ניסויי ישראל

ניסויי ישראל הם שמם של ארבעה ניסויים: ניסוי ישראל-1, ניסוי ישראל-2, ניסוי ישראל-3, וניסוי ישראל-4 שנערכו משנות ה-60 והלאה, שמטרתם הייתה לבחון את השפעתה של זריעת העננים עם יודיד הכסף על כמות הגשם היורדת במדינת ישראל. יודיד הכסף היינו חומר שיכול לשמש כגרעין קיפאון יעיל שגורם לטיפות לקפוא בטמפרטורות חמות מטמפרטורת הקפיאה ההומוגנית (38°C-). חוקרים במחלקה למדעי האטמוספירה באוניברסיטה העברית בשילוב עם רשות המים, ובאמצעות שח"מ מקורות ביצוע - המחלקה הטכנית של מקורות דאז, חיפשו שיטה להגדיל את כמויות הגשם היורדות בארץ. בניסוי קודם שנערך בישראל בשנות ה-50 נזרעו עננים ביודיד הכסף, נמצאה עלייה מסוימת בכמות המשקעים באזור המטרה, אולם הניסוי תוכנן ללא ביקורת ולכן אי אפשר היה לקבוע אם אמנם העלייה שנמדדה בכמות המשקעים נגרמה מזריעת העננים, או שמא הייתה זו תוצאה מקרית. בשנת 1960 הוחלט להפעיל את פרויקט הגברת הגשם בקנה מידה ארצי. הוחלט לבצע את הזריעה ממטוס שטס במסלול טיסה קבוע בסמוך לבסיסי העננים במקביל לקו החוף. הניסוי הרביעי והאחרון החל בשנת 2013 והופסק בשנת 2021. ניסוי ישראל–1 נערך במרוצת שש וחצי עונות הגשם שבין פברואר 1961 לאפריל 1967. הניסוי תוכנן במתכונת ניסוי מצולב של שני אזורי מטרה – צפון הארץ ודרומה. כל יממת גשם נקבעה כיחידת ניסוי, ומטוס הזריעה נשלח באקראי לאזור הניסוי הצפוני (ממזרח לקו חדרה-גבול הצפון) או לאזור הניסוי הדרומי (ממזרח לקו אשקלון-הרצליה). האזורים הבלתי זרועים שבמרכז שימשו אזורי ביקורת להערכת כמות הגשם שהייתה יורדת גם בלא הזריעה. הניתוח הסטטיסטי של תוצאות הניסוי התבצע לפי פרמטר "היחס הכפול": D R = R t s / R c s R t u s / R c u s {\displaystyle DR={\frac {Rt_{s}/Rc_{s}}{Rt_{us}/Rc_{us}}}} כאשר DR היינו פרמטר היחס הכפול, Rts ו-Rcs מייצגים את גובה הגשם המדוד בזמנים הזרועים באזור המטרה והביקורת בהתאמה. Rtus ו-Rcus מייצגים את גובה הגשם המדוד בזמנים הלא זרועים באזור המטרה והביקורת, בהתאמה. תוצאות הניסוי הצביעו על כך שבימים הזרועים הושגה הגברת גשם מובהקת בשיעור של 15 אחוזים. הגברה מקסימלית בשיעור של 22 אחוזים התקבלה במרחק בין 20 ל־50 ק"מ במורד הרוח מקו הזריעה. במקביל החל פרופ' יהודה נוימן בתוכנית מחקר בפיזיקת העננים בשביל פרויקט הגברת הגשם. לצורך זה הוקמה המעבדה לפיזיקת העננים והגשם בראשות אברהם גאגין, לימים פרופ' גאגין, אשר עד לפטירתו ב-1987 היה הכוח המניע העיקרי במחקר ובקידום זריעת העננים בארץ . מתוך מחקרי מעבדה ומדידות בעננים באמצעות מטוס מחקר בא אברהם גאגין למסקנות האלה: בענני הגשם המגיעים לארץ, עיקר המשקעים נוצרים בתהליכים המשלבים יצירת גבישי קרח בעננים. לרוב, ריכוז גרעיני הקיפאון הטבעיים בארץ נמוך ביחס לריכוז הדרוש על מנת למצות את מלוא פוטנציאל הגשם מהעננים. לפיכך, תוספת מלאכותית של נבטי קיפאון עשויה להגביר את כמות הגשם. הניסוי ישראל-2 התבצע בשנים 1969–1975 ונועד לאמת את התוצאות שהתקבלו בניסוי "ישראל-1", ולבחון את השפעת הזריעה על רמת הגולן והחרמון שנוספו לשטח מדינת ישראל לאחר מלחמת ששת הימים. מכיוון שהאזור שבו נראתה הגברה מקסימלית של המשקעים היה מחוץ לאגן ההיקוות של הכנרת, קו הזריעה הוסט מזרחה באזור הצפוני. להסטת קו הזריעה מזרחה היה עוד יתרון חשוב: הושאר אזור בלתי זרוע ממערב לקו הזריעה, ובאמצעותו היה אפשר לנתח את גודל האפקט באזור הצפון. ניתוח הניסוי "ישראל-2" גם כן נעשה באמצעות