Океанские молнии полюбили бить вдоль судоходных линий

Louis Vest/ flickr
Американские геофизики изучили карту ударов океанских и морских молний за последние 12 лет. Оказалось, что частота ударов молнии примерно в два раза выше в тех областях, через которые проходят судоходные линии. Ученые связывают этот эффект с большим количеством мелких аэрозольных частиц в выхлопе кораблей, которые остаются на линиях их маршрутов. Результаты исследования опубликованы в Geophysical Research Letters.
Грозы над морями и океанами возникают в результате интенсивной вертикальной конвекции в приповерхностных слоях атмосферы. Это происходит в результате неравномерного нагревания воздушного слоя вблизи поверхности моря. В результате конвекции внутри кучево-дождевых облаков происходит образование ледяных частиц, которое ведет к разделению зарядов и образованию электрического поля с напряженностью порядка одного мегавольта на метр. Вероятность возникновения молний над морской поверхностью в этом случае зависит от концентрации изолированных друг от друга зародышей конденсации размером 50 нанометров и меньше, которые, не сливаясь друг с другом, могут переноситься конвективными потоками и приводить к образованию смешанных водно-ледяных фаз в облаках.
В своей статье геофизики использовали данные базы данных WWLLN о точках, в которых наблюдались океанские и морские молнии, за последние 12 лет. Суммарно были проанализированы около полутора миллиардов вспышек молний. В качестве основного региона исследования ученые выбрали Индийский океан и Южно-Китайское море, в которых проходит большое количество судоходных линий, а климатические условия достаточно однородные. Для количественной оценки распределений положений вспышек геофизики провели статистический анализ, использовав усреднение данных за периоды в 91 день (один сезон) и 731 день (два года).
Помимо анализа интенсивности ударов молний, ученые также изучили направление и загруженность судоходных линий в данном регионе. Оказалось, что частота ударов молний в областях, где проходят основные судоходные маршруты, примерно в два раза выше, чем в примыкающих к ним зонах с идентичными климатическими условиями. При этом чаще всего молнии били в зонах двух наиболее активных судоходных линий. Особенно этот эффект заметен в сезоны с наиболее интенсивной атмосферной конвекцией и в зонах, более отдаленных от берега.
Ученые утверждают, что повышенная частота ударов молний над судоходными линиями не может быть объяснена только природными факторами (такими как температура или атмосферная устойчивость) и связывают ее с выбросом в атмосферу большого количества аэрозольных частиц в выхлопе от работы корабельных двигателей. Для того, чтобы подтвердить свои предположения, геофизики проанализировали параметры выбросов от кораблей, которые оценивались по базе данных EDGAR. Учтя тип двигателей, размер и скорость кораблей, ученые оценили состав и размер частиц аэрозолей, которые образуются в результате работы двигателей вдоль маршрутов кораблей. Оказалось, что действительно такие взвеси могут сильно изменять микрофизику приповерхностного воздушного слоя, увеличивая концентрацию зародышей конденсации нужного размера. Это приводит к увеличению концентрации ледяных частиц в кучево-дождевых облаках при конвекции и, соответственно, сильно увеличивают вероятность возникновения молнии.
Ученые отмечают, что полученные результаты дали прекрасную возможность для изучения влияния антропогенных факторов, связанных с судоходной активностью, на состав атмосферы, так как зоны судоходности строго локализованы и при этом окружены областями с точно такими же климатическим условиями, но без антропогенного влияния. Раньше мы рассказывали о том, как на вероятность возникновения молний влияет непосредственно климат, какие места являются самыми популярными для ударов молний и почему молнии довольно редки, например, в Москве.
Александр Дубов