Tracking Africa’s Changing Lands: The Weizmann Mobile Lab Sets Out on a New Climate Mission

Tracking Africa’s Changing Lands: The Weizmann Mobile Lab Sets Out on a New Climate Mission

Africa’s landscapes are transforming faster than almost anywhere else on Earth, yet the continent remains one of the world’s largest blind spots in climate observations. This year, a unique scientific expedition aims to change that. After a months-long sea journey around the continent, the Weizmann Institute’s fully equipped Biosphere–Atmosphere Research Mobile Lab is about to roll onto African soil, launching an ambitious campaign to measure how land-use change is reshaping the region’s carbon, water, and energy cycles. Led by Prof. Dan Yakir, Dr. Eyal Rotenberg, Dr. Dan Elhanati, and their students and postdocs team, the mission brings state-of-the-art climate science directly to places where nearly no ground-based measurements exist, opening a rare window into East Africa’s rapidly shifting environments.

Biosphere Atmosphere Research Mobile Lab

The deployment follows an intensive preparation phase of more than a year, during which the team completed a comprehensive systems overhaul, calibration of instrumentation, and logistical planning for overseas shipment and operation under field conditions. The lab, housed within a truck, enables high-precision measurements across diverse land-cover types, offering an unprecedented opportunity to characterize land–atmosphere interactions in regions where data have long been scarce.

During this campaign, the Mobile Lab will conduct various measurements with a suite of high-precision instruments. These include an eddy-covariance system for continuous measurements of turbulent fluxes, gas analyzers for CO₂, CH₄, H₂O, and fire-related trace gases, radiation sensors for evaluating surface energy balance components, and meteorological sensors mounted on an extendable mast.

This station, the sole Israeli contribution to the global FLUXNET, a network of regional earth system scientists, has already added invaluable pieces to the picture of global climate change, published in leading scientific journals.

A Research Route Across Africa’s Climate Gradient

The first phase of the campaign, starting in mid-January 2026, will focus on Kenya, a region characterized by one of the most pronounced climatic and ecological gradients in East Africa.

With this setup in place, Prof. Yakir explains its importance: “land use and land cover are changing dramatically due to climate change, increasing population, and changes in management. We need to be able to predict the implications of the changes in land uses for carbon storage and crop productivity, in water availability, and in environmental conditions.”

By deploying the mobile lab along the gradient in Kenya, the project will directly measure how different land-use regimes influence carbon sequestration potential, water vapor exchange, and energy partitioning at the surface. In agricultural regions, for example, changes in vegetation structure and albedo may alter heat fluxes, in shrublands, variability in precipitation and soil moisture controls biophysical responses, and in savanna systems, fire activity introduces distinct atmospheric signatures detectable through gas and aerosol (small airborne particles) measurements.

Building on the Kenyan transect, the lab will continue its two-year mission, traveling southward through East Africa. It will trace one of Earth’s most striking environmental gradients, capturing how climate, vegetation, farming practices, and fire regimes shape the climate and atmosphere above them. The result will be the most extensive, fine-scale dataset ever collected across this part of Africa, forming a critical backbone for future climate models, satellite calibration, and sustainable land-management strategies.

This long-term research expedition brings scientific presence and professional measurements to a region where reliable on-the-ground information is urgently needed. By bringing advanced measurement capabilities directly to Africa’s landscapes, the Weizmann team is helping fill one of the biggest data gaps in the global climate system, which will help unfold the continent’s future and its potential consequences for the planet.

The project is carried out in collaboration with local research institutions, including the Taita Hills Research Station (University of Helsinki) and the Mazingira Centre in Nairobi, Sokoine University of Agriculture in Tanzania, the University of Botswana, as well as partners, and in the other counties along the East Africa transect. These collaborations support logistical coordination, data integration, and long-term monitoring capacity.

מעקב אחר שינויים בשימושי קרקע באפריקה: המעבדה הניידת של מכון ויצמן יוצאת למשימת אקלים חדשה

הנופים של אפריקה משתנים בקצב מהיר יותר כמעט מכל מקום אחר על פני כדור הארץ, אך היבשת נותרה אחד מהאזורים הפחות נחקרים בעולם בתחום תצפיות האקלים. השנה יוצאת משלחת מדעית ייחודית שמטרתה לשנות זאת. לאחר מסע ימי בן כמה חודשים סביב היבשת, המעבדה הניידת לחקר הביוספרה–אטמוספרה של מכון ויצמן למדע תעלה על אדמת אפריקה ותצא למסע מחקר שאפתני למדידת השפעת שינויי השימוש בקרקע על מחזורי הפחמן, המים והאנרגיה באזור.

המשימה, בהובלת פרופ' דן יקיר, ד"ר אייל רוטנברג, ד״ר דן אלחנתי, וסטודנטים ופוסט-דוקטורנטים מצוותם, מביאה את מדע האקלים המתקדם ביותר אל מקומות שבהם כמעט ולא קיימות מדידות קרקעיות, ופותחת חלון נדיר להבנת השינויים המהירים בסביבה של מזרח אפריקה.

