טכנולוגיה מטאורולוגית: שחקנית ראשית בזמני ההשתלטות על מצבי חירום

חשיבות ידיעת תנאי מזג האוויר ברגע שמתרחשת שריפה הוכחה על ידי אינספור דוגמאות בעבר. באירועים רבים מזג האוויר היה השחקן הראשי בעל השפעה ניכרת על תוצאות השריפה, למדנו זאת במקרים רבים שבהם רוחות חזקות, תנאי יובש קיצוניים ושינויים בכיוון הרוח השפיעו דרמטית על התוצאות ההרסניות ועל התמשכות מאמצי הכיבוי. בשריפה בכרמל תרמו תנאי מזג האוויר ישירות הן לאסון והן להתמשכותם הארוכה של ניסיונות הכיבוי על אף המאמצים העצומים שהושקעו. ידיעה מראש של התנאים המטאורולוגיים הצפויים, כמו כיוון ועוצמת הרוח, הטמפרטורה, רמת הלחות וכמות המשקעים – עשויה לשפר מאד את היכולת של כוחות החירום לפעול לכיבוי שריפה, ותורמת מאוד לאופן שבו ניתן לצפות את היווצרותה.

מידע מטאורולוגי יכול להציל חיים

לא רק בשטח הכיבוי יש למידע המטאורולוגי חשיבות רבה, אלא גם בתחומים אזרחיים וצבאיים אחרים, כמו אירועי פיזור חומרים מסוכנים כתוצאה מתאונה או פעולת טרור. אירוע כזה מושפע באופן מוחלט מהתנאים האטמוספריים בזירה – הרוח למשל משפיעה על כיוון ומהירות התפשטות החומר, והיציבות האטמוספרית משפיעה על ריכוז החומר באוויר.

דוגמא נוספת היא אירוע ירי ארטילרי בזמן קרב או אימון. רוח, טמפרטורה וצפיפות האוויר משפיעים מאד על המסלול של פגז תותח או טנק, ולפיכך בהכרח גם על דיוק הפגיעה. לאחר שנים של ניסוי וטעיה, הצבאות המתקדמים כבר הפנימו את הצורך הזה, ומשתמשים היום במגוון של פתרונות על מנת לאפשר לסוללות הארטילריה מידע מטאורולוגי זמין, מעודכן ומדויק.

מהם הפתרונות הקיימים כיום?

כשגופי המענה בזמן חירום זקוקים למידע מטאורולוגי, הם ינסו בדרך כלל להשיג אותו באחת משתי דרכים: ספק מידע מטאורולוגי, כמו השירות המטאורולוגי הלאומי; או רכישת אמצעי מדידה מטאורולוגיים, פריסתם בשטח וקליטת המידע שהם אוספים. אמצעי המדידה שהיו נפוצים ביותר עד היום הם תחנות מדידה קרקעיות המודדות את המידע המטאורולוגי במקום הפריסה שלהן, והאמצעי השני והמורכב יותר להפעלה – מערכת מדידת תנאי הרום (רדיוסונדה).

אולם, פתרונות אלו כוללים בעיות מהותיות. חזאי משמרת שמעביר מידע מטאורולוגי בטלפון יכול לתת מידע כללי בלבד. הוא לא יכול לתת מידע מדויק, מספרי ומלא על האזור המדובר. החזאי לא יכול למשל לספק מפות חזויות של התפשטות אש או חומר רעיל. הוא יכול רק לתת הנחיות כלליות לגבי כיוון ההתפשטות כמו “הרוח צפויה לחוג בשעות הקרובות ויש לצפות שהאש תתחיל להתפשט מזרחה”. לא ברור מהמשפט הזה מתי הרוח תחוג, באיזה עוצמה תהיה אחרי שתחוג, ולאיזה מרחק היא תדחוף את קו האש לכיוון מערב.

כבאי שעליו לטפל בכיבוי שריפה בזמן אמת היה מעדיף לקבל סדרה של מפות שעתיות שמתארות את התפשטות האש. מידע כזה מדויק יותר, וממוקד לצורך האמיתי – החלטות כמו מתי ולאן לשלוח את צוותי הכיבוי.

הפתרון לכך הוא פריסת אמצעי מדידה, כמו תחנות מדידה קרקעיות המודדות טמפרטורה, לחות, לחץ ורוח. אך גם פתרון זה אינו מושלם. הוא אמנם משפר מאד את הידיעה על מזג האוויר המקומי, אולם אינו מספק את המידע החזוי מכיוון שמדידות מתבצעות רק בקרבת מקום פריסת המדידים, ולא באזורים הרלוונטיים. זאת, מכיוון שהאזורים הרלוונטיים נמצאים עמוק בתוך האש ושם אין אפשרות למדוד. כך גם במערכות צבאיות: אפשר למדוד רק במקום בו פרוסים כוחותינו, אולם אין אפשרות למדוד באזורי המטרות או באזור הנשלט על ידי האויב.

תחזית מטאורולוגית

לפי דרישה

המערכות המתקדמות יותר שקיימות היום יודעות לאפשר לצרכן לקבל מידע מטאורולוגי מלא וחזוי על כל השטח הגיאוגרפי הנדרש. חישוב המידע המטאורולוגי יכול להתבצע באופן עצמאי ללא צורך במידע נוסף מעבר למידע הפומבי הקיים באינטרנט. ניתן לשפר את דיוק המידע המטאורולוגי על ידי חיבור של חיישני מדידה מטאורולוגיים כמו סנסורים קרקעיים או סנסורים של מדידת רום.

