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，当暴风雨来袭时，人们通常会想到洪水或停电。但每一次闪电其实还会释放氮氧化物，这类气体也常见于汽车尾气中。

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近日，研究人员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的影响。

来自马里兰大学的研究团队通过卫星每 10 分钟一次的快速监测数据，对 2025 年 6 月的雷暴天气进行了追踪。此次实验罕见地揭示了闪电既造成空气污染，同时又助力净化空气的双重作用。

马里兰大学的肯尼斯・皮克林教授与戴尔・艾伦教授使用了对流层排放污染监测仪（TEMPO），该仪器常规监测频率为每小时一次。通过切换至高频监测模式，他们成功捕捉到雷暴在美国东部地区移动时，与闪电相关的气体排放数据。

“这类研究首次以如此高的时间频率开展，”皮克林表示，“雷暴的演变速度极快，往往在一小时内完成形成、增强到消散的全过程。”

研究团队将 TEMPO 的监测数据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数据相结合，对闪电频次进行统计。

“借助这项实验，我们能够实时统计闪电发生的次数…… 进而更精准地了解每次闪电在风暴期间产生多少二氧化氮，以及这些气体在事后会留存多久，”艾伦解释道，“这些信息将帮助研究人员改进现有的气候模型，加深我们对闪电如何影响呼吸空气的理解。”

据了解，闪电产生的极端高温会分解氮分子与氧分子，进而生成氮氧化物。皮克林指出：“全球范围内，闪电产生的氮氧化物占大气中氮氧化物总排放量的 10% 至 15%。”

与汽车发动机在地面排放污染物不同，闪电会将气体注入高空。在高空环境中，这些气体会更高效地推动臭氧形成，而臭氧会导致大气升温。

艾伦提到，夏季高温会加剧这一影响。“夏季闪电对气候的影响，与人类活动产生的氮氧化物相当，这也是我们选择在 6 月研究雷暴的原因。”他补充道。

此外，闪电还会激发羟基自由基 —— 这类物质能通过分解甲烷等气体，起到净化空气的作用。艾伦表示，早期研究显示，每次闪电大约会产生 250 摩尔的氮氧化物。

但这一数值差异极大。“我们认为，当风暴强度增加时，闪电持续时间会缩短，单次闪电产生的氮氧化物量也会减少。本次研究将为验证这一假设提供机会。”

高空形成的这些气体常随气流远距离扩散，有时会下沉至地面，加剧雾霾污染，对人体健康构成威胁。

“对于生活在科罗拉多州等山区的居民而言，这些信息尤为重要，因为在高海拔地区，闪电对地面臭氧的贡献相当显著，”皮克林说。

研究人员认为，他们获取的数据将提升区分自然污染与人为污染的能力。

艾伦表示：“我们希望利用这些高频数据，减少当前气候模型中的主要不确定性。更精准的数据将带来更可靠的预测，也有望为保护人类健康与环境、应对自然及人为污染提供更有效的方法。”