האירוסול מרחף באטמוספירה. מקורו יכול להיות טבעי (למשל מהתפרצויות הרי געש) או מקור מלאכותי (לדוגמה כתוצאה משריפת דלקים). ריבוי האירוסולים גורם בין השאר לתופעות של אובך ולצבע האדום בשקיעות ובזריחות.
סוגי אירוסול.
שלושה סוגים של אירוסולים משפיעים באופן משמעותי על אקלים כדור הארץ.
1. אירוסול וולקני.
שכבת האירוסול הוולקנית אשר נוצרת לאחר התפרצויות וולקניות גדולות (כדוגמת הר פינאטובו). שכבת האירוסול הדומיננטית נוצרת למעשה על ידי גז דו תחמוצת הגופרית המומרת לטפטפות של חומצה גופרתית במשך שבוע עד מספר חודשים לאחר ההתפרצות. רוחות מפיצות את האירוסולים עד שאלה מכסים את העולם באופן מעשי לאחר היווצרותם, תרסיסים אלה נשארים כשנתיים, הם משקפים את אור השמש, מצמצמים את כמות האנרגיה המגיעה לאטמוספירה התחתונה ועל פני כדור הארץ ומקררים אותם.
2. אבק המדבר.
הסוג השני של האירוסול העשוי להשפיע משמעותית על האקלים הוא אבק מדברי. רעלות אבק דומות זורמות במדבריות ביבשת אסיה. ניסוי הטכנולוגיה בחלל בספטמבר 1994 (LITE) על סיפון מציאת מעבורת החלל מצא שהחלקיקים בכוויות האבק הללו הם גרגרי עפר דקים המפוצצים משטח המדבר. גרגרים אלה גדולים יחסית לתרסיסים אטמוספיריים ובדרך כלל היו נופלים מהאטמוספירה לאחר נפילה קצרה אם הם לא היו מתפוצצים לגבהים גבוהים.
3. אירוסול מעשה ידי אדם.
הסוג השלישי של האירוסול מגיע מפעילות אנושית. המרכיב העיקרי מגיע בצורה של אירוסולים גופרתיים הנוצרים על ידי שריפת פחם ושמן על ידי האדם ועל ידי אנשי מקצוע העוסקים באקלים כדור הארץ. הריכוז של תרסיסי גופרית מתוצרת האדם באטמוספירה גדל במהירות מאז תחילת המהפכה התעשייתית. ריכוז האירוסולים הוא הגבוה ביותר בחצי הכדור הצפוני בו מרוכזת הפעילות התעשייתית.
גודל האירוסול.
האירוסול ניתן לחלוקה לשלוש קבוצות:
חשיבות האירוסול.
חשיבות האירוסול נובעת מתפקידו המרכזי בוויסות האקלים של כדור הארץ, בין היתר הודות להשפעתו על כמות קרינת השמש החודרת את האטמוספירה. באזורים הגבוהים של האטמוספירה אירוסולים גורמים באופן ישיר להחזרה של חלק מקרינת השמש לחלל. באופן עקיף, בשכבות הנמוכות של האטמוספירה, האירוסולים מעודדים יצירת עננים ומשנים את צורתם, משום שהם מספקים גרעיני התעבות לאדי המים.
השפעות האירוסול (ישירות ועקיפות).
לאירוסול ישנן השפעות ישירות ועקיפות. השמש מספקת את האנרגיה שמניעה את האקלים של כדור הארץ, אך לא כל האנרגיה שמגיעה לראש האטמוספירה מוצאת את דרכה לתוך כדור הארץ. הסיבה לכך היא שאירוסולים ועננים שנזרעו משמשים כרבע מהאנרגיה של השמש בחזרה לחלל. השפעת האירוסול על האור תלויה בעיקר בהרכב ובצבע: חלקיקים בהירים או שקופים נוטים לשקף קרינה. אירוסולים כהים יותר יכולים לספוג כמויות משמעותיות של אור. לאירוסולים יכולה להיות השפעה רבה על האקלים כאשר הם מפזרים אור, כלומר שכשאשר גז האירוסול מתפזר לאוויר, הוא מפזר איתו ביחד אור. ההשפעות הבריאותיות ברורות - חומר עדין יותר באוויר פוגע בבריאות האדם.