מערכות מסוג זה מושתתות על חוות שרתים מרובי מעבדים המריצות תוכנות חיזוי נומרי (numerical weather prediction), כאשר מקור המידע העיקרי של תוכנות אלה הוא מידע מטאורולוגי גלובלי ציבורי מאת השירות המטאורולוגי האמריקאי (NCEP), שזמין גם לגישה באמצעות האינטרנט. מערכות שמתוכננות נכון יעשו שימוש ברשתות תקשורת לווייניות על מנת להעביר את הנתונים בזמן אמת ובפרקי זמן קצובים אל לב המערכת, ובתוך חוות השרתים יעובד המידע כדי שיוכל לשמש בסיס לתוכנת החיזוי הנומרי.

המידע המטאורולוגי החזוי כולל כמות רבה ביותר של נתונים שונים (מיליוני ערכים מדי שעה) במקומות ובגבהים רבים. החידוש הגדול במערכות כיום, הוא יכולתן להציג את המידע באופן נוח למשתמשים השונים, על ידי תכנון תצוגות בהתאם לאפיון הצרכן המשתמש והתאמה לצרכיו.

למשל, כאשר מדובר בקצין מטאורולוגיה של אגד ארטילרי, המידע שהוא יקבל קשור אך ורק לשימושים הארטילריים, כמו מידע בליסטי, מברקים בליסטיים והשפעות מטאורולוגיות על מסלולי ירי. לעומתו, קצין פיקוד העורף המטפל באירוע של פיזור חומר רעיל יזדקק למידע שיתייחס אך ורק לריכוזים המרחביים של עננת החומר הרעיל, כולל מידע אמיתי ומידע חזוי. אם המשתמש הוא מפקד חפ”ק כיבוי אש, המידע שהמערכת תספק לו יהיה מפות חזויות של התפשטות אש, שיבוססו הן על תנאי מזג האוויר והן על נתוני GIS של יערות, חורש טבעי, סוגי עצים ומאפיינים נוספים.

מודלים נומריים ותצוגות גרפיות מבצעיות

המערכות החדשניות ביותר היום פועלות על נקראת טכנולוגיה של “מודל נומרי”, תכנת מחשב פיזיקלית מורכבת הכוללת את כל התהליכים הפיזיקליים שמתרחשים באטמוספירה, כולל תנועה של אוויר, יצירת טיפות מים, שטפים של חום, קרינה, חיכוך וכיו”ב.

המידע המטאורולוגי הגלובלי נאסף מדי יום על ידי מרכזים מטאורולוגיים עולמיים, בהם מבוצע מדי שש שעות חיזוי גלובלי, היינו חיזוי מטאורולוגי על כל כדור הארץ. תוצאות חיזוי זה נשלחות כמידע פומבי לכל מדינות העולם.

המודל הנומרי במערכות החיזוי המתקדמות משתמש במידע הגלובלי כמידע התחלתי וכמידע המכסה את גבולות שטח ההרצה. בהינתן המידע הגלובלי מורץ המודל הנומרי ומבצע חיזוי מדויק ונקודתי לכל שטח מוגדר.

כל הרצה של תהליך חיזוי מייצרת מטריצה ארבע ממדית של נתוני מטאורולוגיים (שלושה מימדי מרחב ומימד זמן). על בסיס המידע המטאורולוגי החזוי ניתן לבצע יישומים שונים בהתאם לצרכים. עבור הצורך של חיזוי שריפות היישום הוא מודל שריפת יער. עבור פיזור חומר רעיל היישום הוא מודל של פיזור חומרים באוויר.

מכיוון שהרצות של מודלים נומריים דורשות עוצמת חישוב רבה התהליך נעשה על גבי חוות שרתים באופן מקבילי, כך שמאות מעבדים חולקים ביניהם את משימת החישוב.תוצאות התהליך הטכנולוגי מוצגים באופן גראפי למשתמש על מנת שיכול לזהות בזמן קצר ביותר את המשמעויות המבצעיות.

בכל מקרה, כשבאים לבחור מערכת חיזוי מטאורולוגי לצרכי חירום, יש לבדוק שהיא מציגה יתרונות רבים ככל הניתן עבור מערך הכיבוי. רצוי למשל לוודא שמדובר במערכת מדף שאינה דורשת פיתוח, שהיא בעלת אפשרות לתפעול אוטומטי מלא עם תהליך הגדרה קצר. על המערכת לספק אספקת מידע מטאורולוגי בזמן אמת ומידע חזוי לפי ביקוש, לכלול הפעלה על בסיס מידע ציבורי בלבד וכן אפשרות לטיוב תצוגה ונתונים באמצעות חיישנים מטאורולוגיים, תצוגות פשוטות ומותאמות למשתמש, פריסה והפעלה בכל מקום ובכל תנאי שטח וביטול התלות במרכזי חיזוי לאומיים.

ד”ר אורי שטיין, מומחה המטאורולוגיה של חטיבת הביטחון, קבוצת מר