טקס מוכר בימי הקיץ החמים הוא הדלקת המזגן עם הכניסה הביתה כדי שבחדר תשרור טמפרטורת חדר נסבלת (ובשאיפה אף קרירה). כך, גם כדור הארץ שלנו מנסה לשמור על "טמפרטורת החדר" שלו, מה שמביא אותנו למסע מרתק אל לב מאזן האנרגיה של כדור הארץ – האיזון העדין בין האנרגיה שאנחנו מקבלים מהשמש לזאת שחוזרת לחלל.
צפו בפרק של מיזם °מעלה וחצי על מאזן האנרגיה הקרינתית של כדור הארץ:
התנור של מערכת השמש
השמש היא המקור הבלעדי שאחראי על מזג אוויר, על הרוחות ועל זרמי האוקיינוסים. כמות האנרגיה שהשמש פולטת היא בלתי נתפסת: 42 כפול 10 בחזקת 26 ואט (תכתבו רגע את המספר 42 ואז תוסיפו אחריו 26 אפסים). עם זאת, לא כל האנרגיה הזאת מגיעה אלינו, מאחר שככל שמתרחקים מהשמש, האנרגיה ליחידת שטח פוחתת. אפשר לדמות זאת ללייזר; כשהוא קרוב, הוא מרוכז יותר, וכשמרחיקים אותו, האנרגיה שלו מתפזרת. בסופו של דבר, לכדור הארץ מגיעים בממוצע 1,367 ואט למטר מרובע במרחק הממוצע של כדור הארץ מהשמש.
מעלה וחצי - הכתבות הקודמות:
השפעת משבר האקלים על חיי היום-יום בישראל
לא נבואה, כך בונים תחזיות על העתיד האקלימי
פחות חורף, יותר מדבר
שוניות האלמוגים, הקנרית שמתריעה על התחממות כדור הארץ
מה הקשר בין האוקיינוסים למשבר האקלים
מעלה וחצי: האחראי המרכזי לעליית הפחמן הדו-חמצני
מעלה וחצי: כישלון התרמוסטט הטבעי של כדור הארץ
לו היה כדור הארץ שחור, הוא היה בולע את כל האנרגיה שמגיעה מהשמש. אבל כדור הארץ הוא לא שחור, ויש לנו קרחונים, עננים ומדבריות שמחזירים 30 אחוז מהאנרגיה אל החלל. כלומר, רק 70 אחוז מהאנרגיה נבלעת ומשמשת לחימום כדור הארץ. מחישוב עולה שנותרו רק 239 ואט לכל מטר מרובע לחימום של כדור הארץ.
מעולם קפוא להתחממות גלובלית
כמו כל גוף בעולם, גם כדור הארץ פולט אנרגיה. פליטת האנרגיה תלויה בטמפרטורה של אותו הגוף בחזקת ארבע. כלומר, שינוי קטן בטמפרטורה מוביל לשינוי גדול בפליטת האנרגיה. האנרגיה מהשמש מחממת את כדור הארץ, וחלק מהחום של כדור הארץ משתחרר חזרה לחלל. כשהטמפרטורה של כדור הארץ יציבה, האנרגיה הנכנסת מהשמש חייבת להיות שווה לזו שיוצאת מכדור הארץ. מחישוב עולה כי בלי האטמוספרה שלנו, הטמפרטורה הממוצעת של כדור הארץ הייתה 18 מעלות צלזיוס מתחת לאפס. בטמפרטורה כזו, האוקיינוסים היו גושי קרח ענקיים, ולא היו פה מים נוזליים - ולכן גם לא חיים.
