Luftverschmutzung

Wie Blitze zur Reinigung der Atmosphäre beitragen

Dennis L.

Blitzentladungen in den oberen Schichten der Atmosphäre verursachen lokale Ausbrüche von Hydroxyl-Radikalen. Wissenschaftler haben beobachtet, dass dies zu einem erhöhten Abbau von Schadstoffen führt, was zur natürlichen Reinigung der Luft beiträgt.

University Park (U.S.A.). Starke Anstiege der atmosphärischen Konzentration von Hydroxyl-Radikalen, die während Gewittern gemessen wurden, wirken als wichtiger Reinigungsmechanismus in der Atmosphäre. In einer aktuellen Forschungsarbeit, die in der Zeitschrift Science veröffentlicht wurde, haben Wissenschaftler gezeigt, dass elektrische Entladungen und Blitze für die direkte Erzeugung von Hydroxyl-Radikalen verantwortlich sind und dass diese zur Reinigung der Atmosphäre beitragen.

Mit dem Forschungsflugzeug direkt ins Gewitter

Vor neun Jahren flogen William Brune von der Pennsylvania State University in der Stadt University Park und seine Kollegen in einem Nasa-Forschungsflugzeug durch Gewitter im US-Bundesstaat Colorado. An Bord befanden sich empfindliche Sensoren, die zahlreiche verschiedenen Substanzen in der Atmosphäre präzise aufspüren konnten. Mit einer bereits über 50 Jahre alten DC-8, die direkt in die Gewitterzonen hineinflog, drangen sie in das Gewitter ein und stiegen in Spiralen innerhalb des Gewitters auf Höhen von bis zu zehn Kilometern auf. Parallel dazu konnte ein Antennennetz am Boden die aktuelle Blitzaktivität in der Nähe des Flugzeugs messen.

Tausendfach höhere Werte als bisher angenommen

Als Brune und Kollegen ihre Messdaten untersuchten, stellten sie fest, dass die Hydroxylkonzentration vor allem in der Nähe von Blitzen stark anstieg. Der Grund dafür war die Entladung in elektrischen Feldern mit bis zu 80.000 Volt Spannung pro Meter. Es war genug Energie vorhanden, um direkt Hydroperoxyl- und Hydroxyl-Radikale - OH und HO2 - aus Wassermolekülen zu erzeugen. Die Radikalkonzentrationen stiegen auf hundert- bis tausendfach höhere Werte als bisher angenommen.

Basierend auf diesen Messungen schätzten die Forscher die Mengen an Radikalen, die global bei Gewittern entstehen könnten. Sie nahmen an, dass sich Blitze in etwa 1.800 Gewittern rund um den Globus zu jeder Zeit entladen. Damit sind diese Gewitter für bis zu zwölf Prozent der Hydroxyl-Radikale in der Atmosphäre verantwortlich und tragen deutlich mehr zur Reinigung der Atmosphäre bei, als man bisher angenommen hat.

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