ฟ้าผ่าผ่านช่องทางขนส่งลดลงครึ่งหนึ่งตามกฎระเบียบใหม่

ถ้าคุณดูแผนที่ของสายฟ้าใกล้กับท่าเรือสิงคโปร์คุณจะสังเกตเห็นแนวแปลก ๆ ที่รุนแรงกิจกรรมที่อยู่เหนือช่องทางขนส่งที่คึกคักที่สุดในโลก เมื่อปรากฎว่าฟ้าผ่าตอบสนองต่อเรือหรืออนุภาคเล็ก ๆ ที่ปล่อยออกมา

การใช้ข้อมูลจากเครือข่ายการตรวจจับฟ้าผ่าทั่วโลกเพื่อนร่วมงานของฉันและฉันได้ศึกษาว่าขนนกไอเสียจากเรือเชื่อมโยงกับไฟล์เพิ่มความถี่ของสายฟ้า-

เป็นเวลาหลายทศวรรษแล้วที่การปล่อยสินค้าของเรือเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของการค้าโลกทำให้การจราจรของเรือเพิ่มขึ้น จากนั้นในปี 2020 ใหม่กฎระเบียบระหว่างประเทศตัดการปล่อยซัลเฟอร์ของเรือลง 77 เปอร์เซ็นต์

งานวิจัยที่ตีพิมพ์ใหม่ของเราแสดงให้เห็นว่าสายฟ้าผ่านเลนการขนส่งลดลงครึ่งหนึ่งเกือบข้ามคืนหลังจากกฎระเบียบมีผลบังคับใช้

การทดลองที่ไม่ได้วางแผนไว้แสดงให้เห็นว่าพายุฝนฟ้าคะนองซึ่งสูงถึง 10 ไมล์มีความไวต่อการปล่อยอนุภาคที่มีขนาดเล็กกว่าเม็ดทราย

การตอบสนองของฟ้าผ่าต่อมลพิษของมนุษย์ช่วยให้เราใกล้ชิดกับการทำความเข้าใจความลึกลับที่ยาวนานขึ้น: ถ้ามีการปล่อยมลพิษของมนุษย์มีอิทธิพลต่อพายุฝนฟ้าคะนองหรือไม่?

อนุภาคละอองลอยอาจส่งผลกระทบต่อเมฆ?

อนุภาคสเปรย์หรือที่รู้จักกันในชื่อฝุ่นละอองอยู่ทุกที่ บางคนถูกเตะด้วยลมหรือผลิตจากแหล่งชีวภาพเช่นป่าเขตร้อนและเหนือ- อื่น ๆ เกิดจากกิจกรรมอุตสาหกรรมของมนุษย์เช่นการขนส่งการเผาไหม้ทางการเกษตรและการผลิต

มันยากที่จะจินตนาการ แต่ในอากาศลิตรเดียว - ขนาดของขวดน้ำ - มีของของเหลวหรือของแข็งที่แขวนลอยเล็ก ๆ นับหมื่น ในเมืองที่มีมลพิษสามารถมีได้อนุภาคนับล้านต่อลิตรส่วนใหญ่มองไม่เห็นด้วยตาเปล่า

อนุภาคเหล่านี้เป็นส่วนประกอบสำคัญในการสร้างเมฆ พวกเขาทำหน้าที่เป็นเมล็ดหรือนิวเคลียสสำหรับไอน้ำถึงกลั่นเป็นหยดเมฆ- ยิ่งอนุภาคละอองมากเท่าไหร่ก็ยิ่งหยดเมฆมากขึ้นเท่านั้น

ในเมฆตื้นเช่นเมฆคิวมูลัสที่ดูอ้วนทำให้เมฆสว่างขึ้นเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของพื้นที่ผิวหยดน้ำทำให้แสงมากขึ้น

อย่างไรก็ตามในเมฆพายุนั้นหยดน้ำเพิ่มเติมเหล่านั้นแช่แข็งเป็นผลึกน้ำแข็งทำให้ผลของอนุภาคละอองลอยต่อพายุที่ยากที่จะปักหมุดลง การแช่แข็งของหยดเมฆปล่อยความร้อนแฝงและสาเหตุน้ำแข็งถึงเสากระโดง-

การแช่แข็งนั้นรวมกับความไม่เสถียรทางอุณหพลศาสตร์ที่ทรงพลังซึ่งสร้างพายุสร้างระบบที่วุ่นวายมากยากที่จะแยกปัจจัยใดปัจจัยหนึ่งมีอิทธิพลต่อพวกเขา

เราไม่สามารถสร้างพายุฝนฟ้าคะนองในห้องแล็บได้ อย่างไรก็ตามเราสามารถศึกษาการทดลองโดยไม่ตั้งใจที่เกิดขึ้นในทางเดินการขนส่งที่คึกคักที่สุดในโลก

เรือปล่อยและฟ้าผ่า

ด้วยเครื่องยนต์ที่มักจะสูงสามชั้นและเผาไหม้น้ำมันเชื้อเพลิงที่มีความหนืดเรือที่เดินทางเข้าและออกจากพอร์ตปล่อยปริมาณเขม่าและอนุภาคกำมะถันจำนวนมาก

