根据美国詹姆斯麦迪逊大学 (JMU) 的一项新研究,空气污染会使夏季雷暴更加强烈和危险。研究发现,在不稳定的大气中,污染颗粒通过影响云粒子分布,加剧了云对地雷击。这表明城市污染加剧了全球范围内的风暴。该研究发表于《大气研究》(Atmospheric Research)。

研究人员发现,空气污染正在增加雷暴的强度。詹姆斯麦迪逊大学的科学家们对华盛顿特区约20万次雷暴和堪萨斯城地区超30多万次雷暴进行了研究。他们从这两个城市的空气污染监测站获取数据,并将其与美国国家雷电探测网络12年来的雷击数据结合起来。他们发现,额外的污染增加了云对地雷击的可能性。

图源:绿会融媒詹姆斯麦迪逊大学地理学教授、该研究的主要作者Mace Bentley教授解释道:“污染就像云核一样。它通过上升气流进入云层。上升气流和下降气流将污染颗粒分离,从而分散云层中的电荷,导致更多的闪电产生。”

研究人员目前正在泰国曼谷研究同样的现象,曼谷的空气污染比华盛顿特区或堪萨斯城更严重,而且属于炎热的热带气候。到目前为止,结果与在美国研究区发现的结果相似,尽管暴风雨在曼谷产生更高的雷击率。

从另一个角度看,雷暴对空气质量有影响吗?虽然答案是肯定的,但这些影响的性质很复杂,因为雷暴对空气污染有积极和消极的影响。积极的影响是,强降雨可以充当大气的天然清洁剂。雨水有助于“冲走”大气中的灰尘、花粉和颗粒物等污染物。这种清洁作用可以暂时改善空气质量。此外,雷暴产生的强风和湍流有助于混合空气,分散局部污染物并降低其在地表附近的浓度。

然而,雷暴也会对空气质量产生负面影响。例如,雷暴会将地表污染物抬升到高层大气,进而造成空气污染,污染物可以在那里被输送到很远的地方,从而可能影响远离源头的空气质量。此外,闪电会在低层大气中产生臭氧,成为地面有害污染物和烟雾的关键成分,而烟雾会以多种方式严重影响人类健康。

空气污染使风暴更强的观点一直是科学家争论的焦点。2023年4月,美国发射高精度空气污染监测仪“对流层排放污染监测”(TEMPO)至太空,对包括交通高峰时段污染、空气质量预警、闪电对臭氧的影响、森林火灾及火山爆发的污染变化等进行监测。

来自美国环境保护署(EPA)、美国国家航空航天局(NASA)、史密森天体物理天文台(SAO)和美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的科学家在该项目上进行了合作。TEMPO的科学家表示,他们的任务之一是研究雷暴和空气污染之间的关系。

2014年,研究人员曾预测,到本世纪末,由于气候变化,美国每年的雷击次数将增加一半。也有一些研究人员认为,闪电可能会产生大量高活性分子,分解二氧化碳和甲烷等温室气体,从而对大气有益。TEMPO将研究这种效应是否足以抵消闪电所产生的臭氧。

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编译 | Sara

审核 | YJ
排版 | 绿叶

参考资料略

来源: 海洋与湿地