בדצמבר 2010, זמן קצר לאחר הגעתי לאוניברסיטה מלימודי פוסט ב DRI (ארה"ב), התרחשה בארץ סופת אבק חזקה שנמשכה כיומיים. באותו זמן היה אצלי מכשיר למדידת אירוסולים שהראה ריכוזים גבוהים של חומר חלקיקי (PM) גם בתוך הבית. עם תינוקת בת חודשיים (זוהר) בבית, חשבתי על ההשפעות הבריאותיות האפשריות של זיהום כזה. התברר לי אז שלמרות שסופות אבק הן תופעה נפוצה בארץ ובמקומות אחרים בעולם, כולל אסיה ואפריקה שבהן חשופים מאות מיליוני בני אדם לאבק בתדירות גבוהה, מעט מאוד ידוע על ההשפעות הבריאותיות ואלה מצטמצמות לאסוציאציה עם בעיות במערכת הנשימה. הנושא דחף אותי להוביל כתיבת של הצעת מחקר בשיתוף עם חוקרים מסורוקה, אוניברסיטת תל אביב ואוניברסיטת הרווארד. המחקר מומן בשנת 2011 על ידי הקרן התחרותית EHF ונמשך 4 שנים. הפרוייקט התמקד בחקר הדינמיקה של סופות אבק, חשיפה למזהמים בחוץ ובתוך מבנים והשפעות על מערכות נשימה, כלי לב ודם אצל אוכלוסיות בסיכון כולל חולים כרוניים, מבוגרים וילדים. תוצאות הפרוייקט מפורסמות בכתבי עת סביבתיים ורפואיים. אגב בניתוח מהיר לצורך כתיבת היומן הזה מתברר שהסופה הנ"ל היא בין השלוש החזקות ביותר שתועדו עד כה בארץ על פי מדד כמותי שפיתחנו במהלך הפרוייקט. מחקרי ההמשך בנושא זה מתמקדים בתפקיד ההרכב הכימי ביולוגי של חלקיקי האבק על ההשפעה הבריאותית. אנליזות ביולוגיות של דגימות אבק מראות מגוון ביולוגי עצום ופוטנציאל חשיפה לרעלנים בבקטריות מסויימות ולחיידקים הנישאים באוויר.
מלבד ההשפעה הבריאותית, לסופות אבק יש השפעות גלובליות על מאזני קרינה וטמפרטורות אוויר, היווצרות עננים וכמויות משקעים, מחזור ביוגאוכימיים במערכות אקולוגיות יבשתיות וימיות, ועוד. בכל שנה נפלטת לאטמוספירה כמות עצומה (כ 3000 מיליון טון) של אבק ממקורות של קרקע בקנה מידה גלובלי. קבוצת המחקר שלי מתמקדת במנגנונים פיזיקליים של פליטת אבק, הסעה אטמוספרית של אירוסולים, אנליזות של חלקיקים, השפעות של פעילות אנושית על פליטות אבק, וכן גם מחקרים יישומיים של פיתוח שיטות לייצוב קרקע ומניעה של פליטת אבק. המחקרים ממומנים על ידי קרנות תחרויות ISF, GIF, BSF , משרדי ממשלה, ועוד. קבוצת המחקר פועלת בשתי מעבדות שהקמתי באבג. המעבדה לקרקע שבה מתבצעות אנליזות חומר כגון התפלגות גודל חלקיקים בטכניקת הלייזר, הרכב אלמנטים כימיים, מדדי אגרגציה, מיקרוסקופיה ועוד. המעבדה לסימולציה איאולית שהינה מעבדה ייחודית בארץ ובין הבודדות בעולם שמאפשרות מחקר אמפירי של תנועת חלקיקים בשכבת הגבול האטמוספרית. המעבדה כוללת מנהרות רוח המאובזרות בחיישנים למדידה של שטף אנכי ושטף אופקי של חלקיקים, ריכוזים של חומר חלקיקי, מערכת לייזר לאפיון תלת מדד של פני השטח, מצלמות ברזולוציה גבוהה ועוד. במעבדה מתבצעות גם סימולציות של קרקע בחממה יחודית לבחינת השפעת תכונות פני שטח כגון קרומים ביולוגיים. תוצאות הניסויים האמפיריים של הקבוצה משולבות במודלים פיזיקליים לצורך סימולציות נומריות של תנועת חלקיקים, ומתפרסמות בכתבי עת רב-תחומיים או בכתבי עת בתחום מדעי כדור הארץ.
פרופ' יצחק קטרה הוא חבר סגל בכיר במחלקה לגאוגרפיה ופיתוח סביבתי
באוניברסיטת בן גוריון