Lompat ke konten Lompat ke sidebar Lompat ke footer

Petir dan Debit Subvisible Menghasilkan Molekul Yang Membersihkan Atmosfer

Petir memecah molekul nitrogen dan oksigen di atmosfer dan menciptakan bahan kimia reaktif yang memengaruhi gas rumah kaca. Sekarang, tim ahli kimia atmosfer dan ilmuwan petir telah menemukan bahwa petir dan, yang mengejutkan, pelepasan subvisible yang tidak dapat dilihat oleh kamera atau mata telanjang menghasilkan radikal hidroksil - OH - dan radikal hidroperoksil - HO 2 dalam jumlah yang ekstrim. .

Radikal hidroksil penting di atmosfer karena memulai reaksi kimia dan memecah molekul seperti gas rumah kaca metana. OH adalah pendorong utama banyak perubahan komposisi di atmosfer.

IMAGES
Gambar: stei.itb.ac.id

"Awalnya, kami melihat OH dan HO 2 yang sangat besar ini sinyal ditemukan di awan dan bertanya, apa yang salah dengan instrumen kami?" kata William H. Brune, profesor meteorologi terkemuka di Penn State. "Kami berasumsi ada gangguan di instrumen, jadi kami menghapus sinyal besar dari kumpulan data dan menyimpannya untuk dipelajari nanti."

Data tersebut berasal dari instrumen di pesawat yang terbang di atas Colorado dan Oklahoma pada tahun 2012 melihat perubahan kimiawi yang dihasilkan badai petir dan petir ke atmosfer.

Tetapi beberapa tahun yang lalu, Brune mengambil data dari rak, melihat bahwa sinyalnya benar-benar hidroksil dan hidroperoksil, dan kemudian bekerja dengan seorang mahasiswa pascasarjana dan rekan peneliti untuk melihat apakah sinyal-sinyal ini dapat dihasilkan oleh percikan api dan pelepasan tak terlihat di laboratorium. . Kemudian mereka melakukan analisis ulang terhadap dataset petir dan petir.

"Dengan bantuan seorang sarjana magang yang hebat," kata Brune, "kami dapat menghubungkan sinyal besar yang terlihat oleh instrumen kami yang terbang melalui awan badai dengan pengukuran petir yang dilakukan dari tanah."

Para peneliti melaporkan hasil mereka secara online hari ini (29 April) di Science First Release dan Journal of Geophysical Research - Atmospheric .

Brune mencatat bahwa pesawat menghindari terbang melalui inti badai yang naik dengan cepat karena berbahaya, tetapi dapat mengambil sampel landasan, bagian atas awan yang menyebar ke arah luar ke arah angin. Petir yang terlihat terjadi di bagian landasan dekat inti badai.

"Sepanjang sejarah, orang hanya tertarik pada petir karena apa yang bisa mereka lakukan di darat," kata Brune. "Sekarang minat terhadap pelepasan listrik yang lebih lemah dalam badai petir yang menyebabkan sambaran petir meningkat."

Kebanyakan petir tidak pernah menyambar tanah, dan kilat yang tetap di awan sangat penting untuk mempengaruhi ozon, dan gas rumah kaca yang penting, di atmosfer bagian atas. Diketahui bahwa petir dapat memecah air untuk membentuk hidroksil dan hidroperoksil, tetapi proses ini belum pernah diamati sebelumnya pada badai petir.

Yang membingungkan tim Brune pada awalnya adalah bahwa instrumen mereka merekam hidroksil dan hidroperoksil tingkat tinggi di area awan di mana tidak ada petir yang terlihat dari pesawat atau tanah. Eksperimen di laboratorium menunjukkan bahwa arus listrik yang lemah, jauh lebih tidak berenergi dibandingkan petir yang terlihat, dapat menghasilkan komponen yang sama ini.

Sementara para peneliti menemukan hidroksil dan hidroperoksil di daerah dengan petir tak terlihat, mereka menemukan sedikit bukti ozon dan tidak ada bukti oksida nitrat, yang membutuhkan petir terlihat untuk terbentuk. Jika petir subvisible terjadi secara rutin, maka hidroksil dan hidroperoksil yang diciptakan oleh peristiwa listrik ini perlu dimasukkan dalam model atmosfer. Saat ini, mereka tidak.

Menurut para peneliti, "OH (hidroksil) yang ditimbulkan petir di semua badai yang terjadi secara global dapat bertanggung jawab atas oksidasi OH atmosfer global yang sangat tidak pasti tetapi substansial 2% hingga 16%."

"Hasil ini sangat tidak pasti, sebagian karena kami tidak tahu bagaimana pengukuran ini berlaku untuk seluruh dunia," kata Brune. "Kami hanya terbang di atas Colorado dan Oklahoma. Sebagian besar badai petir terjadi di daerah tropis. Seluruh struktur badai dataran tinggi berbeda dengan di daerah tropis. Jelas kami membutuhkan lebih banyak pengukuran pesawat untuk mengurangi ketidakpastian ini."

Peneliti lain di Penn State termasuk Patrick J. McFarland, sarjana; David O. Miller, penerima doktor; dan Jena M. Jenkins, kandidat doktor, semuanya dalam meteorologi dan ilmu atmosfer.

Juga mengerjakan proyek tersebut adalah Eric Bruning, profesor ilmu atmosfer, Texas Tech University; Sean Waugh, ahli meteorologi penelitian, dan Donald MacGorman, ilmuwan peneliti senior, keduanya di NOAA National Severe Storm Laboratory; Xinrong Ren, ilmuwan fisik, Laboratorium Sumber Daya Udara NOAA; Jingqiu Mao, asisten profesor kimia atmosfer, Universitas Alaska; dan Jeff Peischl, asisten peneliti profesional senior, Institut Koperasi untuk Penelitian dalam Ilmu Lingkungan, Universitas Colorado, Boulder.

National Science Foundation, NASA, dan National Oceanic and Atmospheric Administration mendukung pekerjaan ini.

Powered By NagaNews.Net