Ученые из Университета Джеймса Мэдисона провели многофакторное исследование грозовых условий в двух различных географических регионах: столичном регионе Вашингтона (округ Колумбия) и Канзас-Сити. Исследование опубликовано в журнале Atmospheric Research.
Земельный покров и свойства пограничного слоя атмосферы влияют на грозы и их характерное явление — молнии. Некоторые из самых резких контрастов гроз на земном шаре происходят вдоль границы континента и океана.
В целом на суше молний на порядок больше, чем в океане. Термодинамические свойства атмосферы существенно меняются из-за различий в поверхностном покрове суши.
«Загрязнение действует как ядро облаков», — сказал ведущий автор исследования профессор Мейс Бентли из Университета Джеймса Мэдисона. «Он попадает в облако через восходящий поток; затем восходящий и нисходящий потоки разделяют частицы загрязнения, что разделяет электрические заряды в облаке и приводит к большему количеству молний».
В ходе исследования авторы изучили около 200 000 гроз в районе Вашингтона (округ Колумбия) и более 300 000 гроз в районе Канзас-Сити.
Используя данные о молниях за 12 лет, полученные от Национальной сети обнаружения молний, и данные сотен станций по контролю за загрязнением воздуха в двух городах, они смогли определить, что в условиях высокой нестабильности дополнительное загрязнение увеличивает количество ударов молний от облаков к земле.
«Наш анализ сгруппировал вспышки молний в 196 836 грозовых событий в районе Вашингтона (округ Колумбия), в то время как в базе данных вспышек для Канзас-Сити было выявлено 310 209 гроз», — сообщили они. «Более 37,7% и 39,2% всех грозовых событий состояли из более чем 10 вспышек в Вашингтоне, округ Колумбия, и Канзас-Сити соответственно».
«Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что грозовые условия в теплое время года при благоприятных синоптических условиях существенно различаются по термодинамике, свойствам аэрозоля и концентрации аэрозоля в регионах Вашингтона (округ Колумбия) и Канзас-Сити», — добавили они.
Однако, по-видимому, интенсивность грозы, измеряемая по количеству вспышек, регулируется схожими термодинамическими и аэрозольными соотношениями, несмотря на различия в окружающей среде.
При изучении условий возникновения грозы существуют статистически значимые положительные связи между конвективной доступной потенциальной энергией и количеством вспышек.
Концентрация аэрозоля также, по-видимому, является более важной величиной для усиления молний, чем размер частиц.
Сейчас исследователи проводят аналогичное исследование в Бангкоке (Таиланд) — мегаполисе с более высоким уровнем загрязнения, чем Вашингтон (округ Колумбия) и Канзас-Сити, расположенном в жарком тропическом климате.
Пока результаты схожи, хотя частота молний во время этих штормов даже выше.
«Похоже, что в какой бы точке мира вы ни находились, городское загрязнение способно усилить грозы и молнии», — сказал профессор Бентли.
