برخی از برگ های درختان در طول توفان های تندری میتوانند تخلیه های الکتریکی ضعیفی ایجاد کنند که به آن" تاج" می گویند و پژوهش های جدید نشان می دهد که این تاج ها ممکن است بر کیفیت هوای اطراف تأثیر بگذارند.
به گزارش ایسنا به نقل از نیو اطلس، پژوهش های جدید و جذاب دانشمندان هواشناس از دانشگاه ایالتی پن نشان می دهد که در طول توفان های تندری (thunderstorms)، تخلیه الکتریکی روی برگ درختان می تواند حجم قابل توجهی از مواد شیمیایی تولید کند که امکان دارد بر کیفیت هوا در جنگل های اطراف تأثیر بگذارد.
توفان تندری یا تندرتوفان نوعی از آب و هوای آشفته است که ویژگی آن حضور آذرخش و اثر صوتی آن در جو زمین به نام تندر است. ابرهای نسبت داده شده به توفان تندری در هواشناسی، ابرهای کومولونیمبوس هستند. توفان های تندری معمولاً با باران شدید، باد شدید و گاهی با دانه های ریز برف یا تگرگ همراه می شوند و گاهی نیز بدون بارش رخ می دهند. هر چند این توفان ها بیشتر در بهار و تابستان رخ می دهند ، ممکن است در هر زمانی در سال اتفاق بیفتند. توفان تندری بیشتر در مناطق استوایی و گرم سیری رخ می دهد.
در سال ۲۰۲۱، ویلیام برون، هواشناس و همکارانش یک مطالعه کلیدی در مجله "ساینس" (Science) منتشر کردند که نشان می داد چگونه رعد و برق منجر به تشکیل چندین اکسید کننده جوی از جمله هیدروکسیل رادیکال (OH) و هیدروپروکسیل رادیکال( HO۲) می شود. این مولکول های گازی عوامل «تصفیه کننده» حیاتی در جو ما هستند. آن ها میتوانند گازهای گلخانه ای مانند متان را تجزیه کنند، با این حال، رادیکال های هیدروکسی می توانند مفید نباشند و در هنگام مواجهه با اکسیژن سطوح بالایی از ازن را تولید کنند.
این مطالعه تخمین زده است که توفان های تندری ممکن است تا ۱۶ درصد از کل OH اتمسفر جهانی را تشکیل دهند. این موضوع، پژوهشگران را به بررسی راه‌های دیگری که توفان های تندری میتوانند باعث تشکیل رادیکال های هیدروکسی شوند سوق داده است.
برون توضیح داد: هیدروکسیل رادیکال به اکسیداسیون کلی بسیاری از آلاینده های جوی از جمله گاز گلخانه ای متان، بهبود کیفیت هوا و کاهش تغییرات آب و هوایی کمک می کند. با این حال، این واکنش ها همچنین می تواند منجر به تشکیل ازن و ذرات کوچک هواپخش شود که بر کیفیت هوا و اقلیم تأثیر منفی می گذارد. بنابراین درک همه منابع بالقوه OH برای پیش بینی کیفیت هوا و اقلیم در آینده مهم است.
پژوهشگران پدیده ای را بررسی کردند که در آن رعد و برق می تواند تخلیه های الکتریکی کوچکی را بر روی اجسام روی زمین ایجاد کند. این جرقه ها بعنوان تاج شناخته می شوند و میتوانند به ویژه در برگ های گیاهان با نوک تیز برجسته باشند.
بنابراین سوالی که پژوهشگران می خواستند به آن پاسخ دهند این بود که آیا تاج های گیاهی سطوح قابل اندازه گیری مواد شیمیایی OH تولید می کنند یا خیر.
پژوهشگران در شرایط آزمایشگاهی، هشت نوع مختلف برگ درخت را آزمایش کردند و نتایج نشان داد که این تاج های گیاهی واقعاً مقادیر بسیار زیادی OH تولید می کنند.
در حالی که حجم کلی OH تولید شده توسط تاج های گیاهی بطور قابل توجهی کمتر از آن چیزی است که در توفان های تندری یافت می شود، پژوهشگران حدس می زنند که جنگل های بزرگ میتوانند منجر به تولید سطوح زیادی از OH در زمان زمان وقوع رعد و برق شوند.
جانا جنکینز، پژوهشگر دیگری که روی این پروژه کار می کند، می گوید:اگرچه بار تولید شده توسط تاج، ضعیف تر از جرقه ها و رعد و برق هایی بود که قبلاً به آنها نگاه می کردیم، ولی همچنان شاهد تولید مقادیر بسیار زیاد هیدروکسی رادیکال بودیم.
وی ادامه داد: حدود دو تریلیون درخت در مناطقی وجود دارد که احتمال توفان تندری در آنها بیشتر است. این قطعاً فرآیندی است که همیشه در جریان است و بر اساس محاسباتی که تاکنون توانسته ایم انجام دهیم، فکر می کنیم این موضوع می تواند بر کیفیت هوا در درون و بیرون و اطراف جنگل ها و درختان تأثیر بگذارد.
پژوهشگران می گویند، این مکانیسم جدید کشف شده و این امواج اکسیداسیون اتمسفر میتواند بر اکولوژی درختان و جنگل ها تأثیر بگذارد. جنکینز می گوید با تغییرات آب و هوایی که افزایش میزان فعالیت توفان های تندری را در پی دارد، درک این فرآیندها به ویژه از نظر تأثیر بر کیفیت هوای محلی در این مکان ها ضروری است.
این مطالعه جدید در مجله Geophysical Research:Atmospheres منتشر شده است.
- 18
- 4
