Tại sao sét hiếm đánh trên biển hơn trên đất liền

(Tổ Quốc) - Một nghiên cứu mới phát hiện rằng các tia sét ít hơn 90% ở những khu vực có sương mù mặn trong khí quyển.

Mặc dù phần lớn lượng mưa trên trái đất rơi vào các đại dương, sự xuất hiện của sét trên biển lại hiếm hơn so với trên đất liền một cách đáng ngạc nhiên. Trong nhiều thập kỷ, các nhà khoa học đã không chắc lý do tại sao.

Tuy nhiên, một nghiên cứu gần đây từ Đại học Hebrew ở Jerusalem cho rằng điều này có thể là do sự tồn tại của các sol khí mặn (một hệ thống các giọt chất lỏng nhỏ trong khí quyển có chứa muối) đã ngăn các đám mây tích tụ đủ điện tích để tạo ra sét .

Trong cơn bão, một lớp mây tích điện dày thường hình thành ở phần trên của bầu trời. Điều này là do luồng không khí đi lên giúp đám mây dày bay lên đủ cao để phần trên của đám mây đóng băng thành hỗn hợp của graupel (các hạt giống như tuyết) và các tinh thể băng nhỏ. Khi graupel va chạm với các tinh thể băng, quá trình truyền điện tích bắt đầu xảy ra giữa chúng. Điều này tạo ra điện tích âm cho graupel lớn hơn và điện tích dương cho các tinh thể băng nhỏ hơn.

Những tinh thể băng tích điện này rất nhẹ, nên các luồng gió ngược sẽ đẩy chúng lên đỉnh của đám mây. Ngược lại, graupel nặng hơn sẽ chìm xuống đáy của các đám mây. Theo thời gian, sự phân tách của các tinh thể băng tạo ra một điện trường giữa đỉnh đám mây (tích điện dương) và chân đám mây (tích điện âm). Bất kể là giữa đỉnh mây và đáy mây, hoặc giữa mây và mặt đất, chỉ cần có sự chênh lệch điện tích đủ lớn thì sẽ xảy ra sét.

Thường thì, các giọt chất lỏng nhỏ trong khí quyển có thể tạo thành mây bằng cách ngưng tụ trên bụi và các vật chất siêu nhỏ. Tuy nhiên, nếu có sol khí mặn có khả năng hấp thụ nước, thì các giọt chất lỏng này có thể phát triển nhanh hơn bằng cách kết nối với các hạt này. Tuy nhiên, vấn đề là những giọt nhỏ này nhanh chóng trở nên nặng đến mức chúng sẽ rơi xuống như mưa trước khi các đám mây có thời gian bay lên đủ cao để tích tụ điện tích. Và chính cơ chế này có thể đã ngăn chặn sự xuất hiện của hiện tượng sét trên biển.

Các nhà nghiên cứu của Đại học Hebrew đã hợp tác với các nhà khoa học tại Đại học Vũ Hán và Nam Kinh của Trung Quốc cùng Đại học Washington để có thể sử dụng hình ảnh vệ tinh nhằm theo dõi các đám mây trên đất liền và trên biển. Điều này sau đó được kết hợp với các phép đo sét từ Mạng định vị sét toàn cầu và dữ liệu cung cấp thông tin về số lượng sol khí trong các đám mây.

Sử dụng dữ liệu này, họ đã phân tích cách các loại mây khác nhau (sự kết hợp khác nhau của các hạt này) phát triển theo thời gian, sau đó so sánh thông tin này với thời điểm và liệu mưa và sét có xảy ra hay không. Họ phát hiện ra rằng ở những khu vực có sương mù mặn trong khí quyển, các tia sét xuất hiện ít hơn 90%. Nghiên cứu liên quan đã được công bố trên tạp chí Nature Communications. Nó được cho là đã lấp đầy khoảng trống trong các lý thuyết trước đây về nguyên nhân gây ra sự khác biệt về số lần sét đánh giữa các cơn bão trên đất liền và trên đại dương.

Kết luận của họ rất quan trọng, vì thế giới đang vật lộn với các sự kiện thảm khốc liên quan đến biến đổi khí hậu, và việc có các mô hình khí hậu chính xác có thể giúp dự đoán những gì có thể xảy ra trong tương lai ngày càng quan trọng.

“Chúng tôi đã tìm ra nguyên nhân chính dẫn đến sự khác biệt như vậy giữa các cơn bão đại dương và bão trên đất liền”, Daniel Rosenfeld, nhà khoa học khí quyển và đồng tác giả của nghiên cứu cho biết. “Tác dụng của sol khí trên các đám mây đã bị đánh giá thấp. Nó cần được tích hợp vào các mô hình để dự báo thời tiết và khí hậu tốt hơn.”

“Các nhà khoa học khí hậu thường cố gắng dự đoán khi nào và ở đâu sẽ có mưa’, Rosenfeld nói thêm: “Nếu bạn không đưa chúng vào các mô hình dự báo thời tiết hoặc thậm chí không xem xét vai trò của chúng trong các mô hình dự báo khí hậu, bạn sẽ không nhận được sự thật và bạn sẽ không có thông tin chính xác về lượng mưa”.

Tuy nhiên, những phân tử khí này không phải là yếu tố duy nhất ảnh hưởng đến quá trình phức tạp diễn ra bên trong các đám mây. Còn có những yếu tố khác nhau giữa đại dương và bề mặt đất trên lục địa có thể ảnh hưởng đến tần suất sét xảy ra. Những khác biệt này thường được gây ra bởi các điều kiện thời tiết địa phương như gió và nhiệt độ.

Jiwen Fan, một nhà địa chất hiện đang tiến hành nghiên cứu về sự tương tác giữa các phân tử khí, mây, lượng mưa và khí hậu tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương ở Mỹ. Cô không tham gia vào nghiên cứu này, nhưng chia sẻ quan điểm rằng: 'Chỉ dựa trên dữ liệu quan sát, rất khó để phân biệt vai trò của các phân tử khí với các yếu tố khác cũng như địa điểm nơi có khả năng bị sét đánh.'

Tham khảo Nature, iFeng