Разряд молнии на суше

Молнии на суше все чаще, почему?

Разряды молнии на суше чаще, чем над морем. Это невероятно, но почему? Насколько распространена молния? По оценкам ученых, каждый день происходит около 8 миллионов ударов молнии, что соответствует их 3 миллиардам в год, и подавляющее большинство из них приходится на сушу, хотя большая часть осадков выпадает над океаном, который покрывает 70 процентов поверхности нашей планеты. Вопрос в том, почему.

До сих пор предполагалось, что удары молнии над сушей случаются чаще, потому что морской воздух чище, чем воздух над сушей.  Но одна загвоздка с этой теорией заключается в том, что, когда воздух над соленой водой насыщен частицами загрязнения, и… новых молний не происходит.

Известные эффекты термодинамики и аэрозолей могут объяснить грозовую активность над сушей, но не над океанами. Различия в интенсивности восходящего потока также не могут объяснить огромную разницу.

Теперь ученые из Еврейского университета в сотрудничестве с учеными из Уханьского и Нанкинского университетов в Китае, а также из Вашингтонского университета изменили парадигму: «Грубые морские брызги подавляют молнию», — написали профессор Даниэль Розенфельд и его научный сотрудник Зенгксин Пан в журнале Nature Communications летом 2022. «Крупные морские брызги» относятся к переносимым по воздуху частицам соли размером более 2 тысячных долей миллиметра. Статья посвящена тропическим зонам и летним штормам в субтропиках и средних широтах, например, в США и восточном Китае, для которых характерны как дожди, так и влажность. Где штормы сталкиваются с солеными аэрозолями? В акватории моря. Где штормы не сталкиваются с солеными аэрозолями? Над землей.

Насколько велика разница между наличием соли в воздухе и ее отсутствием? Розенфельд объясняет, что во время любого шторма морские брызги могут снизить количество ударов молнии до 90 процентов по сравнению с отсутствием морских брызг.

Команда обнаружила, что небольшие частицы в воздухе увеличивают производство молний во время данного шторма, хотя гораздо меньше над морем, когда воздух содержит много частиц соли, образующихся в результате морских брызг.

Частицы — крупные соленые аэрозоли и аэрозоли с мелкими частицами — также влияют на количество осадков от шторма. Но вернемся к драме молний и почему все это происходит .

История возникновения молнии начинается с конвективных облаков, которые возникают из-за восходящих воздушных потоков, возникающих у поверхности, утверждает Розенфельд. Таким образом, частицы с поверхности, соль над морем, пыль и загрязняющие вещества над землей могут подняться в небо более чем на 10 километров.

Когда мелкие частицы поднимаются в облака, они служат основой для конденсации множества мелких облачных капель, которые намного меньше дождевых капель. С меньшим количеством осадков, которые истощили бы облачную воду, больше воды остается в восходящих воздушных потоках, которые поднимаются, поднимаются, и поднимаются на высоты выше уровня замерзания. Облачная вода замерзает в частицы льда, которые сталкиваются друг с другом и создают электрические заряды.

Другими словами, мелкие частицы усиливают процессы, вызывающие молнию. Отсюда больше молний над сушей и в загрязненных облаках над океаном.

Когда в нашем облаке есть большие соленые частицы, они подавляют процессы, вызывающие молнию, потому что они поглощают воду в облаке и образуют большие облачные капли, которые ускоряют образование дождевых капель. Они действительно будут падать, облако выделяет больше воды, прежде чем подняться до зоны замерзания и, следовательно, возникает меньше молний над морем, — утверждает Розенфельд и его команда.

Поскольку морские брызги и пыль существуют уже более 4 миллиардов лет, это не вина человека, не так ли?

В том смысле, что физика и химия остаются тем, чем они были и раньше, и несомненно, над сушей всегда было больше молний, ​​чем над морем. Но человечество значительно сдвинули стрелку с загрязнением твердыми частицами, которые мы производим. По словам Розенфельда, этот эффект особенно заметен в промышленных городах, как например, таких как Хьюстон в Техасе и Гуанчжоу на юге Китая.

«Хорошо задокументировано, что в районах с более высоким уровнем загрязнения воздуха происходит больше ударов молнии, например, над крупными городскими районами», — резюмирует Розенфельд. Теперь мы лучше понимаем, почему.

Он добавляет, что в настоящее время в районе Хьюстона реализуется проект по изучению связи между загрязнением воздуха, процессами выпадения осадков (дождь или лед) и электризацией облаков.

Он отмечает, что над горячими промышленными городами можно получить двойной эффект , усиливая термические процессы и ускоряя подъем грязной воздушной массы. 

Разряды молнии чрезвычайно опасны. Так 4 августа 2022 три человека погибли, а четвертый был госпитализирован в критическом состоянии после того, как молния ударила в парк через дорогу от Белого дома в Вашингтоне. Это была чрезвычайная трагедия, учитывая расположение и тот факт, что в среднем молния убивает «всего» от 15 до 20 человек в год в Соединенных Штатах, по данным Национальной метеорологической службы США. Все трое укрылись от бури под деревом: молния, как правило, направляется через самый высокий объект поблизости, которым часто и является дерево. Это, кстати, относится и к океану: судно с мачтой больше подвержено ударам, чем серфер. ( Во время грозы нельзя находиться ближе 10 метров от высоких предметов).

В конечном счете, получается история об изменении климата. Чем больше загрязняющих частиц мы выбрасываем в наш воздух, тем больше молний мы получаем, и среднее количество людей, убитых молнией в год, вероятно, увеличится. Но что еще более важно, это влияет на планетарный энергетический баланс, который приводит в движение всю климатическую систему: большая часть солнечной энергии уходит на испарение воды с поверхности и доставляется в атмосферу, а когда происходит обратный процесс — то происходят осадки.

Все это уже меняет местную погоду, да и климат планеты в целом. Но поскольку масштабы последствий загрязнения воздуха и морских брызг не были полностью оценены, они не учитывались в прогнозах погоды и климатических моделях — и должны быть учтены, говорит Розенфельд. Включение этих процессов будет дорогостоящим, но мы должны себе этого позволить. «Мы должны стиснуть зубы», — настаивает профессор. Мы должны улучшить наше понимание того, что нас ждет впереди.

Источник

Фото: Яндекс Дзен

Впереди засуха, или наводнения

Как жара убивает организм

Оставьте комментарий