Спутник NASA впервые отследил, как грозы влияют на воздух, которым мы дышим

Грозы — это не только впечатляющее природное явление, но и важный фактор, влияющий на атмосферу Земли. Учёные из Мэрилендского университета впервые смогли в реальном времени отследить, как молнии изменяют состав воздуха. Для этого они использовали новейший спутник НАСА TEMPO (Tropospheric Emissions: Monitoring of Pollution), запущенный в 2023 году.

Спутник, который видит грозы сверху

TEMPO ведёт наблюдения за качеством воздуха над Северной Америкой с геостационарной орбиты — на высоте около 35 тысяч километров. Обычно он делает замеры раз в час, но в эксперименте, проведённом в июне, данные снимали каждые 10 минут. Это позволило впервые в истории проследить динамику гроз не "по следам", а прямо в процессе их развития.

"Впервые подобные измерения проведены с такой временной частотой. Грозы развиваются быстро. Часто они формируются, усиливаются и затухают в течение часа", — отметил профессор атмосферных и океанических исследований Кеннет Пикеринг.

Как молнии влияют на воздух

Удар молнии сопровождается экстремальными температурами, из-за которых молекулы азота и кислорода в атмосфере разрываются и образуют окислы азота (NOx). Эти соединения — важные загрязнители, сопоставимые с выбросами автомобилей и промышленных предприятий. NOx участвуют в образовании приземного озона — газа, который в высоких концентрациях опасен для здоровья человека.

"На глобальном уровне молнии производят до 10-15% от общего количества оксидов азота, выбрасываемых в атмосферу. Загрязнение от человеческой деятельности гораздо сильнее, но важно учитывать, что молнии высвобождают окислы азота на больших высотах, где они эффективнее катализируют образование озона", — пояснил профессор Пикеринг.

Исследование показало, что молниевые выбросы могут сохраняться в атмосфере часами и переноситься на сотни километров, ухудшая качество воздуха в регионах, где самой грозы уже нет. Летом этот эффект усиливается из-за высоких температур, которые ускоряют образование озона.

Двойственная роль гроз

Интересно, что молнии не только загрязняют атмосферу, но и способствуют её очищению. При разряде образуются гидроксильные радикалы - активные молекулы, которые разрушают метан, один из самых мощных парниковых газов.

"Из предыдущих исследований мы знаем, что каждая вспышка молнии создаёт в среднем около 250 молей оксидов азота в небе", — уточнил старший научный сотрудник Дейл Аллен.

Таким образом, грозы играют двойственную роль: с одной стороны, они усиливают загрязнение и формирование озона, с другой — помогают снижать уровень парниковых газов.

Перспективы для науки и экологии

Полученные данные позволили составить карту атмосферного состава и проследить сложную молекулярную динамику во время гроз. Это открывает путь к более точным климатическим моделям и поможет лучше понять, как природные процессы влияют на качество воздуха и здоровье людей.