המעבדה הניידת לחקר הביוספרה–אטמוספרה

להיערכות למסע בשטח קדם שלב הכנה אינטנסיבי של למעלה משנה, שבמהלכו בוצעו שדרוגים מקיפים של מערכות, כיול של מכשירי המדידה, ותכנון לוגיסטי להעברה ולהפעלת הציוד בתנאי שטח. המעבדה, הממוקמת בתוך משאית, מאפשרת מדידות מדויקות במיוחד בסוגי כיסוי קרקע שונים, ומספקת הזדמנות חסרת תקדים לאפיין את יחסי הגומלין בין הקרקע לאטמוספרה והאקלים באזורים שבהם יש מעט נתונים.

במהלך המסע באפריקה, תבצע המעבדה הניידת מגוון מדידות באמצעות מערך מכשירים מדויקים במיוחד. בין אלה: מערכת זרימות טורבולנטיות (eddy covariance) למדידות רציפות של שטפי גזים, אנלייזרים לגזים כגון   CO₂, CH₄, H₂O   וגזים הקשורים לשריפות, חיישני קרינה להערכת רכיבי מאזן האנרגיה בפני הקרקע, וחיישנים מטאורולוגיים המותקנים על תורן מתכוונן.

תחנה זו, התרומה הישראלית היחידה ל-FLUXNET, רשת בין־לאומית של חוקרי סביבה ומערכות כדור הארץ, כבר תרמה תרומה משמעותית להבנת תהליכי שינוי האקלים הגלובלי, ותוצאות המדידות מהתחנה פורסמו בכתבי עת מדעיים מובילים.

מסלול מחקר לאורך מדרג האקלים של אפריקה

השלב הראשון של הקמפיין, שיחל באמצע ינואר 2026, יתמקד בקניה, אזור המאופיין במדרג אקלים ואקולוגיה ייחודי למזרח אפריקה. השינויים החדים של שימושי הקרקע באזור זה יעיל במיוחד להבנת האופן שבו סוגי כיסוי קרקע שונים, כגון צמחייה טבעית, סבכים, שטחי גידול חקלאיים ומערכות סוואנה, משפיעים על חילופי הפחמן, המים והאנרגיה עם האטמוספרה. היכולת לדגום מערכות מנוגדות אלו בקרבה גאוגרפית בקניה היא נקודת פתיחה אידאלית להערכות מדויקות של השפעות השימוש בקרקע על יחסי ביוספרה–אטמוספרה.

פרופ' יקיר מסביר את חשיבות המשימה: “השימוש וכיסוי הקרקע משתנים באופן דרמטי עקב שינויי האקלים, גידול האוכלוסייה ושינויים בניהול השטחים. עלינו להיות מסוגלים לחזות את השלכות השינויים הללו על אגירת הפחמן ופריון היבולים, על זמינות המים ועל התנאים הסביבתיים.”

המעבדה הניידת, שתאסוף נתונים לאורך מדרג זה, תמדוד ישירות כיצד שימושי קרקע שונים משפיעים על קליטת פחמן, חילופי אדי מים וחלוקת אנרגיה בפני השטח. כך למשל, באזורים חקלאיים, שינויים במבנה הצמחייה ובאלבדו עלולים לשנות את שטפי החום, בסבכים, המאופיינים בצמחייה נמוכה, השונות במשקעים ובלחות הקרקע תשפיע על התגובות הביופיזיות של המערכת, ובמערכות סוואנה, פעילות השריפות מייצרת חתימות אטמוספריות ייחודיות שניתן לזהות באמצעות מדידות גזים ואירוסולים (חלקיקים קטנים המרחפים באוויר).

בהמשך למסלול בקניה, תמשיך המעבדה במשימתה בת השנתיים דרומה לאורך מזרח אפריקה. היא תתעד את אחד ממדרגי הסביבה המרשימים ביותר על פני כדור הארץ, ותבחן כיצד אקלים, צמחייה, שיטות עיבוד חקלאיות ושריפות מעצבים את האקלים והאטמוספרה שמעליהם. המעבדה תאסוף את מאגר הנתונים הרחב והמדויק ביותר שאי פעם נאסף באזור זה של אפריקה. נתונים אלו ישמשו תשתית קריטית לדגמי אקלים עתידיים, לכיול לוויינים ולפיתוח אסטרטגיות ניהול קרקע ברות־קיימא.

משלחת מחקר ארוכת־טווח זו מביאה נוכחות מדעית ומדידות מקצועיות לאזור שבו מידע אמין וישיר מהשטח הוא נדיר וחיוני. באמצעות היכולות המתקדמות המובאות ישירות אל הנופים המשתנים של אפריקה, מסייע צוות מכון ויצמן לגשר על אחד הפערים הגדולים ביותר במערכת האקלים הגלובלית, ובכך יעזור להבין את עתידה של היבשת, וההשלכות האפשריות על כוכב הלכת כולו.

הפרויקט מתקיים בשיתוף עם מוסדות מחקר מקומיים, בהם תחנת המחקר Taita Hills (אוניברסיטת הלסינקי), מרכז Mazingira בניירובי, אוניברסיטת סוקואינה לחקלאות בטנזניה, אוניברסיטת בוטסואנה ושותפים נוספים במדינות שלאורך מסלול מזרח אפריקה. שיתופי פעולה אלה תומכים בתיאום לוגיסטי, בהטמעת נתונים ובהקמת תשתית לניטור ארוך טווח.