ראיון עם אלי וינדבר סטודנט לדוקטורנט

איך הגעת למחלקה? איך נוצר הקשר הראשוני?

בשלהי 2019 נברתי במאמרים וכתבות שתיארו את משבר האקלים ונזקים סביבתיים אחרים. אז, עוד הייתי מהנדס מו"פ בחברת סטארט-אפ בתחום המכשור הרפואי. העבודה היתה מאתגרת ומעניינת, ולמרות זאת, כרסם בי הצורך להרחיב את האופקים ולהבין את שורש התהליכים שמתרחשים באטמוספירה. הגשתי מועמדות ל"בית הספר למחקר" והתקבלתי לתוכנית לתואר שני. לימודי הנדסה כימית בטכניון ונסיוני כמהנדס תרמו לקבלתי.

פניתי לפרופ' ינון רודיך אחרי ששמעתי המלצה מחבר על קבוצתו. כך התקבלתי לרוטציה אצלו (מסטרנטים במכון ויצמן "טועמים" מעבדות שונות בשנתם הראשונה, במה שנקרא "רוטציות"). שם, גיליתי את עולם האירוסולים שמשך אותי מאוד, והעבודה שדורשת שימוש במכשור מתקדם וכימיה קרצה לי מאוד. נשארתי במעבדה כדי לסיים את פרויקט המאסטר, ולאחר מכן החלטתי להמשיך לתואר שלישי.

במה עוסק המחקר שלך? מה המשמעות שלו בהקשר הרחב?

האטמוספירה שסביבנו, האוויר שאנו נושמים, מאופיינים בכימיה עשירה ומעניינת. רוב האנשים נוטים שלא לחשוב על אוויר מעבר למרכיביו העיקריים: חנקן, חמצן, מים ופחמן דו־חמצני; אבל ישנה כימיה מאוד עשירה בקצוות של חומרים וגזים שונים. ישנם גזים שנמצאים בריכוזים מאוד נמוכים, ישנם חלקיקים מוצקים ונוזליים קטנים יותר מחיידקים ווירוסים. לתחמוצות של חנקן (NO_X), לדוגמה, שנוצרות בגלל פעילות אנושית בעיקר, יש אורך־חיים של מספר שעות לכל היותר וריכוזים בסדר גודל של מולקולה אחת לבּיליון. ועם זאת, יש להן השפעה משמעותית על האטמוספירה, זיהום האוויר, מעבר קרינת השמש ועל בריאות הציבור.

ההרכב המדויק של התערובת הכימית של האוויר בזמן נתון מהווה טביעת־אצבע של הפעילות האנושית ושל תהליכים טבעיים. כבני־אדם, כמעט כל פעילות שאנו מבצעים בקנה מידה בינוני ומעלה, משאירה חותם על האוויר דרך פליטות, בין אם זו ישיבה בפקקים, חרישת הקרקע בחקלאות, והפעלת המזגן בבית.

המחקר שלי עוסק בבחינה של הכימיה הזאת ובחיפוש דרכים להבין למי שייכות טביעות־האצבע. אני משתמש במגוון מכשירים, גדולים ומשוכללים במעבדה אך גם קטנים וקומפקטיים שניתן לפרוש בכל מקום בסביבה, כדי לקבל מידע על ריכוזי הגזים השיוריים והחומר החלקיקי, על המאפיינים הפיזיקליים שלהם ועל התנאים המטאורולוגיים. במחקרי, אני מנסה להבין איך הם משתלבים יחד ומהם האלגוריתמים הנכונים שאפשר להשתמש בהם כדי לשייך טביעת־אצבע מסוימת של חומרים למקור מסוים של זיהום. אני משתמש בכלים סטטיסטיים ומעולם למידת־מכונה, ובאמצעותם, אני יכול להראות, למשל, שבאתר מדידה מסויים, מקור הזיהום העיקרי בבוקר הוא תוצר של פליטות מתחבורה, ובצהריים, מקור הזיהום העיקרי מגיע ממפעלי מלט. בסביבה, כל המקורות האלה מתערבבים זה בזה ועוברים תגובות בדרכם למכשירי המדידה, והמשימה שלי היא להפריד אותם אלה מאלה ולמצוא את המקור של כל אחד מהם בנפרד.

תחנות המדידה הקיימות המנטרות זיהום אוויר אינן מספקות כיסוי גיאוגרפי מספק. מטרה נוספת של המחקר שלי היא להראות שניתן להקים תחנות מדידה קטנות וקומפקטיות, או רשת של תחנות, בדיוק כמו המכשירים שיש לנו במעבדה, וכך להשיג את אותה איכות נתונים (כמו עבודת בילוש טובה) בכל מקום בסביבה. המחקר שלי יעניק כלים לחוקרים אחרים, למומחים ונציגי בריאות הציבור לקבל תמונת מצב מדויקת יותר על זיהום אוויר בכל מקום, להתאים לכך אסדרה, לידע את הציבור על סכנות בריאות ואולי אף לחזות היווצרות של מוקדים עם ריכוזי זיהום גבוהים.

