Strona główna nauka/tech Jak iskry burzowe kształtują naszą atmosferę

Jak iskry burzowe kształtują naszą atmosferę

15
0


Przejścia polaryzacji wąskich zdarzeń dwubiegunowych w szczytach chmur burzowych
Schematyczny diagram wielkoskalowych zaburzeń niskiej jonosfery wywołanych wyładowaniami ze szczytów chmur. Kredyt USTC

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.

Nowy model koncepcyjny mechanizmu wywołanego wyładowaniami ze szczytu chmury
Nowy koncepcyjny model mechanizmu wywołanego wyładowaniami ze szczytów chmur, zdominowanym przez stopień konwekcji. Źródło: USTC

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



Link źródłowy