פרמטר היחס הכפול. התוצאות הראו כי הושגה הגברת גשם מובהקת בשיעור של 13 אחוזים, וכצפוי, הוסט אזור ההגברה המקסימלית אל אגן ההיקוות של הכנרת. עוד נמצא, שהגברת הגשם התקבלה בעיקר בימים שבהם הייתה טמפרטורת פסגות העננים בין 12 ל־21 מעלות צלזיוס מתחת לאפס, כצפוי מן התאוריה. השילוב של ממצאי המחקר הפיזיקלי עם הניתוח הסטטיסטי הקנה לפרויקט אמינות ויוקרה בינלאומית רבה. על סמך תוצאות אלה הוחלט לזרוע את צפון הארץ באופן מבצעי, תוך שימת דגש על אגן ההיקוות של הכנרת. באזור הדרום קווי הזריעה נשארו צמודים לחוף, ולכן לא התאפשר אזור ביקורת ממזרח לאזור הזרוע. אי לכך, ניתוח "ישראל-2" התבצע בדומה למתכונת של "ישראל-2", והתוצאות הצביעו על חוסר הסכמה בין שני הניסויים. הוחלט לעשות ניסוי נוסף בדרום, במתכונת דומה לזו שהתקיימה בצפון הארץ ב-"ישראל-2", ולהשאיר אזור ביקורת. ניסוי ישראל-3 נועד לבחון את יעילות זריעת העננים בדרום והתקיים בין השנים 1975 ל-1995. ניתוח ראשוני של ניסוי "ישראל-3" לא הצביע על הגברת גשם באזור הדרום. תוצאה זו עמדה לכאורה בסתירה לממצאים שפורסמו בניסויים הקודמים, והדבר הביא לניתוחים מחודשים של הניסויים "ישראל-1" ו"ישראל-2" באזור הדרום. הניתוח המחודש הראה שגם בשני הניסויים הקודמים לא הגבירה הזריעה את כמות הגשם בדרום הארץ, ובניסוי "ישראל-2" יש אף חשש להפחתה. התעורר אפוא קושי ליישב את ההבדל הגדול באפקט הזריעה בין הצפון לדרום, ונשאלה השאלה כיצד ייתכנו הבדלים גדולים כל כך בתכונות העננים הרלוונטיות להגברת המטר על פני אזור גאוגרפי קטן כל כך? בחיפוש הסבר פיזיקלי לתוצאות הסטטיסטיות התמקדה תשומת הלב בהשפעה האפשרית של האבק המוסע עם הרוח מן המדבריות הגובלים באזור המטרה הדרומי. וינסנט שפר כבר הראה במחקריו המוקדמים שאבק מדברי היינו גרעין קיפאון טבעי, ואכן בימים של סופות חול נמדדו בארץ ריכוזי שיא של גרעיני קיפאון. כמות האבק המדברי הנשטף מן השוליים הדרומיים של מערכות ענני הגשם גדולה כל כך, עד שהוא מצטבר על פני השטח בצורה של אדמת לס המכסה שטחים נרחבים בחלקו הדרומי של אזור המטרה הדרומי ובצפון הנגב. המידע הזה, בצירוף הממצאים הסטטיסטיים החדשים, העלה את החשד שבימים רבים יש בדרום ריכוזים גבוהים של גרעיני קיפאון טבעיים, ותוספת מלאכותית של נבטי קיפאון בימים אלה לא תועיל ואולי אף תזיק, מחמת תחרות יתר על הכמות המוגבלת של מי הענן. כן נמצא – בתצפיות של אובך או של סופות חול במרכז הארץ ובצפון הנגב – שרוח מכיוון דרום-מערבי עלולה להביא אבק ממדבריות צפון אפריקה, סיני והנגב, ואילו לאוויר המגיע מצפון-מערב יש, ברוב המקרים, מסלול ימי יותר. ניתוח מחודש של הניסויים הראה שהגברת הגשם באזורי הדרום התקבלה רק בימים שבהם לא דיווחו על אובך או על רוחות דרום מערביות. הגברה זו קוזזה במלואה ואולי גם יותר מכך על ידי ההפחתה שנצפתה בשאר הימים. עניין מיוחד יש בממצא, שכל תוספת הגשם בניסוי "ישראל-2" צפון התקבלה מ־53 אחוזים ימי הניסוי שבהם לא נצפו אובך או סופות חול. הממצאים שהתקבלו משלושת ניסויי ישראל ממחישים את מידת החשיבות והתועלת הפוטנציאלית שיש לזריעת עננים בזמן הנכון ובדרך הנכונה ואת העובדה שעדיין ארוכה הדרך להבנה מלאה של הנושא. ניסוי ישראל-4 החל בדצמבר 2013 ונכון לתחילת חורף 2019 הוא עדיין מתקיים. ניסוי זה בא לבחון את השינוי ביעילות זריעת העננים לצורך הגברת גשם לאור השינויים האקלימיים שאזורנו עובר, העלייה ברמות זיהום האוויר העלולות להשפיע על תהליכי יצירת המשקעים