Молнии преследуют морские суда

Выхлопные газы морских судов помогают формироваться грозовым облакам вдоль крупных судоходных маршрутов.

В городе Сиэтл (штат Вашингтон) работает Всемирная сеть регистрации молний. Она собирает данные от десятков датчиков по всему миру, которые улавливают электромагнитные возмущения, порождаемые молниями – так называемые атмосферики.

Все датчики стоят на суше, но атмосферики распространяются на тысячи километров от места разряда, потому что они представляют собой радиоволны, ещё более длинные, чем те, на которых ведется радиовещание. Так что атмосферик, возникший над океаном, легко дойдет до датчика на суше, а если его зарегистрируют сразу несколько датчиков, то можно точно определить, где случилась молния.

Катрина Вёртс (Katrina S. Virts) из Космического центра Маршалла, анализируя данные Всемирной сети регистрации молний, заметила практически прямую линию из вспышек поперек Индийского океана. Оказалось, что молнии концентрировались вдоль наиболее загруженных судоходных путей, которые тянутся из северной части Индийского океана через Малаккский пролив в Южно-Китайское море.

Тогда Вёртс и её коллеги из Американского геофизического союза собрали данные обо всех полутора миллиардах вспышек, зарегистрированных с 2005 по 2016 год. Выяснилось, что вдоль этих судоходных путей вспышки случались в среднем в два раза чаще, чем в соседних областях океана с тем же климатом. Естественные погодные условия не объясняли феномен повышенной концентрации молний – то есть, очевидно, молнии каким-то образом нагнетали сами корабли.

Известно, что молния может проскакивать как между соседними грозовыми облаками, так и между облаком и землей. Во втором случае она бьет в самый высокий предмет. Так происходит, потому, что до высоких предметов от неба ближе, а электрическое напряжение всегда стремится к разрядке по самому короткому пути из возможных.

Поскольку в открытом океане самыми высокими предметами оказываются палубы судов, то молнии частенько бьют именно туда. (Конечно, настоящей бедой это было лишь для средневековых кораблей, современные же надёжно защищены от повреждений громоотводами.) Раз так, можно предположить, что «концентрирование» молний вдоль морских путей тем и объясняется, что их притягивают суда. Однако область с «повышенным содержанием» молний на деле значительно шире корабельных фарватеров.

В своей статье в Geophysical Research Letters исследователи объяснили феномен довольно просто. По всей видимости, виноваты выхлопные газы, которые выделяют любые двигатели внутреннего сгорания, в том числе и двигатели морских судов. В выхлопах содержатся частички сажи, соединения азота и серы и другие микроскопические компоненты. Они помогают конденсироваться молекулам воды, которые предпочитают налипать как раз на какие-то уже готовые капли или частицы, присутствующие в атмосфере.

Если таких частиц – ядер конденсации – мало (например, над открытым океаном, где чистый воздух), у молекул воды выбор невелик, и они образуют большие капли. Но из-за выхлопных газов частиц становится гораздо больше, и получается много мелких капель. Поскольку они легче, они поднимаются на большую высоту, так что многие из них замерзают, достигая слоев с отрицательной температурой.

Между тем, кристаллы льда необходимы для электризации облака. Точнее, для электризации нужно, чтобы в нем присутствовали одновременно и капли, и кристаллы льда (именно поэтому зимой обычно не бывает молний: зимой в облаках есть только кристаллы).

Электризация происходит, когда кристаллы и капли сталкиваются друг с другом; считается, что более лёгкие и мелкие частицы заряжаются преимущественно положительно, а более тяжелые и крупные – отрицательно. Наполнившись электричеством, облако разряжается молнией. Поскольку грозовые облака возникают благодаря корабельным выхлопам, то и зона молний оказывается шире фарватера.