「玉镯的种类」神奇发现:闪电可以增加地球大气的清洁能力,产生大量羟基自由基

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闪电分解大气中的氮和氧分子,产生影响温室气体的活性化学物质,这些化学物质似乎有各种令人不快的属性。

最近,一个由大气化学家和闪电科学家组成的团队发现,闪电和不可见的放电会产生大量的羟基自由基(OH)和过氧化氢自由基(HO2),最终使它们能够净化大气。

羟基自由基在大气中非常重要,因为它们可以引发化学反应,分解温室气体甲烷等分子。OH是大气中许多成分变化的主要驱动力。

宾夕法尼亚州立大学著名气象学教授威廉·h。布鲁恩说,一开始,他们在云中发现了很多OH和HO2的痕迹,他们也很惊讶。他们认为仪器里有噪音。

但几年前,Brune从架子上取下数据,发现信号实际上是羟基和过氧化氢,然后与一名研究生和研究助理合作,研究这些信号是否可能是由实验室中的火花和次可见放电产生的。然后他们重新分析了雷暴和闪电数据。

这些数据来自2012年飞越科罗拉多州和俄克拉荷马州的一架飞机上的仪器,该仪器用于观察雷暴和闪电引起的大气化学变化。

在一名本科实习生的帮助下,他们开始将仪器在雷雨云中发现的这些巨大信号与地面测量的闪电联系起来。

4月29日,研究人员在《科学第一版》和《地球物理研究-大气》上在线报告了他们的研究结果。

大多数闪电从来不会击中地面,留在云层中的闪电对于影响高层大气中的臭氧和重要的温室气体尤为重要。众所周知,闪电可以将水分解成羟基和过氧化氢,但这一过程以前在雷暴中从未观察到。

起初,让布鲁恩教授的团队困惑的是,他们的仪器记录到,在飞机或地面上看不到闪电的云区,羟基和过氧化氢的含量非常高,比以往任何大气观测都高几个数量级。实验室实验表明,远小于可见闪电能量的微弱电流,也能产生同样的成分。

全球范围内,风暴闪电产生的羟基自由基(OH)占地球大气氧化能力的2-16%。

虽然研究人员在亚可见光区发现了羟基和过氧化氢,但他们几乎没有发现臭氧的迹象,也没有发现一氧化氮的迹象,一氧化氮需要可见光才能形成。

如果亚可见光闪电频繁发生,这些电事件产生的羟基和过氧化氢需要纳入大气模型。目前,他们还没有。

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(文章来源:前瞻网)


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