Pioruny są rzadkim zjawiskiem nad oceanami. Pioruny są rzadkim zjawiskiem nad oceanami. Getty Images
Środowisko

Sól zmniejsza liczbę wyładowań atmosferycznych nad morzami

Wyjaśnienie to nie jest nowe, ale długo nie udawało się znaleźć dowodów na jego potwierdzenie.

Chociaż deszcze często padają nad morzami, pioruny są tam obserwowane rzadko; przez wiele dekad naukowcy nie byli pewni, dlaczego tak się dzieje. Najnowsze badania wskazują, że kluczową rolę odgrywa sól morska.

Grube chmury wyrastające ponad naszymi głowami podczas burz elektryzują się za sprawą prądów wznoszących. Dzięki nim rosną na wysokość wielu kilometrów, a ich górne partie zamarzają, stając się mieszaniną dużych krup lodowych oraz mikroskopijnych kryształków lodu. W wyniku zderzania się tych krup i kryształków powstaje ładunek elektryczny: większe krupy lodowe zostają naładowane ujemnie, natomiast mniejsze kryształki zyskują ładunek dodatni.

Te maleńkie, naładowane dodatnio kryształki zostają uniesione wysoko aż do wierzchołka chmury, podczas gdy większe i cięższe krupy opadają ku jej podstawie. Odseparowanie odmiennie naelektryzowanych cząstek prowadzi do powstania pomiędzy nimi pola elektrycznego. Kiedy różnica potencjałów pomiędzy górnymi i dolnymi poziomami chmury lub pomiędzy chmurą a podłożem osiągnie znaczną wartość, następuje uderzenie pioruna.

Jeśli jednak w powietrzu znajduje się duża ilość cząsteczek soli morskiej, wówczas kropelki chmurowe rosną znacznie szybciej aniżeli wtedy, gdy jądrami kondensacji są maleńkie drobiny pyłów i sadzy, powszechnie spotykane ponad lądami. Szybkie tempo powiększania się kropel chmurowych ponad morzami sprawia, że w krótkim czasie zmieniają się one w krople deszczu i opadają w dół, zanim chmura zdąży się silnie naelektryzować. Wyjaśnienie to nie jest nowe, ale długo nie udawało się znaleźć dowodów na jego potwierdzenie.

Postanowili ich wspólnie poszukać badacze z Chin, Izraela i USA. Zebrali z całego globu dane na temat chmur i piorunów. Do tego dołożyli wyniki pomiarów rozmieszczenia pyłów, soli i innych cząstek stałych w atmosferze. Na tej podstawie zbadali, w jaki sposób ewoluują systemy chmurowe w zależności od kombinacji cząstek w powietrzu – czy i kiedy spada z nich deszcz oraz czy powstają wyładowania atmosferyczne. Odkryli, że tam, gdzie było dużo soli, obserwowano o 90% mniej piorunów.

„Potrafiliśmy odróżnić efekty związane z małymi jądrami kondensacji oraz z tymi wielkimi zbudowanymi z soli morskich” – mówi fizyk atmosfery Daniel Rosenfeld z Uniwersytetu Hebrajskiego w Jerozolimie, który był współautorem badań opublikowanych w „Nature Communications”. Dodaje, że te efekty są często ignorowane przez klimatologów próbujących przewidzieć, gdzie i kiedy spadnie deszcz. „Jeśli nie uwzględni się ich w modelach pogodowych oraz klimatycznych, przedstawiony przez nie obraz nie będzie zgodny z rzeczywistością” – podkreśla Rosenfeld.

Jednakże drobne cząstki atmosferyczne zwane aerozolami nie są jedynym czynnikiem, od którego zależy życie wewnętrzne chmury. Ważną rolą odgrywają też różnice pomiędzy lądem a morzem związane z pogodą lokalną. Wiatr czy temperatura mogą modyfikować częstość wyładowań. „Na podstawie samej analizy danych pomiarowych niezwykle trudno jest oszacować wpływ jednego konkretnego czynnika, czyli aerozoli” – uważa Jiwen Fan z Pacific Northwest National Laboratory zajmujący się badaniem interakcji pomiędzy aerozolami, chmurami, opadami i klimatem.

Fan, który nie uczestniczył w tych badaniach, sądzi, że modelowanie komputerowe mogłoby pomóc w wyjaśnieniu zależności pomiędzy koncentracją aerozoli solnych a liczbą piorunów.

Świat Nauki 1.2023 (300377) z dnia 01.01.2023; Skaner; s. 11
Oryginalny tytuł tekstu: "Uspokajające morskie powietrze"

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną