Океанские молнии полюбили бить вдоль судоходных линий

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.

Проанализировав данные, усредненные за 91 день, геофизики смогли заметить характерные сезонные вариации, связанные с меридианальной миграцией зоны конвергенции. Максимальное количество молний приходится на период с ноября по май. Интересно, что в зависимости от сезона, области, на которые приходится максимальное количество молний, меняются, но всегда они расположены вдоль судоходных линий.

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