מה הביא אותך לחקר האטומוספירה?

עבודה במחקר היא תרומה לגוף הידע האנושי. לעתים אני מצטט נתונים ממחקרים קודמים, למשל, שבני אדם פולטים כ-60 ביליון טונות של שווה־ערך פחמן דו־חמצני בשנה (60 GtCO_{2, eq}), שפריסה של לוחות סולריים באזורים צחיחים לעיתים עדיפה על נטיעת יערות כחלק מהמאבק במשבר האקלים, ושפליטה של "פחמן שחור" (black carbon) מתהליכי בעירה מגבירה את לכידת החום באטמוספירה באופן ישיר (ב-0.7 W m^-2). כחוקר, אני יודע שאלה הן קביעות שמשמשות את כולנו ביומיום בדיונים קובעי מדיניות שמטרתם לעצב את העתיד של כולנו. אני יודע כמה עבודה מושקעת כדי לחקור אותם, לבדוק את אמינותם ולהשוות אותם עם הידע הקיים. הגעתי למחלקה הזאת בגלל הרצון שלי להיות אחד מאותם אנשים שמביאים את הנתונים האלה לידיעת הציבור ומשתמשים בהם אל מול מקבלי ההחלטות.

בנוסף, במחלקה התאפשר לי להתקבל כעמית ב"מכון לסביבה וקיימות" (IES – Institute of Environmental Sustainability) של מכון ויצמן. חברוּתי שם פתחה לי צוהר לעולם של יוזמות סביבתיות והראתה לי שאוכל להיאבק על אותם נושאים גם מחוץ לכותלי האקדמיה.

מה אתה עושה בחיים כשאתה לא במעבדה?

כשאיני עובד, אני מטייל בארץ, ברגל ובאופניים, עם אשתי (אותה פגשתי במכון).

מה השאיפות שלך לעתיד?

איני רוצה שעבודתי במדע תיפסק. אני מקווה שהמחקר שלי יתפתח ויאפשר לי להשתלב בפרוייקטים חובקי־עולם שמטרתם להפחית זיהום אוויר ולדווח עליו. בנוסף, היכן שלא אהיה, אמשיך להיות סנגור של המדע ואקדם מודעות לנזקי משבר האקלים ולצורך הדחוף בפעולה, בעיקר על ידי הפחתת פליטות, אני מתפלא שוב ושוב כאשר אני מגלה שיש מכחישים בכל מקום, על אף שפע ההוכחות.

מסר ממך לסטודנטים שמעוניינים להצטרף למחלקה

לא ניתן לתאר לאנשים מהו מחקר אקדמי, חייבים להתנסות במחקר כדי להבין את הייחוד של צורת העבודה הזאת, כיצד היא תורמת לחברה, וכיצד היא שונה מעבודה "בתעשיה". הדגש שהמכון שם על קידום "מדע לשם מדע", מאפשר חופש אקדמי שאין כמוהו, כדי שסטודנטים יחקרו את מה שמעניין ומסקרן אותם. זה לא מתאים לכל אחד. אבל, אם זה מתאים לכם, דעו שבויצמן, ניתנת תמיכה לסטודנטים שאין כמוה בשום מקום בישראל (ובמקומות מעטים בעולם), החל בשירותי תמיכה ותשתיות למחקר (מיקרוסקופיה מתקדמת, שירותי תכנות, שירותי ייצור והדפסה תלת־מימדית), כלֶה באירועים תרבותיים וחברתיים, ושיתוף פעולה מדעי עם החוקרים הטובים בעולם.

במחלקה למדעי כדה"א ומדעים פלנטריים, התמיכה הזאת מזדקקת למחלקה קטנה ומאוד מולטי-דיסציפלנרית שחוקרת את הנושאים החמים ביותר על כדה"א ובחלל! ניתן למצוא כאן כימאים, פיזיקאים, מתמטיקאים, מהנדסים ואנשי מדעי המחשב. לא פעם, אני עובר במסדרונות, וחברים־חוקרים מספרים לי, כבדרך אגב, על גילויים מדהימים שהם מתכוונים לפרסם. המחלקה שלנו משפחתית מאוד ומלוכדת והמאמרים שמפורסמים כאן מהדהדים בכל העולם המדעי.

