מה יהיה מזג האוויר עוד שבוע ולמה כל כך קשה לחשב את זה?

השנה היא עוד רגע 2026. אנחנו מסוגלים לתקשר בין שני קצוות העולם בווידאו בזמן אמת, מפעילים מחשבי-על שמסוגלים לחשב כמה גרם תשקול עגבניית שרי משיח שמושקה בכמות מים שונה מעט מהרגיל, ומשגרים לוויינים לחלל בקצב של עשרות רבות כל שבוע (תשאלו את אילון מאסק, שחברת SpaceX שבבעלותו שיגרה רק בשבעת הימים האחרונים 85 לוויינים זעירים למסלול סביב כדור הארץ ואחד לסיבוב סביב השמש, ובשבעת הימים הבאים מתכננת לשגר לא פחות מ-112 לוויינים).

אך למרות כל זה,תחזית מזג האווירלשבוע הבא עדיין לא מדויקת במיוחד. שבוע? אפילו התחזית ליומיים הקרובים מפספסת לעתים קרובות באופן משמעותי. למה דווקא המשימה היומיומית אך חשובה הזו מצליחה להשאיר אותנו כל פעם מחדש עם המטרייה ביד ביום שמש, או בלעדיה ביום גשם?

אבודים בעננים

מודלים של חיזוי מזג אוויר מחלקים את האטמוספרה לתאים תלת-ממדיים, ומחשבים את השינויים בכל תא לאורך זמן. ככל שהתאים קטנים יותר, החיזוי מדויק יותר, אבל גם דורש יותר כוח חישוב.

הבעיה היא שעננים מתרחשים בקנה מידה קטן בהרבה מגודל התאים במודלים הנוכחיים. מודל אופייני משתמש בתאים בגודל של עשרות קילומטרים, בעוד שתהליכי יצירת עננים מתרחשים בסקאלה של מטרים בודדים. את הפער הזה צריך "לגשר" באמצעות נוסחאות קירוב – וכאן נכנסת אי-הוודאות.

מה קורה בתוך ענן?

ענן נראה לנו מהקרקע כמו גוש אחיד של לובן, אבל בפועל הוא סביבה כאוטית ודינמית מאוד. טיפות מים זעירות מתנגשות ומתאחדות, קרח נוצר ונמס, זרמים אנכיים נושאים לחות למעלה ומשקעים למטה. כל אחד מהתהליכים האלה תלוי בתנאים מקומיים מדויקים: טמפרטורה, לחות, נוכחות של חלקיקים שסביבם מתגבשות טיפות, וזרימות אוויר מקומיות.

התהליך שנקרא "פָּרָמֶטְרִיזַצְיָה" - הניסיון לתאר את ההתנהגות הממוצעת של עננים בקנה מידה גדול - הוא אחד האתגרים הקשים ביותר במדע האטמוספרה. נוסחאות שונות נותנות תוצאות שונות, ואין הסכמה על איזו מהן נכונה יותר.

עננים לא רק קשים לחיזוי. הם גם משפיעים בצורה דרמטית על כל שאר מזג האוויר. עננים לבנים מחזירים קרינת שמש לחלל ומקררים את פני השטח. עננים גבוהים ודקים לוכדים את החום מתחתם ומחממים את פני השטח. כמות המשקעים, טמפרטורות הלילה והיום, עוצמת הרוח – כולם תלויים בדינמיקת העננים.

כשהחיזוי של העננים שגוי, השגיאה מתפשטת ומתגברת בהסתכלות על קנה מידה מערכתי. זו אחת הסיבות לכך שתחזיות לטווח של יותר מיום-יומיים לא מדויקות, ותחזיות ליותר משבוע קדימה בקושי טובות יותר מניחוש.

הענן הגדול של אי-הוודאות

אי-הוודאות לגבי התנהגות עננים אינה רק בעיה של תחזית מזג אוויר יומיומית, היא גם אחד המקורות העיקריים לאי-ודאות בניתוחי שינוי האקלים.

כשכדור הארץ מתחמם, מה יקרה לעננים? האם ייווצרו יותר עננים נמוכים, שיקררו את כדור הארץ ויבלמו את ההתחממות? או שמא ייווצרו יותר עננים גבוהים, שילכדו חום ויאיצו אותה? מודלים אקלימיים שונים נותנים תשובות שונות, וזו אחת הסיבות לכך שטווח התחזיות להתחממות עתידית כל כך רחב.

מה המדע עושה?

חוקרים מנסים לפתור את הבעיה ממספר כיוונים: מטוסי מחקר חודרים לעננים עם חיישנים מדויקים כדי למדוד תהליכים פנימיים; לוויינים חדשים מספקים תמונות ברזולוציה גבוהה יותר של מבנה העננים; מחשבי-על חזקים יותר מאפשרים מודלים עם תאים קטנים יותר.

בינה מלאכותית נכנסת גם היא לתמונה. מודלים של למידת מכונה מאומנים על נתוני עבר, כדי לזהות דפוסים שמודלים פיזיקליים קודמים פספסו. חלק מהתוצאות מבטיחות, בעיקר אלו של מודל החיזוי של גוגל, שזכה לאחרונה לתשומת לב בזכות ביצועים מרשימים. אך מומחים נזהרים מלתת אמון ברשתות עצביות (שיטת העבודה של בינה מלאכותית), העלולות להיכשל כשהן נתקלות בתנאים שלא ראו באימון.

צניעות מדעית

יש משהו מבעית מצד אחד ומשחרר מצד שני בהבנה שהטבע עדיין מכיל תעלומות שאנחנו לא מצליחים לפצח. העננים שאנחנו רואים מהחלון הם למעשה מערכות כאוטיות בעלות מורכבות עצומה. הם מזכירים לנו שלמרות כל ההתקדמות הטכנולוגית, כדור הארץ עדיין מסוגל להפתיע אותנו.