我们的污染实际上可能导致雷暴

我们的污染实际上可能导致雷暴

闪电往往会激发我们的敬畏之情,敬畏之情夹杂着惊奇和恐惧。当闪电划过天空,雷声大到你都能感觉到时,我们的祖先就会明白为什么他们经常把风暴归因于诸神:阿兹特克人认为是索洛特尔,古希腊人认为是宙斯,北欧神话中则是雷神托尔。

《地球物理研究快报》杂志最近的一项研究认为,人类至少应该为地球上的部分雷暴负责。研究人员发现,船只在穿越航道时释放的污染物会引发雷暴。而且确实会引发很多雷暴。事实上,这些海洋拥堵地区的雷暴次数是预期的两倍。谁知道满足我们网购成瘾的推动力竟然有这么大的力量?

研究人员早就知道,如果将小颗粒泵入大气,就会形成雷暴,从而形成闪电。闪电形成于混合了冰、液态水和一种剧烈上下运动(称为上升气流)的云层中。较重的冰粒(一种被肾病学家或云研究人员称为霰的小冰雹)在重力作用下向下移动,而较小、较雪的颗粒则在上升气流的作用下向上移动,相互碰撞并带有各自的电荷。霰通常带负电荷,而飘浮的雪花带正电荷。因此,当它们相互碰撞时,就会产生一点放电,也就是我们看到的闪电火花。

为了获得更多闪电,你基本上只需要促进液态水、冻结水滴和雪冰晶在云中共存的底层条件,这就是气溶胶粒子的来源。它们基本上充当云层形成的微小种子。如果那里太干净,形成的云滴就会更少,它们会变得又大又重,收集周围所有的水。这使得它们更容易快速降落,产生没有闪电的降雨。换句话说,空气中的微小颗粒是雷暴产生眩光的原因。

但当时还不清楚人类活动释放的这些颗粒物(如驾驶废气、煤炭和天然气发电厂的排放,当然还有轮船发动机)对地球电力排放的影响有多大。2004 年,华盛顿大学的罗伯特·霍尔兹沃思开始创建一个名为“全球闪电定位网络”的传感器网络,以帮助找出答案。

西雅图华盛顿大学的大气科学家乔尔·桑顿说:“每当有闪电发生时,大气中的无线电波就会发生扰动。如果你在世界各地安装传感器,就可以检测到这种扰动,当传感器在不同时间检测到这种扰动时,你就可以对这种扰动进行三角测量,并确定闪电发生的地点。”

通过深入研究数据,桑顿的合著者、阿拉巴马州亨茨维尔美国宇航局马歇尔太空飞行中心的研究员卡特里娜维尔茨 (Katrina Virts) 创建了一种撞击地图。

2012 年 6 月穿越印度洋及其周边海域的船只地图。穿越北印度洋的大多数船只沿着斯里兰卡和苏门答腊岛之间北纬 6 度左右的狭窄、近乎笔直的航线航行。苏门答腊岛以东,船只向东南方向穿过马六甲海峡,绕过新加坡,向东北延伸穿过南中国海。这些航道的气溶胶颗粒排放量是该地区其他航道的十倍或更多,是全球最大的气溶胶颗粒排放量之一。Shipmap.org 是 Kiln 为伦敦大学学院能源研究所制作的一份商业航运活动互动地图

桑顿说:“她指出,有两条跑道看上去像航道。”果然,他们发现,在航道上发生撞击的频率确实更高——就在船只交通的上方。

桑顿本人对气溶胶颗粒及其与云层形成和雷暴的关系很感兴趣,这使他意识到催化剂是船舶尾气中的颗粒。与陆地上随处可见的野火、灰尘和污染不同,深海中的颗粒没有那么多。将大量颗粒放入原本没有颗粒的狭长海域是导致风暴急剧增加的原因。

这并不是我们第一次看到烟尘粒子引发闪电:它是所谓的肮脏雷暴背后的根本原因,有时会在火山灰云中形成闪电。但这项研究表明,我们在地面上所做的事情不仅会对气候产生长期影响。我们的活动(以及我们的排放)也会立即影响天气。

桑顿说:“通过将船舶尾气中的颗粒物排放到大气中,我们可能会将一些暴雨变成雷暴。”

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