Блискавки та невидимі розряди виділяють гідроксильний радикал – важливу для атмосфери речовину, яка ініціює хімічні реакції з розщеплення молекул парникового газу метану. Гідроксиди фактично є основними чинниками багатьох структурних змін в атмосфері. Спочатку ми помітили сигнали наявності OH (гідроксидів) та HO2 у хмарах, і не розуміли, що з нашим приладом не так. Ми припустили, що в приладі є шум, тому видалили сигнали з набору даних і відклали їх для подальшого вивчення. Дані були отримані за допомогою приладу, встановленого на літаку, який пролітав над Колорадо й Оклахомою 2012 року і вивчав хімічні зміни, спричинені в атмосфері грозами та блискавками.

Кілька років тому Вільям Брюн відновив дослідження і виявив, що пристрій дійсно показував високу насиченість гідроксилу і гідропероксильного радикалу в повітрі, а згодом перевірив, чи можливо отримати подібні сигнали з іскор та невидимих розрядів у лабораторії. Потім експерти провели повторний аналіз даних, отриманих під час грози.

Ми змогли співвіднести сигнали, записані нашим пристроєм, який буквально пролітав крізь грозові хмари, з потужністю блискавок, виміряною із землі

Вільям Брюн, заслужений професор метеорології Пенсильванського університету

Брюн зазначає, що літакам бажано не наближатися до місця виникнення блискавок, оскільки це небезпечно, але вони можуть зачепити верхню частину хмари, яка рухається у напрямку вітру. Видимі блискавки виникають в тій частині хмари, яка перебуває біля осередку грози. Протягом всієї історії люди цікавилися блискавками тільки через їхні руйнівні властивості. Однак зараз інтерес до впливу слабших електричних розрядів, які призводять до появи блискавок, зростає.

Більшість блискавок не дістається землі: найчастіше вони залишаються в хмарах і є дуже важливими для підтримання рівня озону, впливу на озон та утворення парникового газу у верхніх шарах атмосфери.

Раніше було відомо, що блискавка може розщеплювати воду з утворенням гідроксилу і гідропероксильного радикалу, але цей процес ніколи не досліджувався в контексті впливу гроз на якість повітря. Спочатку команду Брюна бентежило те, що їхній прилад реєстрував високі рівні гідроксилу і гідропероксилу в тих ділянках хмари, де не було видно блискавок ані з літака, ані із землі. Експерименти в лабораторії показали, що слабкий електричний струм, набагато менш енергійний, ніж видима блискавка, може створювати такі самі компоненти.

Хоча дослідники виявили гідроксил і гідропероксильний радикал у зонах виникнення невидимих блискавок, вони не знайшли жодних слідів озону та оксиду азоту, для утворення якого необхідна видима блискавка. Якщо невидимі заряди утворюються регулярно, то гідроксил і гідропероксильний радикал, котрі продукуються в результаті цих електричних явищ, мають бути включені у так звані атмосферні моделі, де вони наразі відсутні.

За словами дослідників, OH (гідроксил), що генерується блискавкою під час усіх бур, які відбуваються в глобальному масштабі, може бути відповідальним за істотну частку (від 2% до 16%) окисно-відновних реакцій в атмосфері.

Ці результати дуже невизначені, почасти тому, що ми не знаємо, чи ці вимірювання є релевантними до іншої частини земної кулі. Ми пролітали тільки над Колорадо й Оклахомою, а більшість гроз все-таки трапляється в тропіках. Вся структура бур на високих рівнинах відрізняється від тропічних. Очевидно, що нам потрібно провести більше досліджень, щоб знати точні результати

Джена М. Дженкінс, докторантка в галузі метеорології й атмосферних наук

Читайте також, як авіаперельоти шкодять клімату та чому парникові гази руйнують верхні шари атмосфери.

Коменти
мрлло

Теж читав, що озон в блискавках утворюється.