تخلیه الکتریکی گیاهان می‌تواند بر کیفیت هوا تأثیر بگذارد

تحقیقات جدید و جذاب دانشمندان هوا واقلیم نشان می دهد که در طول طوفان های تندری، تخلیه الکتریکی روی برگ درختان می تواند حجم قابل توجهی از مواد شیمیایی تولید کند که ممکن است بر کیفیت هوا در جنگل های اطراف تأثیر بگذارد.

به گزارش تکناک، در سال 2021، ویلیام برون، هواشناس و همکارانش در دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا یک مطالعه کلیدی در مجله Science منتشر کردند که نشان می داد چگونه رعد و برق منجر به تشکیل چندین اکسیدان جوی، از جمله رادیکال هیدروکسیل (OH) و رادیکال هیدروپروکسیل (HO2) می شود.

این مولکول‌های گازی عوامل پاک‌کننده حیاتی در جو ما هستند. آنها می توانند گازهای گلخانه ای مانند متان را تخریب کنند، با این حال، رادیکال های هیدروکسی نیز می توانند مفید نباشند و درهنگام مواجهه با اکسیژن سطوح بالایی از ازن را تولید کنند.

این مطالعه تخمین زده است که طوفان های تندری ممکن است تا 16درصد از کل OH اتمسفر جهانی را تشکیل دهند. کار بعدی محققان بررسی راه‌های دیگری که طوفان‌های تندری می‌توانند رادیکال‌های هیدروکسی تشکیل دهند می باشد.

برون توضیح داد: رادیکال هیدروکسیل به اکسیداسیون بسیاری از آلاینده‌های جوی از جمله گاز گلخانه‌ای متان، بهبود کیفیت هوا و کاهش تغییرات آب و هوایی کمک می‌کند. با این حال، این واکنش‌ها همچنین می‌تواند منجر به تشکیل ازن وذرات کوچک آئروسل شود که بر کیفیت آب و هوا تأثیر منفی می گذارد. بنابراین درک همه منابع بالقوه OH برای پیش بینی کیفیت هوا و آب و هوا در آینده مهم است.

محققان پدیده‌ای را بررسی کردند که در آن رعد و برق می‌تواند تخلیه‌های الکتریکی کوچکی را بر روی اجسام روی زمین ایجاد کند. این تخلیه های الکتریکی  به عنوان تاج شناخته می شوند و می توانند به ویژه در برگ های گیاه با نوک تیز برجسته باشند.

بنابراین سوالی که محققان 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.

در شرایط آزمایشگاهی، محققان هشت نوع مختلف برگ درخت را آزمایش کردند و نتایج نشان داد که این تاج‌های گیاهی واقعاً مقادیر زیادی OH تولید می‌کنند. در حالی که حجم کلی OH تولید شده توسط تاج های گیاهی به طور قابل توجهی کمتر از آن چیزی است که در طوفان های تندری یافت می شود، محققان حدس می زنند که اندازه جنگل های بزرگ می تواند منجر به سطوح شدید OH در حوالی زمان رعد و برق شود.

جانا جنکینز، محقق دیگری که روی این پروژه کار می‌کند، می‌گوید: اگرچه بار تولید شده توسط تاج برگ درختان ضعیف‌تر از جرقه‌ها و رعد و برق‌هایی بود که قبلاً به آن‌ها نگاه می‌کردیم، اما همچنان شاهد تولید مقادیر بسیار زیاد این رادیکال هیدروکسی بودیم.» حدود دو تریلیون درخت در مناطقی وجود دارد که احتمال وقوع رعد و برق در آنها بیشتر است و در هر زمان 1800 رعد و برق وجود دارد. این قطعاً فرآیندی است که همیشه در جریان است و بر اساس محاسباتی که تاکنون توانسته‌ایم انجام دهیم، فکر می‌کنیم این می‌تواند بر کیفیت هوا در داخل و اطراف جنگل‌ها و درختان تأثیر بگذارد.

در حالی که محققان مطمئن هستند که این مکانیسم جدید کشف شده بعید است از نظر تولید جهانی OH مرتبط باشد، چیزی که می تواند مرتبط باشد، روشی است که این امواج اکسیداسیون اتمسفر می تواند بر اکولوژی درختان و جنگل ها تأثیر بگذارد. جنکینز همچنین پیشنهاد می‌کند که با افزایش میزان فعالیت طوفان‌های تندری، تغییرات آب و هوایی، درک این فرآیندها، به ویژه از نظر تأثیر بر کیفیت هوای محلی در این مکان‌ها، ضروری است.