Lynnedslag kan udløse kortvarig udtynding i ozonlaget

Sprække! Lyn er lyse og høje - voldelige nok til at ryste dine knogler og lyse op i himlen. Nu, en ny undersøgelse ledet af University of Colorado Boulder tyder på, at disse kraftfulde begivenheder også kan ændre kemien i Jordens atmosfære, påvirker endda Jordens altafgørende ozonlag.

Resultaterne, offentliggjort i Journal of Geophysical Research:Atmosfærer , kaste nyt lys over, hvad det vil sige at leve på en planet fyldt med lyn.

"Du har omkring 1, 800 aktive tordenvejr over hele kloden til enhver tid, genererer omkring 50 blink i sekundet, "sagde Robert Marshall, en medforfatter af det nye studie og adjunkt i Ann og H.J. Smead Institut for Aerospace Engineering Sciences.

Alt det blinkende kan have en større indvirkning på atmosfæren, end forskere engang troede, han sagde.

Forskningen afhænger af et kompliceret fænomen kaldet lyn-induceret elektronudfældning, eller LEP. Når lynet rammer, Marshall forklarede, bolten skyder en puls af elektromagnetisk energi, der kan spredes hele vejen rundt om Jorden og ud i rummet. Der, at energi interagerer med strålingsbælterne, der omgiver vores planet, raslende løs nogle af elektronerne fanget indeni - som derefter regner ned mod Jorden.

Forestil dig det som at ryste en trægren for at banke våd sne af.

I deres nye undersøgelse, han og kolleger sporede nedfaldet fra tre tordenvejr i løbet af det sidste årti, der strakte sig fra Nebraska til Caribien. Baseret på deres beregninger, disse individuelle storme kan have startet en kemisk kædereaktion i atmosfæren, der fik ozonlaget til at skrumpe på bestemte steder med så meget som 5% - et tab, der potentielt varede i op til 12 timer.

Mennesker har levet med lyn i lang tid, så disse udsving i ozon sandsynligvis ikke truer folks sikkerhed. Men, Marshall sagde, teamets fund tyder på, at lyn - når det spredes over snesevis af storme, der alle sker på én gang - kunne have en overraskende stor indflydelse på, hvad der sker i luften over vores hoveder. Forskerne håber at studere, hvor stor den globale indflydelse er næste.

"Et enkelt lynnedslag har en mindre indvirkning på atmosfæren, "Sagde Marshall." Men over tusinder af lynnedslag, det kan være meget mere betydningsfuldt. Vi ved det ikke endnu. "

Lyn går ned

Det kan også være noget at se. I oktober 2015, for eksempel, Orkanen Patricia landede i Texas og Mexico. Stormen bragte en del regn og oversvømmelser til regionen - for ikke at nævne mere end 33, 000 lynnedslag i løbet af kun to og en halv time.

I deres seneste forskning, Marshall og hans kolleger brugte detaljerede computersimuleringer til at følge med i, hvad der skete i atmosfæren efter den vilde begivenhed - plus en lignende storm i Caribien i maj 2017 og en mere end rystede himlen over Nebraska i august 2013.

"Disse storme udløser elektroner til at blive fjernet fra strålingsbælterne, "Sagde Marshall." Det dumper energi i atmosfæren, og vi spørger, hvad gør det energiindgang til atmosfæren? "

Her er hvad der skete:Da stormene skred frem, elektronenergien, der regner ned til Jorden, begyndte at reagere med gasser højt i Jordens atmosfære, cirka 30 til 70 miles over overfladen. Koncentrationer af bestemte molekyler i luften, herunder hydrogenoxider og nitrogenoxider, skudt op næsten på én gang. Kvælstofoxider, for eksempel, steget med hele 150%.

På egen hånd, disse gasser kan ikke gøre meget skade. Men, Marshall sagde, de kan blande sig dybere i atmosfæren, til sidst at nå ozonlaget - en vigtig grænse, der ligger mindre end 30 km over jorden og hjælper med at beskytte livet mod solens stråling.

"Stigningen i nitrogenoxider kan vare i 24 timer eller mere, og disse gasser vil langsomt sænke sig i højden, hvor de kan ødelægge ozon, "Sagde Marshall.

Holdet forventer ikke, at ødelæggelsen vil sprede sig langt væk fra området lige over stormen, skaber en kortvarig tynd plaster i ozonlaget. Men tabet i ozon er sammenligneligt med, hvad forskere har observeret under andre store atmosfæriske forstyrrelser, herunder auroraer, eller nordlys, der får himlen til at lyse på høje breddegrader.

Fremadrettet, Marshall og hans kolleger agter at holde øje med de mørke og stormfulde nætter.

"I dette studie, vi ser på effekten af ​​individuelle storme, "sagde han." Det næste trin er at sige, hvad der er globalt, kumulativ effekt af belysning på den øvre atmosfære. "