ช่องทางเดินเรือใกล้กับท่าเรือสิงคโปร์นั้นมีการค้ามนุษย์ที่มีการค้ามนุษย์มากที่สุดในโลก -ประมาณ 20 เปอร์เซ็นต์ของน้ำมันบังเกอร์ของโลกที่ใช้โดยเรือถูกซื้อที่นั่น

เพื่อจำกัดความเป็นพิษให้กับผู้ที่อยู่ใกล้พอร์ตองค์การการเดินเรือระหว่างประเทศ- หน่วยงานของสหประชาชาติที่ดูแลกฎการขนส่งและความปลอดภัย - เริ่มควบคุมการปล่อยซัลเฟอร์ในปี 2563

ที่ท่าเรือสิงคโปร์ยอดขายของเชื้อเพลิงซัลเฟอร์สูงลดลงจากเชื้อเพลิงเรือเกือบ 100 เปอร์เซ็นต์ก่อนที่จะมีการควบคุมถึง 25 เปอร์เซ็นต์หลังจากนั้นแทนที่ด้วยเชื้อเพลิงซัลเฟอร์ต่ำ

แต่การปล่อยสินค้าจัดส่งเกี่ยวข้องกับสายฟ้าทำอะไร?

นักวิทยาศาสตร์ได้เสนอสมมติฐานจำนวนหนึ่งเพื่ออธิบายความสัมพันธ์ระหว่างสายฟ้าและมลพิษซึ่งทั้งหมดนี้หมุนรอบปมของทำให้เมฆไฟฟ้า: การชนกันระหว่างผลึกน้ำแข็งเหมือนเกล็ดหิมะและชิ้นน้ำแข็งหนาแน่น

เมื่อมีการชาร์จผลึกน้ำแข็งที่มีน้ำหนักเบาจะถูกทำให้เป็นน้ำแข็งที่หนาแน่นขึ้นเมฆก็จะกลายเป็นตัวเก็บประจุยักษ์การสร้างพลังงานไฟฟ้าเมื่อผลึกน้ำแข็งกระแทกกัน ในที่สุดตัวเก็บประจุนั้นปล่อยออกมาและยิงสายฟ้าฟาดร้อนกว่าพื้นผิวของดวงอาทิตย์ห้าเท่า-

เราคิดว่าอย่างใดอนุภาคละอองลอยจากควันของเรือกำลังสร้างขึ้นคริสตัลน้ำแข็งมากขึ้นหรือการชนกันบ่อยขึ้นในเมฆ-

ในการศึกษาล่าสุดของเราเพื่อนร่วมงานของฉันและฉันอธิบายว่าสายฟ้าผ่านช่องทางขนส่งลดลงประมาณ 50 เปอร์เซ็นต์หลังจากปี 2020- ไม่มีปัจจัยอื่นเช่นเด็กมีอิทธิพลหรือการเปลี่ยนแปลงความถี่พายุฝนฟ้าคะนองที่สามารถอธิบายการลดลงอย่างฉับพลันของกิจกรรมฟ้าผ่า เราสรุปว่ากิจกรรมฟ้าผ่าได้ลดลงเนื่องจากกฎระเบียบ

การลดลงของซัลเฟอร์ในเชื้อเพลิงเรือหมายถึงเมล็ดที่น้อยลงสำหรับการควบแน่นของหยดน้ำและเป็นผลให้การชนกันน้อยลงระหว่างผลึกน้ำแข็ง ในที่สุดมีพายุน้อยลงที่มีกระแสไฟฟ้าเพียงพอที่จะผลิตจังหวะฟ้าผ่า

ถัดไปคืออะไร?

ฟ้าผ่าน้อยลงไม่ได้หมายถึงฝนที่น้อยลงหรือมีพายุน้อยลง

ยังมีอีกมากที่จะเรียนรู้เกี่ยวกับวิธีที่มนุษย์เปลี่ยนพายุและวิธีที่เราอาจเปลี่ยนแปลงพวกเขาในอนาคตโดยเจตนาหรือไม่

อนุภาคสเปรย์จะเติมพลังพายุโดยทั่วไปหรือไม่สร้างการเคลื่อนไหวในแนวดิ่งที่กว้างขวางและรุนแรงมากขึ้นหรือไม่? หรือผลกระทบของละอองลอยที่เฉพาะเจาะจงกับนิสัยแปลก ๆ ของการสร้างสายฟ้า? มนุษย์มีการเปลี่ยนแปลงความถี่ฟ้าผ่าทั่วโลกหรือไม่?

เพื่อนร่วมงานของฉันและฉันกำลังทำงานเพื่อตอบคำถามเหล่านี้ เราหวังว่าโดยการทำความเข้าใจผลกระทบของอนุภาคละอองลอยต่อสายฟ้าการตกตะกอนพายุฝนฟ้าคะนองและการพัฒนาเมฆเราสามารถทำนายได้ดีขึ้นว่าสภาพภูมิอากาศของโลกจะตอบสนองอย่างไรเมื่อการปล่อยมลพิษของมนุษย์ยังคงผันผวน

Chris Wright, เพื่อนในวิทยาศาสตร์บรรยากาศ, โปรแกรมเกี่ยวกับ-มหาวิทยาลัยวอชิงตัน

บทความนี้ถูกตีพิมพ์ซ้ำจากบทสนทนาภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่านบทความต้นฉบับ-