בעוד שאירוסולים יכולים להשפיע על האקלים על ידי פיזור אור ושינוי, הם יכולים גם לשנות את האקלים באמצעות עננים. בקנה מידה עולמי, תרסיסי "השפעות עקיפות" אלו באירוסול בדרך כלל פועלים בניגוד לגזי חממה וגורמים לקירור. אירוסולים טבעיים הם גרעיני העיבוי הנפוצים ביותר, לעומת זאת אוויר מזוהם מכיל כמות גבוהה הרבה יותר של אירוסולים מתמוססים במים, כלומר עננים עתירי זיהום נוטים להיות בעלי טיפות רבות יותר, אך קטנות יותר.
מחקר האירוסול.
אחד הנושאים הנחקרים היום בתחום איכות הסביבה הוא כיצד האירוסולים משפיעים על משקעים ולהפך - כיצד הגשם משפיע על כמות האירוסולים באוויר. לאור זאת, אחת המשימות של האסטרונאוט אילן רמון בחלל הייתה להבין טוב יותר את ההשפעה של החלקיקים על האקלים ועל העננים בפרט. מדענים משתמשים במערך של מכשירים לוויניים, מטוסים וכלי קרקע כדי לפקח על אירוסולים. לוויינים מספקים נקודת מבט עולמית קריטית להבנת האופן שבו אירוסולים משפיעים על האקלים של כדור הארץ, אך הם רחוקים מהמקור היחיד למידע.
מחקר שנערך בהובלת החוקרים פרופ' פנחס אלפרט, חיים שפיר ואמילי אלחכם מבית-הספר לסביבה ומדעי כדור הארץ ע"ש פורטר באוניברסיטת תל אביב, פורסם בכתב העת Geophysical Research Letters, ב-2021. במחקר זה זוהה לראשונה קשר בין גשם לאירוסולים. נמצא, כי מרגע התחלת ירידת הגשם, חלה ירידה מקסימלית של אירוסולים באוויר עד כשעתיים וחצי (בין 160-140 דקות), שאחריהן כמות החלקיקים מתחילה לעלות חזרה ואף מתגברת מסיבות שונות. לפי פרופ' אלפרט. "אלה נתונים שעד כה לא היו ידועים ולכן נדרש בדחיפות מחקר מקיף של התהליכים הפיזיקליים החסרים במודלים המפותחים כיום במרכזים רבים בכל העולם לשם הבנה טובה יותר של ההשפעות על התחממות כדור הארץ".
חוות חפציבה
חוות חפציבה הייתה חווה חקלאית שפעלה משנת 1906 ועד לפירוקה בשנת 1929 בסמוך לשכונת חפציבה שבחדרה, על הגדה הדרומית של נחל חדרה. ממערב לה עובר כביש 2 ומעברו שוכנים תחנת הכוח אורות רבין ופארק נחל חדרה. כיום השטח הוא בבעלותה של חברת החשמל לישראל, ששחזרה את החווה. המקום מכיל את מרכז ההדרכה הארצי של החברה, על שם יורם אוברקוביץ, מוזיאון לתולדות שאיבת המים בארץ ישראל ופארק פתוח.
הקמת החווה.
שטח החווה, 500 דונם, נכלל בשטח שרכש יהושע חנקין בשנת 1891 שעליו הוקמה העיר חדרה. בשנת 1906 קנה אהרון אייזנברג (1863 – 1931), ממייסדי רחובות, את שטח החווה עבור "אגודת נטעים". האגודה שהייתה בבעלותו שמה לה למטרה להשקיע בהקמת יישובים חקלאיים בארץ ישראל מכספי הון פרטי. שמה של החווה, שנקראה בתחילה "אחוזת קיסריה שבחפציבה", הוענק לה על ידי אולגה חנקין על פי הפסוק:
בין השנים 1906 עד 1914 ניטעו בחווה פרדסים, מטעי שקדים, כרמי זיתים ואקליפטוסים. במקום הוקמה מערכת השקיה באמצעות אמת מים נמוכה ומערכת תעלות. מי נחל חדרה הועלו לבריכת אגירה באמצעות משאבה שהופעלה על ידי מנוע קיטור. מנוע הקיטור בן 105 כוחות סוס הובא ממפעל הזכוכית הכושל של מאיר דיזנגוף שפעל בטנטורה ונסגר כעשר שנים לפני כן. המנוע הוסק בעצים שהיו בשפע במקום. המנוע והמשאבה הותקנו בבית משאבות שהוקם לצורך כך על שפת הנחל. במשך הזמן נדרשה הגברת תפוקת השאיבה ובשנת 1910 הותקן מנוע דיזל ומשאבה נוספת. מאוחר יותר, כאשר מי הנחל ירדו וזוהמו בוצע קידוח והותקנה משאבה לשאיבת מי תהום שחוברה אף היא למנוע הדיזל. מערכת השאיבה פעלה גם לאחר סגירת החווה והמשאבה הופעלה באמצעות מנוע חשמלי.
