البرق له خصائص تنظيف قوية للهواء!

يمكن أن يكون البرق منظفًا أكثر أهمية للغلاف الجوي مما كان يُعتقد سابقًا وفقًا لتحليل جديد للقياسات التاريخية التي تم جمعها من طائرةٍ مطاردة للعواصف في عام 2012 وهي البيانات التي كان يُعتقد في الأصل أنها غير دقيقة.

في حين أن بعض خصائص تنقية الهواء لمسامير الصواعق (الخط المتعرج للصاعقة) مفهومة جيدًا – لا سيما تكوين أوكسيد النيتريك والهيدروكسيد الذي يمكنه طرد الغازات المختلفة المسببة للاحتباس الحراري من السماء.

يبدو أن كلاً من الصواعق والشحنات الكهربائية الضعيفة وغير المرئية حولها يمكن أن تنتج المؤكسدات التي تلتقط الملوثات الهيدروكسيل (OH) والهيدروبيروكسيل (HO2)، والتي يمكنها أيضًا إزالة بعض الغازات مثل الميثان وأحادي أكسيد الكربون من الغلاف الجوي.

يقول عالم الأرصاد ويليام برون، من جامعة ولاية بنسلفانيا: “في البداية، نظرنا إلى إشارات OH و HO2 الضخمة الموجودة في السحب وسألنا، ما هو الخطأ في أجهزتنا؟”.

“افترضنا وجود ضوضاء في الأداة، لذلك أزلنا الإشارات الضخمة من مجموعة البيانات و نحَّيناها جانباً لدراستها في وقت لاحق.”

تم أخذ قراءات عام 2012 من طائرة تابعة لوكالة ناسا تحلق فوق كولورادو وأوكلاهوما، لقياس الجزء العلوي من سحب العاصفة. أظهر التحليل الأخير، بالإضافة إلى البيانات التي تم جمعها على الأرض في نفس الوقت، أن البرق كان ينتج بالفعل هذه المستويات العالية من المؤكسدات.

دعمت سلسلة من المحاكاة المختبرية فكرة أن كلاً من البرق المرئي والشحنات الكهربائية غير المرئية في الهواء يمكن أن تنتج كميات هائلة من جذور الهيدروكسيل والهيدروبيروكسيل. ومع ذلك، اكتشفوا في الهواء القليل من أكسيد النيتريك والأوزون الإضافي الناتج عن نوع البرق الذي يمكنك رؤيته بالفعل في السماء، وكانت نتائج المختبر غير مؤكدة بشأن هذه الجزيئات أيضًا.

تجدر الإشارة إلى أن معظم صواعق البرق لا تضرب الأرض أبدًا، ولكنها مع ذلك تطلق العديد من التفاعلات الكيميائية في السحب.

في الوقت الحالي، لم يتم تضمين الهيدروكسيل والهيدروبيروكسيل الناتج عن البرق في نمذجة الغلاف الجوي – وهو إغفال قد يكون مهمًا.

يقول برون: “عبر التاريخ، كان الناس مهتمين بالصواعق بسبب ما يمكنها فعله على الأرض فقط”. “أما الآن هناك اهتمام متزايد بضعف التفريغ الكهربائي في العواصف الرعدية التي تؤدي إلى الصواعق.”

يعترف الباحثون بوجود قدر كبير من اللادقة في البيانات – في الغالب لأن بياناتهم مأخوذة من جزء صغير من العالم في إطار زمني محدود – لكنهم يقدرون أن ما بين 2 إلى 16 بالمائة من أكسدة الغلاف الجوي العالمي يمكن أن تكون ناجمة عن العواصف الرعدية.

مع ارتفاع درجة حرارة الكوكب، من المرجح أن تصبح العواصف الرعدية والصواعق أكثر شيوعًا، مما سيؤثر بدوره على توازن الغازات المسببة للاحتباس الحراري في الهواء – ربما أكثر بكثير مما كان يعتقده العلماء حتى هذه المرحلة.

الآن بعد أن عرفنا المزيد عما يحدث، ستكون المرحلة التالية من البحث هي إجراء قياسات لهذه التأثيرات في أماكن غير أوكلاهوما وكولورادو – ويبدو أنه من المحتمل أن يكون هناك الكثير لاكتشافه.

يقول برون: “تقع معظم العواصف الرعدية في المناطق الاستوائية”. “الهيكل الكامل لعواصف السهول العالية يختلف عن تلك الموجودة في المناطق الاستوائية. من الواضح أننا بحاجة إلى مزيد من قياسات الطائرات لتقليل اللادقة هذه.”

نُشر البحث في مجلة Science and Journal of Geophysical Research: Atmospheres.

–