根据新规定，航线上的闪电突然减半

如果您查看闪电地图在新加坡港附近，您会注意到一条奇怪的强烈条纹闪电活动就在世界上最繁忙的航道上。事实证明，闪电确实是对飞船的反应，或者更确切地说是它们发出的微小粒子。

利用来自全球雷电探测网络的数据，我和我的同事们一直在研究船舶的废气羽流如何与闪电频率增加.

几十年来，随着全球贸易的增加推动了船舶交通量的增加，船舶排放量稳步上升。然后，在 2020 年，新的国际法规将船舶的硫排放量减少 77%。

我们新发布的研究显示了雷电如何越过航道几乎在一夜之间下降了一半在法规生效后。

这个计划外的实验表明，可能高达 10 英里的雷暴对发射的比一粒沙子还小的颗粒很敏感。

闪电对人类污染的响应性有助于我们更接近于理解一个长期存在的谜团：人类排放在多大程度上（如果有的话）影响了雷暴？

气溶胶颗粒会影响云？

气溶胶颗粒，也称为颗粒物无处不在。有些是被风吹起的，或者是由生物来源产生的，如热带和北方森林.其他是由人类工业活动产生的，例如运输、农业燃烧和制造业。

这很难想象，但在一升空气（大约一个水瓶的大小）中，有数以万计的微小悬浮液体或固体团。在污染严重的城市中，可能会有每升数百万个颗粒，几乎肉眼看不见。

这些颗粒是云形成的关键成分。它们充当水蒸气的种子或原子核凝结成云滴.气溶胶颗粒越多，云滴就越多。

在浅云中，例如您可能在晴天看到的蓬松的积云，拥有更多的种子具有以下效果让云更亮，因为液滴表面积的增加会散射更多的光。

然而，在风暴云中，这些额外的液滴会冻结成冰晶，这使得气溶胶颗粒对风暴的影响难以确定。云滴的冻结会释放潜热并导致冰到碎.

这种冻结，再加上产生风暴的强大热力学不稳定性，产生了一个非常混乱的系统，使难以分离任何一个因素正在影响他们。

我们不能在实验室里产生雷暴。然而，我们可以研究在世界上最繁忙的航运走廊上发生的意外实验。

船舶排放和闪电

发动机通常有三层楼高且燃烧粘稠燃料油进出港口的船只会排放大量的烟尘和硫磺颗粒。

新加坡港附近的航道是世界上交通量最大的 –大约 20%世界上供船舶使用的船用油就是在那里购买的。

为了限制对港口附近人员的毒性，国际海事组织——一个负责监督航运规则和安全的联合国机构——于 2020 年开始监管硫排放。

在新加坡港，高硫燃料销量暴跌，从法规前的近 100% 的船舶燃料增加到法规后的 25%，被低硫燃料取代。

但是，航运排放与闪电有什么关系呢？

科学家们提出了许多假设来解释闪电和污染之间的相关性，所有这些假设都围绕着实现云的电气化：雪花状冰晶与较密的冰块之间的碰撞。

当带电的轻质冰晶随着密度较大的冰落下而鼓起时，云就会变成一个巨大的电容器，当冰晶相互碰撞时产生电能。最终，那个电容器放电，射出一道闪电，比太阳表面热五倍.

我们认为，不知何故，来自船舶烟囱的气溶胶颗粒正在产生更多的冰晶或更频繁的云碰撞.

在我们最新的研究中，我和我的同事描述了闪电是如何飞越航道的2020 年后下降了约 50%.没有其他因素，例如厄尔尼诺现象的影响或雷暴频率的变化，这可以解释闪电活动的突然减少。我们得出的结论是，由于该法规，雷电活动有所下降。

船舶燃料中硫含量的降低意味着水滴凝结的种子更少，因此，冰晶之间的电荷碰撞更少。最终，足以产生闪电般的风暴减少了。

下一步是什么？

更少的闪电并不一定意味着更少的降雨或更少的风暴。

关于人类如何改变风暴以及我们将来如何有意无意地改变风暴，还有很多东西需要了解。

气溶胶颗粒是否真的会激发风暴，产生更广泛、更猛烈的垂直运动？或者气溶胶的影响是特定于闪电产生的特性的？人类是否在全球范围内改变了雷电频率？

我和我的同事正在努力回答这些问题。我们希望通过了解气溶胶颗粒对闪电、雷暴降水和云层发展的影响，我们可以更好地预测地球气候在人类排放持续波动时将如何反应。

克里斯·赖特，大气科学研究员，项目气候变化,华盛顿大学

本文转载自对话根据 Creative Commons 许可。阅读原创文章.

宝宝起名 起名