בשנים 1908–1912 נבנו במקום על גבעה גבוהה שמונה בתים לקליטת משפחות. בשנה הראשונה נבנו בתי משק: מחסן, אורווה, דיר ורפת וכן בית פועלים בן ארבעה חדרים. מספר הפועלים הלך וגדל והגיע לשיא של 60 איש בשנת 1912. חלקם ערבים וחלקם יהודים עולי עליה שנייה.
בשנת 1913 הועלתה הצעה על ידי ישראל בלקינד, אחיה של אולגה חנקין, ליישב במקום את יתומי פרעות קישינייב, אך היא לא יצאה אל הפועל. בשנת 1914 התגוררו בבתים פועלים מחדרה.
דעיכת החווה.
דעיכתה של החווה שהביאה לפירוקה הסופי החלה עם פרוץ מלחמת העולם הראשונה. חברו לכך מספר גורמים:
על קשיי המלחמה נוספה מכת ארבה שתקפה את המטעים בשנת 1915 ופגעה ביבולים.
אהרון אייזנברג לווה כספים והזרימם לחווה, אך זו לא התאוששה. בין השאר שימשה "בית יוצר" לקבוצות חקלאיות עולי עליה שלישית שעלו להתיישב במקומות אחרים. ביניהם חברי קיבוץ חפציבה שהתיישבו בשנת 1922 בעמק יזרעאל לאחר כשנה וחצי של עבודה שכירה בפרדסי החווה. חברי הקבוצה שהגיעו למקום בנובמבר 1920 מצאו את המקום מוזנח וסבלו ממחסור במזון ומקדחת. חיים ארלוזורוב שביקר אותם אמר להם: "היודעים אתם, כי אתם חיי גבורה?".
בשנת 1923, הועברו השטחים של אגודת נטעים, אלו ששכנו ליד בריכת יער ובחוות חפצי בה, לניהול בנק אפ"ק. בתחילה העסיק הבנק פועלים ערבים ומשא ומתן עם פועלי חדרה על עבודה מאורגנת בחווה נמשכה שנים ללא תוצאות. בחווה היו חלק מהעובדים יהודים וחלקם ערבים. בתחילת שנות ה-30 העבודה בחווה הייתה לגמרי עבודה עברית.
ניסיונותיו של אייזנברג למכור חלקים לא מעובדים של החווה ליחידים ולחברות נחלו הצלחה מועטת בלבד. פעילות החווה לא הניבה רווחים, שאפשרו לה להחזיר חובותיה, ובשנת 1929 מכר הבנק את החווה וקרקעותיה למספר גופים לרבות לחברת הכשרת היישוב שבניהולו של חנקין. תביעה של ערבי שטען לבעלות על אדמות חפציבה נדחתה על ידי בית המשפט. בשנת 1932 נעשה ניסיון למכור את הפרדסים אך ללא הצלחה. בספטמבר - אוקטובר 1933 נמכר המשק לחברת הנוטע, שהחליפה את העובדים הוותיקים בעובדים חדשים, רובם ערבים.
החווה ננטשה לגמרי, מטעי הפרי המשיכו לפעול עד שנות השישים של המאה העשרים מושקים על ידי מערכת השאיבה המקורית. בשנים שלפני קום מדינת ישראל שימש המקום לאימוני ההגנה.
בשנת 1947 הוקמה בחווה מכוורת במסגרת חוות ניסיונות ממשלתית. בה למדו את מקצוע הדבוראות. הלימודים המעשיים נערכו בחפציבה ואילו הלימודים העיוניים נערכו במדרשת רופין. חוות הניסיונות לגידול דבורים פעלה, לפחות, עד שנת 1953.
שימור החווה.