וכן גם שינויים שמערך הזריעה עבר (שינוי מיקומי תנורי הזריעה ואופן הפעלתם). ניתוח תוצאות הניסוי מתבצעות גם כן בשיטת היחס הכפול בשתי שיטות: (1) גשם מדוד באזור מטרה אל מול אזור ביקורת ו-(2) גשם מדוד באזור המטרה אל מול גשם חזוי ממודל. בתחילת שנת 2021, לאחר 7 שנים של ניסוי ישראל-4, הודיעה רשות המים כי החליטה להפסיק את זריעת העננים להגברת הגשם לאחר שהתגלה כי תרומת פעולה זו היא תוספת של 1.8% בממוצע של מי גשמים דבר אשר אינו מצדיק את העלות הגבוהה של התהליך. גם מחקר שנעשה באוניברסיטת תל אביב, שבו נותחו נתונים מכ-40 שנים של זריעת עננים בארץ, עורר ספק בתרומה של התהליך להגברת המשקעים באזור. תסקיר הניסוי K. R. Gabriel, <0437:rrotia>2.0.co;2 Recent Results of the Israeli Artificial Rainfall Stimulation Experiment, Journal of Applied Meteorology 6, 1967-04, עמ' 437–438 doi: 10.1175/1520-0450(1967)006<0437:rrotia>2.0.co;2 Gabriel, K. R., The Israeli artificial rainfall stimulation experiment : statistical evaluation for the period 1961-1965, Hebrew University of Jerusalem, Dept. of Statistics, 1969 A. Gagin, <1604:tipiwc>2.0.co;2 The Ice Phase in Winter Continental Cumulus Clouds, Journal of the Atmospheric Sciences 32, 1975-08, עמ' 1604–1614 doi: 10.1175/1520-0469(1975)032<1604:tipiwc>2.0.co;2 Gagin, A., and J. Neumann, Modification of subtropical winter cumulus clouds- Cloud seeding and cloud physics in Israel, Bull. Am. Meteorol. Soc 54(10), 1973, עמ' 1085 A. Gagin, J. Neumann, The Second Israeli Randomized Cloud Seeding Experiment: Evaluation of the Results, Journal of Applied Meteorology 20, 1981-11-01, עמ' 1301–1311 doi: 10.1175/1520-0450(1981)0202.0.CO;2 K. Ruben Gabriel, Daniel Rosenfeld, The Second Israeli Rainfall Stimulation Experiment: Analysis of Precipitation on Both Targets, Journal of Applied Meteorology 29, 1990-10-01, עמ' 1055–1067 doi: 10.1175/1520-0450(1990)0292.0.CO;2 Daniel Rosenfeld, Hanan Farbstein, Possible Influence of Desert Dust on Seedability of Clouds in Israel, Journal of Applied Meteorology 31, 1992-07-01, עמ' 722–731 doi: 10.1175/1520-0450(1992)0312.0.CO;2 Amir Givati, Daniel Rosenfeld, Separation between Cloud-Seeding and Air-Pollution Effects, Journal of Applied Meteorology 44, 2005-09-01, עמ' 1298–1314 doi: 10.1175/JAM2276.1 Eyal Freud, Hagai Koussevitzky, Tom Goren, Daniel Rosenfeld, Cloud microphysical background for the Israel-4 cloud seeding experiment, Atmospheric Research 158-159, 2015-05-01, עמ' 122–138 doi: 10.1016/j.atmosres.2015.02.007 Givati, A., Rosenfeld, D., Glick, N., Herel, Y., Shamir, U., Baroch, Z., Stainberg, D. and Bengamini, Y., Planning the Israel-4 Cloud Seeding Experiment אחיה ראב"ד, הכינרת עולה: יופסק פרויקט זריעת העננים להגברת הגשם, באתר ynet, 28 בינואר 2021 אוהד זיס, הזורעים בדמעה לא בטוח יקצורו, באתר מכון דוידסון לחינוך מדעי, ‏1 במרץ 2021 Zev Levin, Noam Halfon , Pinhas Alpert, Reassessment of rain enhancement experiments and operations in Israel including synoptic considerations, Atmospheric Research Volume 97, Issue 4, September 2010, עמ' 513-525