How did you join the department? What was the initial connection?
In late 2019, I found myself diving into articles and reports about the climate crisis and other environmental challenges. At the time, I was working as an R&D engineer at a medical device start-up. The job was both interesting and demanding, yet I felt a growing need to expand my horizons and understand the root of the processes taking place in the atmosphere.
I applied to the Feinberg Graduate School and was accepted into the master’s program, my background in chemical engineering from the Technion and my experience as an engineer helped.
I reached out to Prof. Yinon Rudich after a friend recommended his group. That’s how I began a lab rotation with him (Weizmann master's students go through several lab rotations during their first year). There, I discovered the world of aerosols, which immediately fascinated me. I was drawn to the experimental work and the use of advanced instruments and atmospheric chemistry. I decided to stay in the lab to complete my master’s project, and then chose to continue toward a PhD.

What is your research about? What is its broader significance?
The atmosphere around us, the air we breathe, is chemically rich and fascinating. Most people don’t think beyond its main components: nitrogen, oxygen, water vapor, and carbon dioxide. But in fact, the air contains a complex mix of trace gases and particles, some smaller than bacteria and viruses.
For example, nitrogen oxides (NOx), which are mainly the result of human activity, exist at concentrations of just one part per billion and persist for only a few hours, yet they play a significant role in air pollution, solar radiation, and public health.
The precise chemical composition of the air at any given time is a kind of fingerprint that reflects both natural processes and human activity. Almost everything we do at large scales, traffic jams, plowing fields, running air conditioners, leaves a mark on the air through emissions.
My research focuses on identifying these chemical fingerprints and figuring out who or what they belong to. I use a wide range of instruments, some large and sophisticated in the lab, others compact and portable for use in the field, to measure trace gases, particulate matter, and their physical characteristics, along with meteorological data.
I aim to understand how these elements interact and to develop algorithms that can trace specific chemical patterns back to their sources. Using statistical methods and machine learning tools, I can demonstrate, for example, that in a given location, the primary source of pollution in the morning is traffic, while in the afternoon it is cement production. These sources mix and chemically react in the atmosphere before reaching the instruments, and my job is to disentangle them and attribute each component to its origin.
Existing air pollution monitoring stations lack sufficient geographic coverage. An additional goal of my research is to show that small, mobile monitoring stations, or networks of them, can provide data quality comparable to our lab instruments. Like good detective work, this approach can deliver precise, location-specific insights that support regulation, inform the public about health risks, and even predict pollution hotspots before they form.

What led you to study atmospheric sciences?
Doing research means contributing to the body of human knowledge. Sometimes I cite established data, like the fact that humans emit around 60 gigatonnes of CO₂-equivalent per year, that installing solar panels in arid regions may be more effective than planting forests in the fight against climate change, or that black carbon emissions from combustion increase atmospheric heat retention by 0.7 W/m².
As a researcher, I know how much work goes into producing, verifying, and contextualizing these findings. I joined this department because I wanted to be one of the people generating those numbers, bringing them to public awareness, and using them to inform decision-makers.
In addition, I was fortunate to be accepted as a fellow in the Weizmann Institute’s Institute of Environmental Sustainability (IES). This opened the door to new environmental initiatives and showed me that I could advocate for these issues beyond the confines of academia.

What do you do when you're not in the lab?
When I’m not working, I enjoy hiking and cycling around Israel with my wife (whom I met at the Institute).

What are your aspirations for the future?
I don’t want my scientific work to end. I hope my research will continue to evolve and allow me to take part in global initiatives aimed at reducing and monitoring air pollution.
Wherever I am, I intend to remain an advocate for science and to raise awareness about the harms of the climate crisis and the urgent need for action, especially in reducing emissions. I am repeatedly surprised to encounter climate change denial, even in the face of overwhelming evidence.

Any message for students considering joining the department?
It’s impossible to fully explain what academic research is, you have to experience it to understand what makes this kind of work unique, how it serves society, and how different it is from working in “industry”.
The Institute’s emphasis on “science for the sake of science” fosters unparalleled academic freedom, allowing students to pursue what genuinely interests and excites them. It’s not for everyone, but if it’s right for you, know that Weizmann offers students a level of support that’s unmatched anywhere else in Israel (and rare even globally), from research infrastructure and services (advanced microscopy, programming support, 3D printing and fabrication) to cultural and social events, and collaborations with the best scientists in the world.
In the Department of Earth and Planetary Sciences, this support is concentrated in a small, highly multidisciplinary community working on some of the hottest topics on Earth and beyond. You’ll find chemists, physicists, mathematicians, engineers, and computer scientists here.
It’s not uncommon for me to walk through the hallway and hear colleagues casually mention astonishing discoveries they’re about to publish. Our department is very close-knit, and the papers published here resonate across the global scientific community.