הים התיכון, שנחשב ים שקט ושליו, הופך לסביבה מסוכנת יותר ויותר. משבר האקלים גורם לעלייה בתדירות ובעוצמת הברקים, מה שמטיל צל כבד על התשתיות הימיות באזור. מחקר חדש חושף את הקשר בין משבר האקלים לתופעה המטאורולוגית המסוכנת הזאת, ומדגיש את הצורך הדחוף בהגנה משופרת על מתקנים ימיים.
ברקי-על
ברקים הם תופעה מטאורולוגית של התפרקות מטען חשמלי, בין העננים עצמם או בין העננים לקרקע. ד"ר מוסטפה עספור, מרצה בכיר בפקולטה למדעי הים במרכז האקדמי רופין, מסביר את התהליך המורכב שמתרחש בענני סערה: "רוחות חזקות שעולות מעלה טוענות את הענן במטען חשמלי על ידי הגברת התנגשויות בין חלקיקי קרח שנטענים במטען חשמלי חיובי כשהם עולים, ובמטען שלילי כשהם יורדים. כתוצאה מכך, נוצר פוטנציאל חשמלי בין אזור עם מטען שלילי לבין אזור עם מטען חיובי. כאשר השדה החשמלי מתגבר על התנגדות האוויר, והזרם החשמלי עובר, נפרק המטען החשמלי מבסיס הענן לפני השטח או לפני הקרקע או לפני הים, בצורת זרם חשמלי - ברק".
סופת ברקים בינואר
(צילום: רועי רובינשטיין, לימור זקרי)
התופעה המרשימה הזו מסוכנת במיוחד בשל עוצמת הזרם החשמלי שמועברת בצורת מכת חשמל אדירה אל פני השטח. היא קטלנית והרת אסון עבור האדם, בעלי החיים או המבנים שבהם הברקים עלולים לפגוע. "המתח החשמלי בין בסיס הענן לפני השטח יכול להגיע ל-20 עד 100 מיליון וולט", הוא מסביר. לצורך השוואה – השקע הביתי מגיע לכ-220 וולט. "בעקבות העוצמה הגדולה של הזרם החשמלי, האוויר בערוץ הברק מתחמם לטמפרטורות של מעל 27,000 מעלות צלזיוס".
עלייה בטמפרטורת פני הים כתוצאה ממשבר האקלים כבר מובילה למזג אוויר קיצוני, בייחוד במזרח הים התיכון שמוגדר כ"נקודה חמה" של שינוי אקלים. בעוד שרוב פעילות הברקים מתרחשת על פני אזורים יבשתיים, עוצמתם גבוהה יותר מעל פני הים והאוקיינוסים. הים התיכון הוא מקרה מיוחד: "במזרח הים התיכון קיימת פעילות של ברקים עוצמתיים במיוחד שנקראים 'ברקי-על'. מדובר בברקים עם עוצמת זרם חשמלי גבוהה במיוחד שנובעת בין היתר מהתכונות הכימיות של מי הים. 30 אחוז מכלל ברקי-העל בעולם מתקיימים בים התיכון", מסביר עספור.
על פי דוח הניטור הלאומי של הים התיכון לשנת 2023, מי הים התיכון מתחממים בקצב של 0.12 מעלות צלזיוס בשנה – ככפול מהמצופה על פי ארגון האקלים העולמי. מחקרו של עספור מראה שייתכן שההשפעות המשולבות של משבר האקלים גרמו לעלייה בעוצמת הברקים באזורנו.
מחקר שפורסם לאחרונה, לו שותף עספור, עסק בניתוח פעילות ברקים לאורך חופי ישראל ובייחוד באזור המים הכלכליים של ישראל ובהשפעתם הפוטנציאלית על בטיחות תשתיות ימיות שחשופות לברקים. "ראינו שיש פעילות נמרצת מאוד [של ברקים] באזור זה. זה יכול להשפיע על הפעילות הימית הכללית כמו אסדות גז, פעילות השייט המסחרי, חקלאות ימית ועוד", הוא מסביר.
