GRL: впервые зафиксировано ультрафиолетовое свечение деревьев во время грозы

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.