Вчені довели зв’язок між забрудненням повітря та грозами над океаном

14 березня 2025 р. 20:57

14 березня 2025 р. 20:57

Дослідження виявило прямий зв’язок між частотою блискавок та викидами кораблів уздовж найжвавіших судноплавних шляхів світу, продемонструвавши різке зменшення грозової активності після введення нових правил щодо викидів сірки у 2020 році.

Незвичайне відкриття над океанськими шляхами

Карти блискавок поблизу порту Сінгапуру виявляють дивну аномалію. Над найжвавішою судноплавною трасою світу видно смугу підвищеної грозової активності. Це не збіг, а прямий наслідок людської діяльності.

Вчені проаналізували дані глобальної мережі виявлення блискавок. Вони зіставили їх із маршрутами руху суден. Результати показали чіткий зв’язок між корабельними вихлопами та підвищеною частотою ударів блискавки.

Після введення у 2020 році нових міжнародних правил, що скоротили викиди сірки з кораблів на 77%, кількість блискавок над судноплавними шляхами зменшилася вдвічі . Це відбулося майже миттєво після набуття чинності новими нормами.

Вплив аерозольних частинок на формування хмар

Ключ до розуміння цього явища криється в аерозольних частинках. Це мікроскопічні тверді або рідкі частинки, що присутні в повітрі. Вони виникають як з природних джерел, так і внаслідок людської діяльності.

В одному літрі повітря містяться десятки тисяч таких частинок. У місцях сильного забруднення їх кількість може сягати мільйонів. Хоча більшість із них невидимі для людського ока, їхній вплив на атмосферні процеси значний.

Ці частинки слугують ядрами конденсації для водяної пари. Молекули води збираються навколо них, формуючи хмарні краплі. Збільшення кількості аерозольних частинок призводить до утворення більшої кількості крапель.

У звичайних купчастих хмарах це просто підвищує їхню яскравість. Але у грозових хмарах наслідки набагато складніші через процеси замерзання та вивільнення прихованого тепла.

Механізм впливу на грозову активність

Кораблі з потужними двигунами, що працюють на мазуті, викидають значну кількість сажі та частинок сірки. Порт Сінгапуру є світовим лідером з продажу бункерного палива – близько 20% загальносвітового обсягу.

Міжнародна морська організація в 2020 році запровадила нові правила для зменшення викидів сірки. Продажі високосірчистого палива в Сінгапурі різко впали з майже 100% до 25%, поступившись місцем паливу з низьким вмістом сірки.

Механізм впливу цих викидів на блискавки пов’язаний з процесами електризації хмар. Блискавка виникає внаслідок зіткнень між легкими кристалами льоду та більш щільними частками льоду в грозовій хмарі.

Вчені вважають, що частинки з корабельних димових труб призводять до утворення більшої кількості кристалів льоду. Це сприяє інтенсивнішій електризації хмари, що врешті-решт розряджається як блискавка.

Природний експеримент та його результати

Запровадження нових правил щодо викидів сірки створило унікальну можливість для наукового спостереження. Це був своєрідний неспланований експеримент у глобальному масштабі.

Дослідження показало, що після 2020 року кількість блискавок над судноплавними трасами зменшилася приблизно на 50%. Жодні інші фактори – ні Ель-Ніньо, ні зміни в частоті гроз – не могли пояснити це раптове падіння.

Зменшення вмісту сірки в паливі означало скорочення кількості ядер конденсації. Це призвело до утворення меншої кількості заряджених частинок льоду і, як наслідок, до зменшення електризації хмар. В результаті менше штормів досягло рівня електризації, необхідного для виникнення блискавки.

Важливо зазначити, що зменшення блискавок не обов’язково означає зменшення кількості опадів чи інтенсивності штормів. Це підкреслює складність взаємодії між забрудненням і атмосферними процесами.

Напрямки подальших досліджень

Відкриття зв’язку між судновими викидами та блискавками піднімає багато нових запитань. Чи активізують аерозольні частинки шторми в цілому? Чи їхній вплив обмежується лише особливостями генерації блискавок?

Важливим залишається питання про глобальний вплив людини на частоту блискавок. Розуміння механізмів взаємодії між забрудненням і грозовою активністю допоможе точніше прогнозувати реакцію клімату Землі на зміни антропогенних викидів .

Науковці продовжують працювати над відповідями на ці питання. Дослідження блискавок над судноплавними шляхами є лише першим кроком до розуміння складних взаємозв’язків між людською діяльністю та атмосферними явищами.

Ця робота демонструє, як навіть мікроскопічні частинки можуть впливати на формування потужних атмосферних процесів, що розгортаються на висоті до 10 миль. Це нагадування про те, як тісно пов’язані всі компоненти кліматичної системи Землі.

Наука