Впервые ученым из Мэрилендского университета (США) удалось оценить влияние молний на качество воздуха с помощью высокочастотных спутниковых наблюдений. Это позволило получить ценные сведения о том, как грозы приводят к образованию оксидов азота (NO) и важнейших химических соединений, которые помогают очищать атмосферу Земли.
В течение нескольких дней в конце июня 2025 года профессор Кеннет Пикеринг и младший научный сотрудник Дейл Аллен использовали данные развития гроз, полученные с помощью спутника NASA TEMPO (Tropospheric Emissions: Monitoring of POllution). Обычно его применяют для мониторинга уровня загрязнения воздуха в Северной Америке, но ученые с его помощью провели измерения содержания диоксида азота, связанного с каждым штормом, с интервалом в 10 минут.
Грозы развиваются стремительно. Они часто зарождаются, усиливаются и заканчиваются в течение часа. Такие короткие интервалы наблюдений позволяют нам лучше понять, что на самом деле происходит в это время.
При ударе молнии возникает чрезвычайно высокая температура, которая разрушает молекулы азота и кислорода в воздухе. В результате образуются оксиды азота — те же загрязнители воздуха, которые выбрасывают автомобили и другие источники горения топлива и которые способствуют загрязнению окружающей среды.
Как выяснилось, на долю молний во всем мире приходится 10-15% всех оксидов азота, выбрасываемых в атмосферу. Но, в то время как выхлопные газы автомобилей загрязняют воздух у поверхности земли, загрязнение от молний происходит высоко в атмосфере, где образующийся озон способствует нагреванию воздуха. Загрязнение от молний и образующийся озон иногда могут переноситься на поверхность, влияя на качество воздуха за сотни километров от места возникновения грозы. Ученые отмечают, что этот эффект усиливается летом, когда температура повышается, а скорость образования озона увеличивается.
Но молнии не только загрязняют окружающую среду. Они также вызывают образование гидроксильных радикалов — важных молекул, которые помогают очищать атмосферу Земли, расщепляя такие газы, как метан, который является важным фактором глобального потепления и влияет на фоновый уровень озона. Эксперимент позволил получить важные сведения об этой цепной реакции и установить связь между образованием оксидов азота и гидроксильных радикалов, что помогло им составить карту состава атмосферы и сложной молекулярной динамики во время грозы.
Понимание того, как изменится воздействие молний в условиях усиления экстремальных погодных явлений, необходимо для разработки климатических моделей будущего.
Пикеринг и Аллен считают, что иногда молнии также способствуют образованию приземного озона — основного компонента смога, который может вызывать у людей астму и другие респираторные заболевания.
Как признаются ученые, эксперимент предоставляет исходные данные, которые закладывают основу для понимания того, как разная интенсивность молний может влиять на качество воздуха на местном и глобальном уровнях. Он также дает представление о способности атмосферы естественным образом расщеплять загрязняющие вещества, такие как метан и другие вредные углеводороды. Это позволит сделать климатические прогнозы точнее, а способы защиты здоровья людей и окружающей среды от природного и антропогенного загрязнения — эффективнее.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, как самая длинная молния в истории протянулась на 829 км.
