Метеорологи впервые напрямую наблюдали короткие вспышки ультрафиолетового света, возникающие на листьях деревьев во время грозы. Ранее существование этого явления лишь предполагалось на основе косвенных данных и лабораторных экспериментов. Работа опубликована в журнале Geophysical Research Letters (GRL).
Речь идет о так называемом коронном разряде — слабом свечении, возникающем из-за накопления электрического заряда на кончиках листьев. Во время грозы электрическое поле между облаками и землей усиливается, и заряд может распространяться по влажным стволам и ветвям деревьев. Когда он достигает листьев, дальнейшему движению мешает слой воздуха, который действует как изолятор. В результате заряд накапливается и начинает излучать ультрафиолетовый свет.
Сначала ученые воспроизвели эффект в лаборатории. Для этого небольшие ели и клены помещали в горшках под металлические пластины, которые имитировали заряженные грозовые облака. Когда освещение выключали, на кончиках листьев можно было увидеть слабое голубоватое свечение.
Затем исследователи отправились наблюдать явление в естественных условиях. Для этого они оборудовали автомобиль метеостанцией, детектором электрического поля, лазерным дальномером и ультрафиолетовой камерой.
Во время грозы в Северной Каролине приборы зафиксировали 41 вспышку ультрафиолетового света на листьях деревьев. Каждая из них длилась от 0,1 до 3 секунд. Вспышки появлялись хаотично — «перепрыгивали» с одного листа на другой и иногда повторялись на том же месте.
Подобные сигналы были зарегистрированы у разных видов деревьев, включая сладкую амбру (Liquidambar styraciflua) и сосну лоблолли (Pinus taeda), на восточном побережье США.
По оценкам ученых, каждая такая вспышка излучает около 100 миллиардов фотонов с длиной волны примерно 260 нанометров. Если бы человеческий глаз мог видеть в ультрафиолетовом диапазоне, верхушки леса во время грозы выглядели бы как огромное световое шоу.
Исследователи предполагают, что коронные разряды могут влиять на атмосферную химию и экологию лесов. Например, они могут участвовать в разрушении углеводородов, выделяемых деревьями, а также потенциально повреждать листья.
Кроме того, повторяющиеся электрические импульсы теоретически могут приводить к отмиранию верхних ветвей — аналогично тому, как происходит при формировании восходящих разрядов молнии.
По мнению ученых, влияние этого явления на лесные экосистемы и атмосферные процессы пока остается малоизученным и требует дальнейших исследований. Особенно актуальным это становится в условиях изменения климата: с ростом глобальной температуры частота гроз может увеличиваться, а значит, подобные электрические эффекты будут происходить чаще.
Ранее была найдена самая древняя из когда-либо составленных карт ночного неба.
