Villámok gyakorisága

Az emberi tevékenység környezeti hatásai sokfélék. Mégis szinte hihetetlen a példa: ahol sok hajó jár, ott gyakoribb a villámcsapás.

A villámcsapások eloszlása nem egyenletes a Földön. A szárazföldek fölött gyakoribb, mint a tengereken, az Egyenlítőhöz közeledve ugyancsak nő a gyakoriságuk. A Washingtoni Egyetemen folytatott legújabb kutatások szerint az emberi tevékenység is befolyásolja a villámok gyakoriságát.

Villámcsapások globális gyakorisága 1995 és 2013 között, az alsó színskála a négyzetkilométerenként évente felvillanó villámok átlagos számát mutatja. (Kép: NASA Earth Observatory)

A villámcsapások gyakorisága és az emberi tevékenység közötti kapcsolatot a világ legforgalmasabb hajózási útvonalai közül kettőnél, az Indiai-óceánon és a Dél-kínai-tengeren mutatták ki. A kép felső részén a térségben közlekedő hajók által kibocsátott kipufogógáz mennyisége látható (narancs színnel), amit a térség hajóforgalmát tartalmazó adatbázis alapján számítottak ki. (Az adatbázisban a 2010-re vonatkozó adatok havi átlaga található, 0,1° térbeli felbontással, a kibocsátott szennyező anyagok mennyiségét az automatikus hajóazonosító rendszer (AIS) hajók számára, méretére, haladási irányára, sebességére és más paramétereire vonatkozó adatok alapján számították ki.)

Az alsó képen a nemzetközi villám adatbázis 2005 és 2016 közötti adatai alapján a villámlás gyakorisága látható. Az alsó képen két világosabb, a legforgalmasabb hajózási útvonalakkal egybeeső csík jelzi a megnövekedett villámgyakoriságot. Az összefüggés kimutatásakor a nyílt tengereket vizsgálták, mert ott az egyéb feltételek sokkal homogénebbek, tehát jobban észrevehető a különbség. Figyelmen kívül hagyták például az említett két útvonalat összekötő Malaka-szorost, ahol évente 50 ezer hajó halad át, de a szárazföldek közelsége megnehezíti a hajózási útvonaltól távolabbi területtel történő összehasonlítást.

Fent: az Indiai-óceánon és a Dél-kínai-tengeren közlekedő hajók által kibocsátott kipufogógáz mennyisége, a térség hajóforgalmát tartalmazó adatbázis alapján. A szennyezés nagyságát a 2,5 mikrométernél kisebb szemcseméretű finomszemcsés anyagok (particulate matter, PM2,5) koncentrációja jelzi. Lent: a térségben négyzetkilométerenként évente lecsapó villámok átlagos száma (az egész Földet mutató fenti képpel szemben itt csak a lecsapó villámok számát ábrázolták). (Kép: NASA Earth Observatory / Joshua Stevens / J.A. Thornton et al. 2017)

A kutatók megállapították, hogy a forgalmas hajózási útvonal mentén átlagosan kétszer akkora a villámcsapás valószínűsége, mint a közeli, de hajóforgalomtól mentes területeken. Már több mint egy évtizede folyik szakmai vita arról, hogy befolyásolják-e a levegőbe kerülő aeroszol részecskék a viharok intenzitását, és ezzel együtt a villámgyakoriságot, illetve arról, hogy a hatás számottevő-e. A legújabb eredmények azt mutatják, hogy a hatás jelentős, az emberi tevékenység során a légkörbe jutó aeroszol részecskék megnövelik a villámcsapás valószínűségét az egyébként szennyezetlen területeken.

Az összefüggés valós voltának alátámasztása érdekében tisztázni kellett a hatás mechanizmusát. Ehhez műholdas adatokat használtak. A TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission) műhold trópusi csapadékdetektora mérései alapján kimutatták, hogy egyes területeken a felhőkben a vízgőz és a jégszemcsék mellett több folyékony halmazállapotú csepp található. Az eltérést az magyarázza, hogy a hajók kipufogógázával a légkörbe kerülő szemcsék megváltoztatják a felhők szerkezetét. Ez a változás elég ahhoz, hogy a trópusi eső zivatarrá fejlődjék, vagyis villámlás alakuljon ki. Másik lehetőség, hogy a részecskék úgy változtatják meg a zivatarok kialakulását, hogy a villámtevékenység intenzívebb legyen, mint amilyen a részecskék hatása nélkül lett volna. A kutatók eredményeiket a Geopghysical Research Letters folyóiratban publikálták.

A villámcsapások gyakorisága (darab, négyzetkilométerenként és évenként) a vizsgált régió térképén, és a két hajózási útvonalra negyedéves, illetve kétéves csúszó közepeléssel számított átlagok. A fekete téglalapok tartalmazzák a hajózási útvonalak vizsgált, nyílt tengeri szakaszát, a kék téglalapok a hajóforgalomtól mentes (vagy sokkal gyengébb forgalmú) referenciaterületek. A negyedéves átlagokon feltűnő az időjárási tényezők okozta évszakos változás, a kétéves átlag az általános tendenciát mutatja. Mind a négy diagramon jól látható, hogy a fekete görbe határozottan a kék fölött halad, vagyis leolvasható a villámcsapások gyakoriságának jelentős növekedése. (Kép: J.A. Thornton et al. 2017)

Kapcsolódó cikkek:
Villámok az űrállomásról
Füst-jelek
Villám-világtérkép

Kapcsolódó linkek:
Valami van a levegőben... (NASA EO)
A hajók kipufogógáza erősíti a zivatarokat az óceánok fölött (American Geophysical Union)
Nemzetközi Villámfigyelő Hálózat (World Wide Lightning Location Network)