Выявлена связь судоходства с молниями: неожиданное открытие

Если взглянуть на карту молний над портом Сингапура, можно заметить странную полосу интенсивной грозовой активности прямо над самым загруженным судоходным путем в мире. Как оказалось, корабли — или, скорее, крошечные частицы, которые они испускают, — действительно «притягивают» молнии.

В течение десятилетий выбросы от судоходства неуклонно росли, поскольку росла мировая торговля. С 2020 года новые международные правила сократили выбросы серы с судов на 77% — и всего за одну ночь молний стало намного меньше.

Этот незапланированный эксперимент, результаты которого опубликованы в журнале Atmospheric Chemistry and Physics, вновь показал, насколько чувствительна природа к деятельности человека. И поставил новый вопрос: а как вообще выбросы влияют на грозы?

Аэрозольные частицы и облака

Аэрозольные частицы повсюду — и естественного происхождения, и антропогенного. В это трудно поверить, но в одном литре воздуха их десятки тысяч, а если это воздух загрязненного города — миллионы.

И эти в основном невидимые невооруженным глазом крупинки играют ключевую роль в образовании облаков, поскольку служат центрами конденсации водяного пара в капли.

В грозовых облаках эти капли замерзают, выделяя уйму скрытого тепла. В сочетании с порождающими штормы мощными термодинамическими нестабильностями это делает практически невозможными хоть сколь-нибудь точные прогнозы.

Ученые пока не могут симулировать грозу в лаборатории. Зато могут проанализировать итоги случайного эксперимента в самом загруженном транспортном коридоре в мире.

Выбросы от судов и молнии

Двигатели кораблей высотой в три этажа выбрасывают огромное количество сажи и частиц серы. Судоходный трафик в порту Сингапура очень напряженный — там продается до 20% мирового объема бункеровочного топлива. Поэтому ужесточение экологических норм сильно на нем сказалось: их введение сократило долю высокосернистого топлива с почти 100% до 25%.

Вместе с этим примерно на 50% снизилась частота молний над Сингапуром. И поскольку никаких других значимых факторов, которые бы объяснили это, вроде Эль-Ниньо, нет, ученые связали это изменение с выбросами.

Было выдвинуто несколько гипотез, и все они вращаются вокруг сути электризации облака: столкновения между похожими на снежинки ледяными кристаллами и более плотными кусками льда. Они распределяются по высоте, превращая тучу в гигантский конденсатор, и когда он накапливает достаточный электрический заряд, происходит пробой — молния.

«Мы полагаем, что каким-то образом аэрозольные частицы из дымовых труб кораблей приводят к образованию большего количества ледяных кристаллов или более частым столкновениям в облаках», — объясняет климатолог Крис Райт из Вашингтонского университета.

Сокращение содержания серы в топливе для судов означает меньшее количество центров конденсации капель воды и, как следствие, меньшее количество столкновений между кристаллами льда. В конечном счете, это приводит к сокращению доли «электрифицированных» штормов.

Что дальше?

Меньше молний не обязательно означает меньше дождей или штормов. Ученые надеются, что дальнейшие исследования помогут уточнить степень влияния аэрозолей на формирование атмосферных явлений и климат в целом.