כדור הארץ לא קפוא בגלל האטמוספרה וגזי החממה שבה. אדי מים, פחמן דו-חמצני, אוזון ומתאן שבאטמוספרה קולטים חלק מהחום הנפלט מכדור הארץ, ולא נותנים לו להשתחרר לחלל, ולכן מתפקדים כמו "שמיכה" שמחממת אותנו. בלי גזי החממה הללו, 100 אחוז מהחום הנפלט מכדור הארץ היה בורח לחלל. עם גזי החממה, רק 62 אחוז מהחום יוצא לחלל, והשאר (38 אחוז) נשאר באטמוספרה, ומחמם אותנו. אם נוסיף לחישוב שלנו גזי חממה שלא נותנים לחום לברוח, הטמפרטורה הממוצעת שנקבל היא 15 מעלות צלזיוס. כלומר, גזי החממה (בעיקר אדי מים) מחממים את כדור הארץ ב-33 מעלות צלזיוס. לכן, גזי החממה (שהם פחות מאחוז מסך הגזים שבאטמוספרה) משנים אותנו מ"כוכב לכת קפוא" לכוכב לכת עם מים נוזליים ועם חיים. זהו "אפקט החממה הטבעי".
2 צפייה בגלריה
כדור הארץ ככדור שלג
(צילום: Universal History Archive/ Universal Images Group, Getty Images)
הבעיה כיום היא שאנחנו מוסיפים עוד ועוד גזי חממה, בעיקר משריפת דלקים פוסיליים, אך גם מחקלאות (כמו מתאן מגידול בקר ואורז). המשמעות מבחינת מאזן האנרגיה היא שהאחוז הזה של האנרגיה שיוצאת לחלל הולך ופוחת. פחות ופחות אנרגיה מצליחה לצאת, ויותר נשארת באטמוספרה; כך אנחנו מוספים עוד ועוד "שמיכות" לכדור הארץ. אם הטמפרטורה הממוצעת הייתה 15 מעלות, הערכות מדברות על התחממות של 3, 4, ואפילו 5 מעלות במצב קיצוני עד סוף המאה, כלומר עלייה ל-20 מעלות צלזיוס בממוצע.
ועוד יותר חום
תהליך ההתחממות הגלובלית מואץ גם על ידי לולאות של משובים חיובים. דוגמה בולטת לכך היא הפשרת הקרחונים. הקרחונים הלבנים מחזירים אנרגית השמש לחלל ומקררים את כדור הארץ. כשהם מפשירים, קרקעות כהות יותר נחשפות ובולעות יותר אנרגיה מהשמש וגורמות לעוד התחממות ועל כן גם לעוד הפשרה. זו הסיבה שהתחממות באזורים הקוטביים חזקה בהרבה לעומת ההתחממות הממוצעת של כדור הארץ. דוגמה נוספת היא אדי המים. ההתחממות גורמת ליותר אידוי מים מהאוקיינוסים. מאחר שאדי מים הם בעצמם גז חממה, זה מגביר את עובי ה "שמיכה" ומאיץ את ההתחממות. למעשה, מחצית מההתחממות הצפויה בסוף המאה נובעת ממשובים חיוביים שכאלה, בעיקר מאדי מים.
אומנם עלייה של הטמפרטורה הממוצעת בכדור הארץ ל-20 מעלות צלזיוס לא נשמעת נוראה כל כך, אבל חשבו רגע על חום הגוף שלנו. 37 מעלות זה תקין, אבל עלייה של מעלה או שתיים מרגישה רע מאוד, ועלייה של שלוש עד ארבע מעלות עלולה להיות מסכנת חיים. כדור הארץ, עם ממוצע יציב של 15 מעלות, רגיש באופן דומה. עלייה של כמה מעלות משמעותית מאוד לאקלים. היא לא רק מעלה את הממוצע, אלא מגבירה אירועי קיצון כמו גלי חום, שריפות ובצורות. מאזן האנרגיה של כדור הארץ הוא מערכת עדינה וחיונית לחיים. הבנת התהליכים הכרוכים בו היא הצעד הראשון לקראת התמודדות עם האתגרים האקלימיים שלפנינו.
פרופ' קולין פרייס הוא מומחה לפיזיקת אטמוספרה וברקים מאוניברסיטת תל אביב וחבר בפורום מדעני ומדעניות האקלים. הפורום הוקם במטרה ליצור חיבור אפקטיבי בין המחקר המדעי העוסק במשבר האקלים למקבלי ההחלטות והתקשורת.
הכתבה הוכנה על ידי פורום מדעני ומדעניות האקלים וסוכנות הידיעות זווית – סוכנות הידיעות של האגודה הישראלית לאקולוגיה ולמדעי הסביבה
