Co dzieje się nad burzami? Naukowcy odkryli tajemnicę niebieskich błysków
Burze to nie tylko spektakularne wyładowania elektryczne, ale także potężne fabryki chemiczne. Naukowcy uchylili właśnie rąbka tajemnicy kryjącej się wysoko w chmurach.
Zespół naukowców z Chińskiego Uniwersytetu Nauki i Technologii (USTC) rzucił nowe światło na zjawisko, które od lat intryguje badaczy atmosfery: wyładowania koronowe. Te tajemnicze, niebieskawe błyski pojawiające się nad wierzchołkami chmur burzowych odgrywają kluczową rolę w procesach zachodzących w naszej atmosferze.
Wyładowania koronowe to rodzaj wyładowania elektrycznego, które występuje na szczytach chmur burzowych. Są one widoczne jako niebieskie lub fioletowe błyski, często towarzyszące bardziej znanym piorunom. To jednak nie tylko wizualna ciekawostka.
Wyładowania te odpowiadają za przenoszenie energii i materiałów pomiędzy troposferą (dolną warstwą atmosfery) a stratosferą (wyższą warstwą). Wpływają na poziom gazów cieplarnianych, takich jak tlenki azotu i ozon w stratosferze, wpływając na bilans promieniowania Ziemi.
Wyniki badań opublikowane zostały w prestiżowym magazynie Nature.
Potęga natury ukryta w chmurach
Jednym z najbardziej zagadkowych rodzajów wyładowań koronowych są tzw. wąskie zdarzenia bipolarne (NBEs — Narrow Bipolar Events). To rodzaj intensywnego, wysokoenergetycznego wyładowania charakteryzującego się niezwykle krótkimi impulsami elektromagnetycznymi.
Choć trwają zaledwie kilka mikrosekund, ich wpływ na atmosferę jest nieproporcjonalnie duży. Zazwyczaj występują na wysokości 10–20 km i mogą emitować niewyobrażalną wręcz moc rzędu kilkuset gigawatów.
NBE dzielą się na dwa typy: dodatnie NBE, które pochodzą z górnej warstwy ładunku dodatniego burzy, i ujemne NBE, które pochodzą z dolnej warstwy ładunku ujemnego. Są uważane za najpotężniejsze naturalne źródła fal radiowych w atmosferze Ziemi ze względu na ich intensywne pola elektryczne i promieniowanie o wysokiej częstotliwości.
Więcej o technologii i atmosferze Ziemi przeczytasz na Spider's Web:
Co dzieje się nad naszymi głowami?
Wykorzystując zaawansowany naziemny system wykrywania błyskawic, zespół badawczy badał NBE podczas tajfunu wzdłuż chińskiego wybrzeża.
Obserwacje te doprowadziły do powstania nowego modelu, który zakłada, że siła konwekcji określa wysokość naładowanych warstw chmur, co z kolei kontroluje wyładowania na szczytach chmur.
To przełomowe odkrycie poprawia zrozumienie, jak działają wyładowania na szczytach chmur i jak wpływają na chemię stratosfery, torując drogę dalszym badaniom nad rolą burz w procesach atmosferycznych.
Dlaczego to takie ważne?
Atmosfera Ziemi to skomplikowany system, w którym każde zjawisko ma znaczenie. Wyładowania koronowe, choć mało znane, wpływają na bilans energetyczny naszej planety. Jak?
Produkcja tlenków azotu (NOx): Wyładowania koronowe powodują reakcje chemiczne, które prowadą do powstawania tlenków azotu. Te z kolei są prekursorami ozonu w stratosferze.
Wpływ na ozon: Ozon w stratosferze chroni nas przed szkodliwym promieniowaniem UV, ale w zbyt dużych ilościach może zmieniać bilans energetyczny atmosfery, wpływając na zmiany klimatyczne.
Transport materii: Wyładowania pomagają przenosić materiały z dolnych warstw atmosfery do stratosfery, co ma kluczowe znaczenie dla globalnych cykli chemicznych.
Naukowcy odkrywają tajemnice
Badania chińskiego zespołu to dopiero początek. Rozwój technologii obserwacyjnych i modelowania komputerowego pozwala na coraz lepsze zrozumienie tych zjawisk. W przyszłości możliwe będzie przewidywanie ich wpływu na zmiany klimatyczne, a nawet wykorzystanie tej wiedzy do ograniczania emisji gazów cieplarnianych.
Chociaż wyładowania koronowe są mniej spektakularne niż klasyczne pioruny, ich znaczenie dla naszej planety jest ogromne. To one pomagają regulować poziomy kluczowych gazów w atmosferze. Z niebieskimi błyskami związane są zarówno naukowe wyzwania, jak i potencjalne szanse. Dlatego warto się im przyjrzeć - kto wie, jakie tajemnice jeszcze kryją?
