ענן הוא צביר של טיפות מים זעירות, גבישי קרח או שילוב של שניהם, בניגוד לאדי מים – שהם שקופים. השוני בין אדים לטיפות מתבטא בכך שאדים עשויים ממולקולות מים בודדות. מרגע ששתי מולקולות מים התאחדו, הן מהוות טיפה. תהליך זה מאפשר לראות ענן בעיניים רגילות.
ענן נוצר כאשר אוויר לח עולה. עליית האוויר גורמת להתקררותו. ככל שהוא מתקרר, נוטות מולקולות המים, כלומר האדים, להפוך לטיפות, מצב המכונה התעבות (או קפיאה). אדי מים אינם מתחברים אלה לאלה סתם כך; לשם כך נחוצים מתווכים, המכונים "גרעיני התעבות" (Cloud Condensation Nuclei – CCN). המקורות העיקריים לגרעיני התעבות הם מלח הים, אבק מינרלי (מהמדבריות), חלקיקים אורגניים, עשן שריפות וזיהום תעשייתי (סולפטים וניטרטים). הגודל האופייני של טיפונות הענן הוא בין 1 ל־20 מיקרון) בלבד (Wallace & Hobbs, 2006).
מרגע היווצרו, על הענן לעבור דרך ארוכה בטרם יבשיל לענן גשם. רוב העננים אינם זוכים בימי חייהם, שאורכם כשעה, להמטיר גשם שמגיע אל פני הקרקע. לא קיימת סטטיסטיקה עולמית מוסכמת לגבי שיעור העננים המורידים בפועל גשם, אך ההערכה היא שפחות מ־ 10% מהעננים מפיקים משקעים (גשם) המגיעים לקרקע. מחקרים באזורי יערות טרופיים הצביעו על ערכים של 15%–20%, תצפיות לוויין מעל אוקיינוסים הצביעו על 6%–12%, ומחקרים באזורים צחיחים ציינו כי פחות מ־5% מהעננים מפיקים שם גשם (Rogers & Yau, 1989; Houze, 2014; Stephens et al., 2008).
כדי לחקור את העננים ולהפיק מהם תובנות נהוג למיינם לארבעה מאפיינים:
1. גובה בסיסם מעל הקרקע
2. המבנה הצורני של הענן
3. הארגון המרחבי
4. הרכב הענן – אם הם עשויים מים, קרח או שילוב של שניהם
המיון על־פי הגובה מבחין בין עננים גבוהים, שבסיסם 6–13 ק"מ, העשויים חלקיקי קרח בלבד ומכונים "צירוסים" (שבלטינית פירושם "שערות" ובשפה העממית הם מכונים "ענני נוצה"); עננים בינוניים, שבסיסם 2–7 ק"מ; ועננים נמוכים, שבסיסם פחות מ־2 ק"מ. מבחינת מבנה הענן אנו מבחינים בין שלושה טיפוסים: עננים ערֵמתיים, הנקראים "קומולוס" ונוצרים מעליית אוויר מהירה; עננים שכבתיים, הנקראים "סטרטוס" ונוצרים באוויר העולה במתינות על פני שטח נרחב; וענני גלים, או כבשים, שצורתם מעידה על קיומן של מערבולות אוויר (ראו אטלס העננים, WMO, 2017).
ענן אינו מוגבל לשכבת גובה אחת; בסיסו יכול להיות נמוך ופסגתו בגובה רב. יש עננים ערֵמתים שפסגתם מתנשאת לגובה של 10 ק"מ ויותר. אלה מכונים ענני סערה (קולונימבוס) ומלווים במשקעים עוצמתיים ובסופות ברקים. נימבוס פירושו גשם. ענן שכבתי שמוריד גשם (נימבוסטרטוס), גורם לגשם ממושך ומתון, ובאקלימים קרים אף לשלג.
מעננה קטנה לענן גשם
אדי המים הופכים לטיפות קטנות על גבי גרעיני ההתעבות. טיפות הענן הזעירות נופלות מטה במהירות נמוכה, וכדי להגיע ארצה מבסיס הענן נחוצות להן שעות, שבמהלכן הענן עשוי לסיים את חייו. רק טיפות בגודל של מילימטרים ויותר יגיעו ארצה תוך מספר דקות. כדי שטיפות קטנטנות יגיעו לגודל הנדרש נחוצים תהליכים מזרזים. אחד מהם הוא התנגשויות בין הטיפות הזעירות, שבמהלכן הן מתחברות זו לזו.
