Молнии загрязняют небо газами так же, как выхлопы авто. Впервые ученые наблюдали за влиянием молний на воздух
Ученым известно, что каждый разряд молнии сопровождается выбросом оксидов азота — веществ, обычно связанных с выбросами от автотранспорта. И вот теперь исследователи смогли впервые ученые смогли в режиме реального времени наблюдать за влиянием молний на состав воздуха, пишет phys.org.
С помощью спутника NASA TEMPO команда исследователей Университета Мэриленда (UMD) использовала высокочастотные спутниковые измерения (каждые 10 минут) для мониторинга грозовой активности. Этот эксперимент предоставил уникальную возможность изучить двойственную роль молний: как источника загрязнения воздуха и как фактора, способствующего его очищению.
Инструмент TEMPO обычно сканирует атмосферу каждый час. Переключив его в режим высокой частоты, ученые смогли зафиксировать газы, образующиеся в результате молний во время гроз, прошедших над восточной частью США.
"Это первое исследование, проведенное с таким высоким временным разрешением. Грозы развиваются очень быстро, часто проходя стадии нарастания, пика и затухания в течение часа", - отметил профессор UMD Кеннет Пикеринг.
Команда дополнила данные TEMPO информацией от геостационарного картографа молний NOAA для точного подсчета разрядов.
"Благодаря этому эксперименту мы можем точно определить количество вспышек молний и оценить объем диоксида азота, выделяемого каждой вспышкой, а также время его существования после грозы. Эта информация поможет усовершенствовать климатические модели и углубить понимание влияния молний на качество воздуха", - пояснил Дейл Аллен, также профессор UMD.
Молнии создают сильный жар, который разрушает молекулы азота и кислорода, приводя к образованию оксидов азота. По оценкам исследователей, на долю молний приходится от 10 до 15% глобальных выбросов оксидов азота в атмосферу. В отличие от автомобилей, выбрасывающих загрязняющие вещества у поверхности земли, молнии высвобождают газы на больших высотах, где они более эффективно способствуют образованию озона, нагревающего атмосферу.
Летняя жара усиливает этот эффект. Воздействие молний на климат летом сопоставимо с воздействием антропогенных оксидов азота. Молнии также способствуют образованию гидроксильных радикалов, очищающих воздух путем разложения метана и других газов, именно поэтому ученые проводили эксперименты летом.
Предыдущие исследования показывают, что каждая вспышка молнии производит около 250 молей оксидов азота, но эти цифры сильно варьируются.
"Мы предполагаем, что с увеличением интенсивности гроз разряды молний становятся короче и производят меньше оксида азота за одну вспышку. Это исследование позволит нам это доказать", - пояснил Дейл Аллен.
Образующиеся газы могут переноситься на большие расстояния, смешиваться с приземным воздухом и способствовать образованию смога, создавая угрозу для здоровья.
"Для жителей горных районов эта информация особенно важна, так как молнии вносят значительный вклад в приземный озон на больших высотах", - отметил Пикеринг.
Исследователи надеются, что их данные позволят лучше различать естественное и антропогенное загрязнение воздуха.
Изображение: фрипик