצי הצפוני של כדור הארץ, בקווי הרוחב האמצעיים.

מחקר

דיווחים מוקדמים על "עמעום עולמי" עוררו עניין מועט, אולי מכיוון שהמונח עצמו טרם נטבע. נראה שהדיווחים המוקדמים ביותר הם מאת מ. בודיקו "ההשפעות של תנודות בקרינת השמש על אקלים כדור הארץ", משנת 1969, שנתפרסמו בטלוס. החל מסוף שנות ה-80 החלו מדענים באופן בלתי תלוי לחקור סדרות נתונים של קרינה סולארית, וגילו מגמה עולמית של ירידה – אוטוסמו אומורה ב-1989 "שינוי מתמשך של קרינה סולארית באירופה", ויוי ראסק ב-1990 "מגמות של קרינה סולארית, עננות, ושקיפות אטמוספירית במהלך העשורים האחרונים באסטוניה", ובטה ליפרט ב-1990 "קרינה סולארית בגרמניה – מגמות נצפות והערכה של גורמיהן". גרי סטנהיל, שחקר את הירידות ברחבי העולם במאמרים רבים (ראו הפניות), הוא שטבע את המונח "עמעום".

מחקרים בלתי תלויים בישראל ובהולנד, בסוף שנות-80, הצביעו על צמצום ניכר בכמות אור השמש, למרות עדויות נרחבות לכך שהאקלים מתחמם (ראו התחממות עולמית). קצב העמעום שונה במקומות שונים בעולם, אבל הוא מוערך בכ-2%–3% לעשור, וייתכן שהמגמה התהפכה בתחילת שנות ה-90. קשה לבצע מדידות מדויקות בגלל הקושי לבצע כיול מדויק של ציוד המדידה, ובגלל הבעיה של כיסוי המרחב. אך ההשפעה קיימת כמעט בוודאות.

כאמור, ההשפעה משתנה במקומות שונים בפלנטה, אבל ההערכות לגבי הערכים של ממוצעים עולמיים הן:

• 5.3% (W/m² 9) בין השנים 1958-85; (Stanhill and Moreshet, 1992)
• 2% לעשור בין 1964 ל-1993 (Gilgen ושות', 1998)
• 2.7% לעשור (בסך הכול W/m² 20) עד שנת 2000 (Stanhill and Cohen, 2001)
• 4% בין 1961 ל-1990 (Liepert 2002)

במחקר שפורסם בינואר 2019 בכתב העת Science בהובלת החוקר הישראלי פרופסור דניאל רוזנפלד מהאוניברסיטה העברית עולה כי האירוסולים מקררים את האטמוספירה בשיעור כפול לעומת הערכות קודמות. למחקר עשויות להיות השלכות על הערכת מידת ההתחממות שיגרמו שינויי האקלים במהלך המאה הקרובה.

פרויקט אינדואקס

בסוף שנות ה-90 נערך פרויקט בינלאומי של מדידות באוקיינוס ההודי בשם פרויקט אינדואקס (INDOEX). הפרויקט, שבו השתתפו עשרות מדענים ושבראשו עמד ורבהדרן רמתהן, כלל אלפי מדידות מסוגים שונים, ארך ארבע שנים, ועלה 25 מיליון דולר. הוא נועד לבדוק כיצד משפיעים המזהמים המאקרוסקופיים שהוסעו דרומה מהודו על עמעום השמש באיים המלדיביים.

השוואה בין אזור האיים הצפוניים לאזור האיים הדרומיים הראתה שהזיהום מהודו גרם להיווצרות שכבת עננים בעובי שלושה קילומטרים. דבר זה הוביל לעמעום של כ-10% מאור השמש שהגיע לפני השטח באזור מתחת לענן – הפחתה גדולה בהרבה ממה שהמדענים שיערו. המודלים של רמהתן לדוגמה, חזו עמעום של כחצי אחוז עד אחוז לכל היותר. הפרויקט הראה באופן מפורט כיצד תערובת של סולפות, פיח, ומזהמים אחרים חוסמת באופן ישיר את השמש, וחשוב מכך, גורמת ליצירת עננים המתפקדים כמחזירי אור שמש לחלל.

פסי התעבות

כמה מדעני אקלים העלו תאוריות לפיהן פסי התעבות של מטוסים קשורים לעמעום העולמי, אבל ההשפעה המתמשכת של תעבורה אווירית לפני כן פירושה שלא ניתן לבדוק דבר זה. הקרקוע המוחלט כמעט של תעבורה אווירית אזרחית בשלושת הימים לאחר הפיגוע של 11 בספטמבר, העניק הזדמנות נדירה שבה ניתן לצפות באקלים של ארצות הברית ללא ההשפעה של פסי התעבות. במשך תקופה זו, נצפתה עליה של למעלה ממעלת צלזיוס בשינוי הטמפרטורה היומי בכמה מקומות בארצות הברית, כלומר, פסי התעבות של מטוסים עלולים להגדיל את הטמפרטורה הלילית או להוריד את הטמפרטורה היומית בשיעור גדול בהרבה ממה שחשבו לפני תצפיות אלה.

ההשפעות על דפוסי ירידת גשמים

ייתכן שהעמעום העולמי גרם לשינויים מאסיביים בדפוסי מזג האוויר. מודלים אקלימיים מצביעים על האפשרות שההפחתה בכמות קרינת השמש המגיעה לפני השטח תרמה לעצירתם של גשמי המונסון באפריקה שמדרום למדבר סהרה בשנות ה-70 וה-80, דבר שתרם לבצורת ולרעב המוני באזור הסאהל באפריקה.

רצועת הגשם הטרופית נעה צפונה ודרומה בהתאם לעונות השנה, ועם עלייתה צפונה היא מביאה את גשמי המונסון לאפריקה ולאסיה. לפי ההשערה, זיהום אוויר שמקורו באירופה ובאמריקה הצפונית הביא להתקררות של אזורים מעל האוקיינוס האטלנטי, אוויר קר זה הקשה על רצועת הגשם הטרופית לנדוד צפונה, ועקב כך גרם להעתקת גשמי המונוסון לקווי רוחב דרומיים יותר. דבר זה הוביל לבצורת מתמשכת באזור אפריקה. הרעב ההמוני באזור הסהל הוביל למותם של מיליון איש, והשפיע על חייהם של 50 מיליון איש. טענה זו אינה מקובלת על כולם וקשה מאוד לבדוק אותה.

כמו כן קיים חשש שמנגנון דומה עלול לשנות את דפוסי גשמי המונסון באזור הודו והמזרח הרחוק, דבר שישפיע על מילארדי אנשים.

מדענים הגיעו גם למסקנה לפיה חוסר האיזון בין העמעום העולמי וההתחממות העולמית בפני השטח מוביל לזרמי מערבולות חום חלשים יותר אל האטמוספירה. פירוש הדבר הוא התאדות עולמית קטנה יותר ולכן משקעים המתרחשים בעולם עמום יותר וחם יותר, דבר שעלול להוביל לאטמוספירה לחה יותר בעלת פחות משקעים.