Imagine ceci: vous’RE COSÉ DANS LA TRAFICE Un après-midi d'été, en vérifiant l'application météo sur votre téléphone alors que les nuages de tempête sombres roulent. Vous pourriez penser à des pannes de courant ou à des inondations possibles, mais vous ne faites probablement pas’t Pensez à la façon dont chaque éclair qui clignote dans le ciel émet également un gaz, l'oxyde d'azote (NO), qui est également émis dans l'échappement de votre voiture’S moteur S.
Pourtant, que’S exactement ce qui se produit pendant un orage. Pour la première fois, les scientifiques de l'Université du Maryland ont pu détecter la foudre et son impact sur la qualité de l'air à l'aide d'observations par satellite à haute fréquence, acquérir de précieuses informations sur la façon dont les tempêtes produisent à la fois la pollution et les espèces chimiques critiques qui aident à nettoyer la Terre’S atmosphère.
Au cours de quelques jours fin juin 2025, le professeur de recherche en sciences atmosphériques et océanique de l'UMD Kenneth Pickering et chercheur associé Dale Allen ont utilisé des données capturées par la NASA’S Émissions troposphériques: surveillance de l'instrument de pollution (tempo) pour surveiller soigneusement les orages à mesure qu'ils ont évolué tout en se déplaçant à travers l'est des États-Unis. Lancé en 2023, Tempo suit généralement les polluants atmosphériques à travers l'Amérique du Nord toutes les heures de son perchoir à 22 000 miles au-dessus de la Terre, mais Pickering et Allen’L'expérience de S leur a permis de prendre des mesures rapides du dioxyde d'azote associées à chaque tempête à des intervalles de 10 minutes. Avec l'instrument’S Capacités avancées, ils ont finalement été en mesure d'étudier des processus complexes comme ils se sont produits dans l'air plutôt que de rassembler des indices après coup.
« C'est la première fois que ce type de recherche est mené à une telle fréquence temporelle », a déclaré Pickering. « Les orages évoluent rapidement. Ils s'accumulent, s'intensifient et meurent souvent dans l'heure’S du temps. Ces observations à intervalles courtes nous donnent de meilleurs instantanés de ce qui se passe réellement pendant une tempête. «
« Avec cette expérience, nous’peut compter le nombre d'éclaies flashs au fur et à mesure qu'ils se produisent en utilisant les données de la NOAA’S Geostationary Lightning Mapper Satellite Instruments, et à son tour, obtenez une idée plus précise de la quantité de dioxyde d'azote que chaque éclair produit pendant une tempête et de la durée de son respect par la suite « , a ajouté Allen. » Ces informations aideront les chercheurs à améliorer les modèles climatiques et à améliorer notre compréhension de la façon dont la foudre peut affecter l'air que nous respirerons. «
Capturer la foudre dans un modèle
Lorsque la foudre frappe, elle produit des températures extrêmement chaudes qui séparent les molécules d'azote et d'oxygène dans l'air. Il en résulte la création d'oxydes d'azote, le même type de polluants atmosphériques émis par les voitures ou d'autres sources de combustion de carburant, qui contribuent à la pollution de l'ozone.
« La foudre dans le monde représente 10% à 15% du total d'oxydes d'azote libérés dans l'atmosphère », a déclaré Pickering. « La pollution humaine est beaucoup plus grande, mais quoi’S Important à considérer est que la foudre libère des oxydes d'azote à des altitudes beaucoup plus élevées, où il peut être plus efficace pour catalyser la production d'ozone. «
Alors que l'échappement de la voiture pollue l'air près du sol, la pollution par foudre se produit en haut de l'atmosphère, où l'ozone résultant est le plus efficace pour le réchauffement atmosphérique. La pollution par la foudre et l'ozone qui en résulte peut parfois être transportée à la surface, affectant la qualité de l'air à des centaines de kilomètres de la tempête d'origine. Allen a noté que cet effet est exacerbé en été, car les températures grimpent plus haut et que les taux de production d'ozone sont plus élevés.
« Foudre’Les effets S sur le climat pendant la saison estivale sont comparables aux oxydes d'azote créés anthropogènes, c'est pourquoi nous voulions étudier les tempêtes en juin « , a expliqué Allen.
Mais la foudre ne fait pas’t Il suffit de créer une pollution – elle déclenche également la formation de radicaux hydroxyles, de molécules importantes qui aident à nettoyer la Terre’L'atmosphère S en décomposant les gaz comme le méthane, un contributeur important au réchauffement climatique et aux niveaux de fond de l'ozone. L'expérience de la foudre a fourni aux chercheurs un aperçu critique de cette réaction en chaîne causée par la foudre, reliant la production d'oxydes d'azote aux radicaux hydroxyle, ce qui les a aidés à tracer la composition atmosphérique et la dynamique moléculaire complexe en jeu pendant les tempêtes de la foudre.
« D'après les études antérieures de notre groupe et d'autres, nous pensons que chaque éclair crée environ 250 moles d'oxydes d'azote dans le ciel en moyenne », a déclaré Allen. Cependant, cette valeur est incertaine et la production par des flashs individuels varie d'au moins un ordre de grandeur. « Nous pensons que lorsque les tempêtes deviennent plus intenses, les éclairs deviennent plus courts et produisent moins d'oxyde d'azote par flash. Cette étude nous donnera une chance de prouver cela. Comprendre comment l'empreinte de la foudre changera dans un monde d'intensification des extrêmes temps est essentiel pour formuler des modèles climatiques pour l'avenir. »
Décodage des conditions météorologiques extrêmes et améliorant les prévisions de la qualité de l'air
Pickering et Allen croient que leur expérience de tempo a des effets potentiels du monde réel sur la vie quotidienne. Les gaz produits par la foudre peuvent voyager sur de longues «ceintures de tapisses transporteuses d'air mobiles» et influencer la qualité de l'air loin de l'endroit où les tempêtes se sont produites à l'origine, a noté Allen. Parfois, la foudre contribue également à l'ozone au niveau du sol, un composant principal du smog qui peut déclencher l'asthme et d'autres problèmes respiratoires chez l'homme.
« Pour les personnes vivant dans des zones montagneuses comme le Colorado, ces informations peuvent être très importantes car la foudre apporte une contribution significative à l'ozone de surface à des altitudes de terrain plus élevées », a déclaré Pickering. « Cela pourrait faire une différence dans la façon dont les météorologues prédisent la qualité de l'air pendant et après les tempêtes dans de telles régions. »
Bien que Pickering et Allen analysent toujours leurs premières lectures de Tempo, ils croient que leur expérience aidera les scientifiques à évaluer la quantité de gaz polluants sur la Terre’L'atmosphère S peut être attribuée aux activités humaines par rapport aux processus naturels. Actuellement, les scientifiques atmosphériques ne sont pas sûrs de la quantité de pollution que chaque éclairage de foudre génère, mais l'expérience de tempo fournit les données brutes qui jettent la base pour comprendre à quel point les degrés variables d'intensité de la foudre peuvent avoir un impact sur la qualité de l'air local et mondial. L'expérience donne également un aperçu de l'atmosphère’S Capacité à décomposer naturellement des polluants, tels que le méthane et d'autres hydrocarbures nocifs.
« Nous voulons utiliser ces données à haute fréquence pour réduire les principales incertitudes de nos modèles climatiques actuels », a déclaré Allen. « Avec de meilleures données proviennent de meilleures prévisions et potentiellement de meilleures façons de protéger notre santé et notre environnement contre la pollution naturelle et de fabrication humaine. »