חמוץ או מלוח
"לתכונות הכימיות של מי הים יש השפעה כבירה על עוצמת הברקים ולאו דווקא על תדירות הברקים", אומר עספור. מחקר נוסף שהוביל עספור הראה שלרמת המליחות, לרמת החומציות ולאלקליניות של המים יש השפעה חזקה על פעילות הברקים מעל הים התיכון. אלקליניות היא מדד שמתאר את היכולת של המים לנטרל חומציות ולשמור על רמת pH יציבה.
"תכונות אלה מגדילות את השדה החשמלי בין פני הים לבסיס הענן, וכתוצאה מכך נפרק זרם חשמלי חזק מאוד מבסיס הענן לפני הים. עוצמת הברקים גדלה ככל שמליחות מי הים גבוהה יותר, מכיוון שהמלחים המומסים במים מוליכים חשמל ביעילות רבה יותר בהשוואה לקרקע", מסביר עספור. עוד נמצא בתנאי מעבדה שעוצמת הברקים גדלה גם בניסוי שבו רמת החומציות של המים הייתה גבוהה מהרגיל, וכך גם בניסוי שבו האלקליניות הכללית של המים הייתה גבוהה מהרגיל.
נוסף על כך, נמצא שאזורים חמים יותר בים התיכון הראו פעילות ברקים מוגברת. "עליית כמות הפחמן הדו-חמצני באטמוספרה, שגורמת להתחממות האקלים ולגידול קצב האידוי של מי הים, לצד הגבלת זרימת מי נהרות כמו הנילוס לים התיכון צפויים להוביל לעלייה בחומציות, במליחות ובאלקליניות של המים. ההשפעה המשולבת של שינויים אלה תגרום לעלייה בעוצמת הברקים בים התיכון ואולי אף גרמה לכך מאז סכירת הנילוס".
מה עם האסדות
"העלייה במליחות ובחומציות של מי הים עשויה להגביר את עוצמת הברקים באזור המים הכלכליים של ישראל בים התיכון ב-25 אחוז עד שנת 2050, מה שמגביר את הסיכון לתשתיות ימיות שאינן ממוגנות כהלכה", אומר עספור. בניגוד למחקרים קודמים שהתרכזו בעיקר בפעילות ברקים באזורים יבשתיים, המחקר מתמקד בהשלכות של ברקים עוצמתיים עבור תשתיות שנמצאות במגע עם הים.
"יש לתכנן מבחינה הנדסית קולטי ברקים חזקים שיכולים לנתב את הזרם החשמלי לקרקע או לים מבלי לפרוץ לתוך מערכת החשמל של המתקנים הימיים. כיום נבחנת אפשרות לנתב ברק מבסיס הענן על ידי לייזר למקומות מרוחקים על מנת למנוע פגיעה של הברקים במתקנים השונים", הוא מסביר. "התקן הבין-לאומי מחייב תכנון מערכות הגנה מפני ברקים בעוצמה מרבית של 200 kA (קילו-אמפר), ועל סמך ניתוח מדידות הברקים באזור המים הכלכליים של ישראל ותדירות ברקים עם עצמה גבוהה מ-200 kA, אנו ממליצים לתכנן מערכות הגנה מפני ברקים שיכולות לעמוד בזרמי שיא של עד 400 kA".
מערכות הגנה מפני ברקים מותקנות וקיימות בישראל על פי תקן שחל על מבנים ומתקנים. בעוד שהוא תקן מחייב בחקיקה, הוא אינו תקן רשמי ולדברי עספור, הוא מיושן וכמעט שלא מיושם כראוי.
המחקר מדגיש את החשיבות בהבנה של דפוסי הברקים באזור מזרח הים התיכון. לדברי עספור, יש לקחת בחשבון את התחזקות הברקים באזורנו בתכנון עתידי של פעילות האדם ושל תשתיות. "בחופים הצפוניים, למשל, נצפתה יותר פעילות של ברקים מאשר באזור הדרום. נתונים מהסוג הזה יכולים לסייע בקביעת מתקני התפלה, חקלאות ימית, אסדות גז וכל פעילות אחרת", הוא מסכם.
הכתבה הוכנה על ידי זווית – סוכנות הידיעות של האגודה הישראלית לאקולוגיה ולמדעי הסביבה
