Zespół badawczy z USTC rzucił nowe światło na mechanizmy wyładowań koronowych na szczytach chmur burzowych, kluczowych dla zrozumienia chemii atmosfery.
Ich obserwacje podczas tajfunu zaowocowały nowatorskim modelem wyjaśniającym, w jaki sposób inicjowane są wyładowania ze szczytów chmur i ich wpływ na stratosferyczne gazy cieplarniane.
Zespół badawczy z Chińskiego Uniwersytetu Nauki i Technologii (USTC), kierowany przez profesorów Jiuhou Lei, Baoyou Zhu i profesora nadzwyczajnego Feifana Liu, dokonał przełomu w zrozumieniu wyładowań koronowych – błysków elektrycznych występujących na dużych wysokościach na szczytach burz i wpływają na chemię atmosfery. Opublikowano niedawno w Komunikacja przyrodniczaich odkrycia wprowadzają nowy model koncepcyjny, który może pogłębić naszą wiedzę na temat tych wyjątkowych zdarzeń elektrycznych.
Znaczenie wyładowań koronowych
Wyładowania koronowe, często objawiające się jako niebieskie błyski w pobliżu szczytów burz przenikających do stratosfery, są kluczowym elementem przenoszenia energii i materiałów z troposfery do wyższych warstw atmosfery. Wyładowania te, szczególnie wąskie zjawiska dwubiegunowe (NBE), mogą wpływać na stężenie gazów cieplarnianych, takich jak tlenki azotu i ozon, w stratosferze, wpływając w ten sposób na bilans promieniowania Ziemi.
Tradycyjnie uważano, że wyładowania w chmurach są spowodowane brakiem równowagi w rozkładzie ładunku w chmurach, wywołanym konwencjonalnymi wyładowaniami atmosferycznymi. Jednakże ze względu na wyzwania obserwacyjne stwarzane przez zachmurzenie i rozpraszanie Rayleigha dokładne mechanizmy inicjowania tych zdarzeń pozostają nieuchwytne, co budzi duże zainteresowanie społeczności naukowej.
Implikacje dla nauki o atmosferze
Wykorzystując zaawansowaną naziemną matrycę do wykrywania wyładowań atmosferycznych, zespół badawczy obserwował NBE podczas tajfunu na chińskim wybrzeżu, odkrywając silną konkurencję w zakresie polaryzacji pomiędzy różnymi typami NBE na szczycie chmur. Odkrycia wskazują, że dodatnie NBE występują głównie w fazie wypiętrzenia konwekcyjnego na przekroczonym wierzchołku chmury, podczas gdy ujemne NBE przeważają w fazie konwekcyjnego prądu zstępującego, zwykle związanego ze smugami pierzastych w niższej stratosferze. Obserwacja ta doprowadziła do opracowania nowego modelu sugerującego, że intensywność konwekcji moduluje wysokość naładowanych warstw w chmurze, co z kolei reguluje występowanie wyładowań na szczytach chmur.
Odkrycia te wyjaśniają mechanizmy wyładowań ze szczytów chmur i ich wpływ na chemię stratosfery, przygotowując grunt pod bardziej szczegółowe badania dotyczące szerszej roli burz w procesach atmosferycznych.
Odniesienie: „Przejścia polaryzacji wąskich zdarzeń dwubiegunowych w szczytach chmur burzowych docierających do dolnej stratosfery” autorstwa Feifana Liu, Torstena Neuberta, Oliviera Chanriona, Gaopenga Lu, Ting Wu, Fanchao Lyu, Weitao Lyu, Christopha Köhna, Dongshuai Li, Baoyou Zhu i Jiuhou Lei , 26 sierpnia 2024, Komunikacja przyrodnicza.
DOI: 10.1038/s41467-024-51705-y
