如果你看一个闪电地图在新加坡港口附近，您会注意到一条奇怪的紧密连接在世界上最繁忙的运输车道上活动。事实证明，闪电确实在响应船只，或者是它们发出的微小颗粒。
使用来自全球闪电检测网络的数据，我和我的同事一直在研究船上的排气羽增加闪电的频率。
几十年来，随着全球贸易的增加推动了更高的船舶交通，船舶排放稳步上升。然后，在2020年，新的国际法规切船的硫排放量增加了77％。
我们新发表的研究表明了运输道上的闪电如何几乎一夜之间掉落一半法规生效后。
该计划外的实验表明，雷暴（可以高10英里）如何敏感，对颗粒的发射敏感，而颗粒的发射小于沙子。
闪电对人类污染的响应能力有助于我们更加了解一个长期存在的谜团：人类排放会影响雷暴的多大程度（如果有的话）？
气溶胶颗粒会影响云吗？
气溶胶颗粒，也称为颗粒物，无处不在。有些是被风踢的或由生物来源产生的，例如热带和北方森林。其他人是由人类工业活动（例如运输，农业燃烧和制造业）产生的。
很难想象，但是在一升空气中（大约是水瓶的大小），有成千上万的液体或固体悬挂簇。在污染的城市中，可能会有每升数百万个颗粒，主要是肉眼看不见的。
这些颗粒是云形成中的关键成分。它们用作水蒸气的种子或核凝结成云水滴。气溶胶颗粒越多，云液滴越多。
在浅云中，例如您可能在晴天可能看到的浮肿的积云云，拥有更多的种子具有使云变得更亮，因为液滴表面积的增加会散布更多的光。
然而，在暴风雨中，这些额外的液滴将其冻结成冰晶体，从而使气溶胶颗粒对暴风雨的影响棘手。云滴的冻结释放了潜热和原因冰到分裂。
冻结，结合强大的热力学不稳定性，产生风暴，产生一个非常混乱的系统，使它变得难以隔离任何一个因素正在影响他们。
我们无法在实验室中产生雷暴。但是，我们可以研究在世界上最繁忙的运输走廊中进行的意外实验。
船舶排放和闪电
带有通常三层楼高且燃烧的引擎粘性燃油，船只进出港口，发出大量的烟灰和硫颗粒。
新加坡港口附近的运输车道是世界上贩运最多的运输方式 - 大约20％在那里购买了船只使用的世界上的油腻的油。
为了将毒性限制在港口附近的人，国际海事组织- 一家负责监督运输规则和安全的联合国机构 - 于2020年开始规范硫排放。
在新加坡港口高硫燃料的销售暴跌，从法规之前的船舶燃料的近100％到后25％，取而代之的是低硫燃料。
但是，运输排放与闪电有什么关系？
科学家提出了许多假设来解释闪电与污染之间的相关性，所有这些都围绕使云振动：类似雪花般的冰晶与冰块之间的碰撞。
当充电，轻巧的冰晶体升起时，浓密的冰掉了时，云就变成了巨型电容器，随着冰晶体互相撞击，建立电能。最终，该电容器排放，射出闪电，比太阳表面高五倍。
我们认为，以某种方式，船上的烟囱中的气溶胶颗粒正在产生更多的冰晶或在云中更频繁的碰撞。
在我们的最新研究中，我和我的同事描述了运输车道上的闪电2020年后下降了约50％。没有其他因素，例如孩子的影响或雷暴频率的变化，这可以解释闪电活动的突然下降。我们得出的结论是，由于调节，闪电活动已经下降。
船舶燃料中硫的减少意味着水滴凝结的种子较少，因此，冰晶之间的充电碰撞较少。最终，较少的暴风雨足以产生闪电。
接下来是什么？
较少的闪电并不一定意味着更少的雨或更少的暴风雨。
关于人类如何改变风暴以及我们将来如何有意改变风暴以及我们如何改变风暴，还有很多要了解的事情。
气溶胶颗粒实际上是否会激发风暴，从而产生更广泛的剧烈垂直运动？还是针对闪电产生特质的气溶胶的影响？人类在全球范围内改变了闪电频率吗？
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，雷暴降水和云发育的影响，我们可以更好地预测地球气候如何反应，因为人类的排放持续波动。
克里斯·赖特（Chris Wright），大气科学研究员，计划，，，，华盛顿大学
