NASA卫星发现闪电双重作用：既生成污染物，又净化大气

8月31日消息，每当暴风雨来临，人们往往会担心洪水或电力中断，但很少有人意识到，每一次闪电其实还在释放氮氧化物——这种气体同样常见于汽车尾气中。

最近，科学家首次借助美国国家航空航天局（NASA）的TEMPO卫星，实时捕捉到了闪电对空气质量产生的实际影响。

来自马里兰大学的一支研究团队，利用该卫星每10分钟一次的高频监测数据，对2025年6月发生的一系列雷暴天气进行了追踪分析。这项实验意外揭示出闪电在空气污染中扮演的双重角色：它既会加剧污染，同时也参与大气的自我净化。

该校的肯尼斯・皮克林教授与戴尔・艾伦教授使用了TEMPO（对流层排放污染监测仪）。该设备通常每小时采集一次数据，但通过切换到高频模式，他们成功捕捉到雷暴在美国东部移动时与闪电相关的气体排放动态。

“这是此类研究首次实现如此高时间分辨率的观测，”皮克林表示，“雷暴发展非常迅速，常常在一小时之内就完成从生成、增强到消散的整个过程。”

研究团队将TEMPO的监测结果与美国国家海洋和大气管理局（NOAA）地球静止轨道闪电测绘仪记录的闪电次数进行比对，进一步统计了闪电发生的频次。

“通过这项实验，我们能够实时统计闪电发生的次数……从而更准确地估算单次闪电在风暴中产生多少二氧化氮，以及这些气体会在大气中存留多长时间，”艾伦解释道，“这些信息将帮助改进现有的气候模型，深化我们对闪电如何影响人类呼吸空气的认识。”

据了解，闪电产生的高温能够分解空气中的氮分子和氧分子，进而形成氮氧化物。皮克林指出：“在全球范围内，闪电所产生的氮氧化物约占大气中氮氧化物总排放的10%至15%。”

与汽车发动机在地面排放污染物不同，闪电将这些气体直接注入高空。在高空条件下，这类气体更容易促成臭氧的生成，而臭氧正是导致大气升温的重要因素之一。

艾伦提到，夏季高温还会放大这一效应。“夏季闪电对气候的影响，几乎与人类活动排放的氮氧化物相当，这也是我们选择在六月开展雷暴研究的原因，”他补充道。

此外，闪电还会激发羟基自由基的产生——这类物质能够分解甲烷等气体，从而在一定程度上净化空气。艾伦指出，早期研究表明，单次闪电大约会产生250摩尔的氮氧化物。

不过这一数值存在很大波动。“我们推测，随着风暴强度上升，闪电持续时间变短，单次闪电产生的氮氧化物可能会减少。本次研究正为我们验证该假设提供了宝贵机会。”

这些在高空形成的气体常随大气环流扩散至远处，有时甚至会沉降到地面，加剧雾霾污染，对人类健康构成潜在威胁。

“对于科罗拉多州等高山地区的居民来说，这一现象尤其值得关注。在高海拔区域，闪电对地面臭氧的贡献非常显著，”皮克林强调。

研究人员相信，他们所获得的数据将有助于更好地区分自然污染源与人为污染源。

艾伦表示：“我们希望通过这些高频数据，降低当前气候模型中存在的主要不确定性。更精确的数据不仅能带来更可靠的预测，也有望为保护人类健康、应对自然与人为污染提供更有效的策略。”