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闪电可能会用一种被称为“大气清洁剂”的化学物质洗去空气中的污染

氧化性化学物质氢氧基和过氧化氢可以通过与它们反应来清除空气中的有害污染物

当美国宇航局的DC-8飞机飞进风暴并在每次闪电后收集数据时,研究人员发现,可见闪电和其他带电区域产生的羟基和过氧化氢的浓度飙升至万亿分之一千。Mathias Krumbholz通过维基commons在CC BY-SA 3.0下
smithsonianmag.com

为了了解闪电是如何消除大气中的污染物的,研究人员驾驶美国宇航局的喷气式飞机进入了风暴眼,玛丽亚·特明报道科学新闻

这项研究中,上周发表在杂志上科学这标志着科学家们首次证明了闪电和不那么明显的电荷会产生大量的化学氧化元素——羟基(OH)和过氧化氢(HO2)。

氧化剂很擅长分解温室气体。高反应性的羟基,被称为"大气清洁剂"它几乎能氧化对流层中所有的化学物质。例如,据报道,当羟基与甲烷发生反应时,它很容易溶于水,并以降雨的形式落回地球,最终清除大气中加剧全球变暖的化学物质科学新闻

据Tara Yarlagadda报道,2012年,研究人员在科罗拉多州、俄克拉荷马州和德克萨斯州上空以200米每秒的速度穿越带电铁甲风暴云,以观察闪电如何净化大气.每次闪电过后,研究人员发现,羟基和过氧化氢的浓度增加了万亿分之一,科学新闻报告。据报道,研究人员得出结论,铁砧云也可能产生地球上发现的所有氢氧化物的2%到16%逆。

“我们对雷暴铁砧和地核中产生的OH和HO2的极端含量感到惊讶。他们比以往任何大气中HO2或OH的测量都要大几个数量级,”研究作者,宾夕法尼亚州立大学的气象学家William H. Brune说逆。

他们的数据在被再次检查之前被搁置了好几年,因为研究人员起初并不认为大量的氧化剂是由闪电引起的。相反,研究小组认为这些读数表明他们的研究工具存在问题。因为他们有能力同时从天空和地面测量,研究人员发现他们已经证明了闪电在大气氧化中的作用当他们比较两个数据集时

“在一位优秀的本科生实习生的帮助下,我们能够将我们的仪器看到的穿越雷暴云的巨大信号与地面上测量到的闪电联系起来,”布伦在一份报告中说声明

总的来说,研究人员怀疑羟基和过氧化氢可能是全球氧化的原因,报告。然而,研究人员正计划进行另一个类似的实验,使用更精密的设备再次测量氧化。因为他们的研究只专注于大气中的一个特定区域,他们也希望在未来的工作中使用一种能够测量不同高度云层的飞机,报告。研究人员的努力可以帮助科学家进一步了解雷暴可能如何改变空气污染,以及这种现象如何影响气候变化。

布伦在一份声明中说:“这些结果是高度不确定的,部分原因是我们不知道这些测量结果如何适用于全球其他地区。”“我们只飞过科罗拉多州和俄克拉荷马州。大多数雷暴发生在热带地区。高原风暴的整体结构与热带风暴不同。显然,我们需要更多的飞机测量来减少这种不确定性。”

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