בעננים "חמים", כאלה המצויים באזורים הטרופים, התנגשות הטיפות הוא התהליך הבלעדי לגידול של טיפה. בעננים "קרים", שבהם מעורבים גם גבישי קרח (כמוהם מצויים אצלנו ובקווי הרוחב הבינוניים והגבוהים), מגעים בין הטיפות לגבישי הקרח יובילו לגידול הטיפות. מאחר שלא כל חלקיק ענן שנוצר בטמפרטורות שמתחת לאפס הוא גביש קרח, נחוצים "גרעיני קיפאון" (Ice Nucleating Particles). בתפקיד הזה משמשים חלק מהאירוסולים המצויים באוויר. ככל שגרעיני הקפיאה רבים, כך גדל חלקן של טיפות המים הזעירות בענן ההופכות לגבישי קרח. כתוצאה מהאינטראקציות האלה גבישי הקרח סופחים את טיפות המים שלידם, גדלים ונופלים כגשם (Wallace & Hobbs, 2006).
ישראל, הנתונה בתקופת קיץ יבשה שמעטות כמוה בעולם, עדיין נהנית מכמות משקעים שנתית המתחרה באלה היורדות בבירות אירופה. כמויות גשמים מסדר גודל של כ־600 מ"מ, היורדות בתל אביב, בחיפה ובירושלים, יורדים גם ברומא, בפריז ובלונדון, וכל זאת בכ־50 ימים בלבד. הים התיכון הוא הבסיס לכמות הגשם הגדולה. בעת אירועי גשם מגיע לאזורנו אוויר הסופג מהים התיכון לחות רבה. ההיתקלות בקו החוף, ובהמשך – בהרים, כולל הכרמל הקרוב אליו, מגבירה את היווצרות העננים ואחראית לכמויות גשם העולות על 50 מ"מ ביממה כמה פעמים בעונה. בכרמל, למשל, יורדים כמעט מדי שנה גשמים בכמות של 80 מ"מ או יותר ביום אחד.
מן הנאמר ניתן להסיק שהתפתחות הענן והיווצרות הגשם תלויות בכמות האירוסולים, המהווים גרעיני התעבות או קיפאון, ובהרכבם. עלייה בכמותם של חלקיקי עשן שריפות, בעיקר ביערות האמזונס, גרמה לשינוי הרכב העננים ולעלייה בכמות הטיפונות, מה שגרם לעיכוב בהתפתחות הגשם ובנסיבות מסוימות להגברתו (Rosenfeld et al., 2007, 2008). בישראל נתגלו ממצאים סותרים לגבי השפעת זיהום האוויר על כמויות הגשם. חלקם הראו כי זיהום אוויר הפחית את הכמות, בעוד אחרים טענו להפך (Givati & Rosenfeld 2004, 2005; Rosenfeld et al., 2007; Alpert et al., 2008).
"הגברת הגשם" או "גשם מלאכותי"?
המונח "הגברת הגשם" מתייחס למגוון שיטות המנסות להגדיל את התפוקה של ענן בעל פוטנציאל גשם. אין מדובר ביצירת גשם, אלא בניסיון "לסחוט" יותר מהענן על־ידי ייעול תהליכי הגידול של הטיפות. השיטה הנפוצה בעולם, אשר יושמה בישראל משנות ה־60 ועד 2021, היא זריעת העננים ביודיד הכסף, גרעין קיפאון אפקטיבי האמור להגדיל את מספר גבישי הקרח בענן. הניסיונות התנהלו לצד מחקרים מקיפים בנושא. ההערכות היו כי הזריעה מביאה לעלייה ממוצעת של 10%–15% בכמות הגשמים, בעיקר בצפון הארץ, שמשמעותה תוספת של 30–40 מיליון מ"ק מים לאגן הכינרת בשנה אחת. אולם, הניסוי האחרון של זריעה מבוקרת בישראל (The Israel 4 Cloud Seeding Experiment, 2013–2020) העלה שהיא הגבירה ב־1.8% בממוצע בלבד את כמות הגשמים, ממצא שאינו מובהק סטטיסטית (Benjamini et al., 2023). בעקבות ממצאים אלה הופסק בישראל בשנת 2021 השימוש בזריעה.
שאלה מתבקשת היא מדוע כה קשה להוכיח את יעילותה של הגברת הגשם. הקושי הראשון נובע מריבוי המשתנים הטבעיים המעורבים (תנאי מזג האוויר, סוגי העננים, מאפייני המערכת הסינופטית, עונת השנה ועוד) המקשים "לבודד" את השפעת הזריעה. השני קשור בשוני הגדול בין ענן לענן, והשלישי – בקשיים הסטטיסטיים (שאיתם ניסה המחקר האחרון להתמודד).
ומה בעתיד?
מחקרים רבים מראים שמגמת ההתחממות הגלובלית בכלל והאזורית בפרט תביא לעלייה בעוצמת הגשם ולהתגברות אירועי הבצורת, פרקי יובש וגלי חום (IPCC 2023; Drori et al., 2021; יוסף וחוב', 2024; 2025; השירות המטאורולוגי, 2025). מגמות מדאיגות אלה, בשילוב גידול האוכלוסייה והעלייה הנגזרת מכך בצריכת המים, מגבירים את העניין המדעי ואת הצורך בטכנולוגיות של הגברת גשם. עם זאת, עלינו לזכור כי זריעת עננים אינה יוצרת עננים, אלא פועלת על עננים קיימים, ולכן אינה מתאימה כפתרון כולל למשבר מים או בצורת.
ההחלטה בישראל על הפסקת הזריעה בשנת 2021 הגיעה לאחר מספר שנות גשם ברוכות. החורף הקודם, שהיה יבש בצורה קיצונית, מרמז שאין לזנוח את הרעיון אלא להמשיך ולחקור את הפוטנציאל הטמון בו. עם זאת, ברור כי אין להסתמך על זריעת עננים כעל הפתרון היחיד למשבר מים, אלא לראות בו אחד הכלים המרכזיים בניהול משק המים, לצד ניהול משאבי מים, מדיניות כלכלית, מדיניות חיסכון והמשך הרחבת ההתפלה.
מקורות
דן, ב'. 2018. מסע בין עננים. האקדמיה ללשון העברית. https://hebrew-academy.org.il/%D7%9E%D7%A1%D7%A2-%D7%91%D7%99%D7%9F-%D7%A2%D7%A0%D7%A0%D7%99%D7%9D/
יוסף, י', ציפורי, א' ואילוטוביץ, א' וחוב'. 2024. ניתוח מגמות אקלימיות ואירועי קיצון בישראל לאורך המאה ה־21. דו"ח מחקר מס' 4000-0804-2024-0000017, השירות המטאורולוגי, https://ims.gov.il/he/node/2486
יוסף, י', ציפורי, א' וחלפון, נ' וחוב'. 2025. ניתוח שינויי אקלים בישראל: מהאימות לתחזיות ברזולוציה מרחבית גבוהה – תוצאות ראשוניות – דו"ח ביניים. דו"ח מחקר מס' 4000-0804-2025-0000004, השירות המטאורולוגי הישראלי, https://ims.gov.il/he/node/2756
השירות המטאורולוגי. 2025. סקירת אירועי מזג אויר קיצוניים בישראל 1920 עד 2024. אגף אקלים, בית דגן, סימוכין: 4000-0809-2023-000004. https://ims.gov.il/he/node/2429
Alpert, P., Halfon, N. & Levin, Z. 2008. Does Air Pollution Really Suppress Precipitation in Israel? J. Appl. Meteor. & Climatology, 47, 933–943.
Benjamini, Y., Givati, A. & Khain P. et al. 2023. The Israel 4 Cloud Seeding Experiment: Primary Results. J. Appl. Meteor. & Climatology, 62, 317–327.
Drori, R., Ziv, B. & Saaroni, H. et al. 2021. Recent changes in the rain regime over the Mediterranean climate region of Israel. Climatic Change, 167, 15.
Givati, A. & Rosenfeld, D. 2004. Quantifying precipitation suppression due to air pollution. J. Appl. Meteor. & Climatology, 43, 1038–1056.
Givati, A. & Rosenfeld, D. 2005. Separation between cloud-seeding and air pollution effects. J. Appl. Meteor. & Climatology, 44, 1298–1315.
Houze, R. A. 2014. Cloud Dynamics (2nd ed.). Vol. 104, Academic Press, eBook ISBN: 9780080921464.
IPCC. 2023. Summary for Policymakers. In: Climate Change 2023: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Core Writing Team, H. Lee and J. Romero (eds.)]. IPCC, Geneva, Switzerland, 1–34, doi: 10.59327/IPCC/AR6-9789291691647.001
Rogers, R. R. & Yau, M. K. 1989. (3rd ed.). A Short Course in Cloud Physics. Elsevier, 304.
Rosenfeld, J., Dai, J. & Yu, X et al. 2007. Inverse relations between amounts of air pollution and orographic precipitation. Science, 315, 1396–1398.
Rosenfeld, D., Lohmann, U. & Raga, G. et al. 2008. Flood or drought: How do aerosols affect precipitation? Science, 321, 1309–1313.
Stephens, G. L., Vane, D. G. & Tanelli, S. et al. 2008. CloudSat mission: Performance and early science after the first year of operation. J. Geophys. Research, 113, D00A18.
Wallace, J. M. & Hobbs, P. V. 2006. Atmospheric Science: An Introductory Survey (2nd ed.), Vol. 92 in the International Geophysics Series, Elsevier, 505.
World Meteorological Organization (WMO). 2017. International Cloud Atlas. https://cloudatlas.wmo.int/en/home.html)
