Τα πλοία μπορούν να προκαλέσουν κεραυνούς;
Από την αρχαιότητα, οι ναυτικοί φοβούνταν ξαφνικά χτυπήματα κεραυνών που θα μπορούσαν να πυρπολήσουν τα πλοία και να καταστρέψουν τα πληρώματα. Σήμερα αυτός ο κίνδυνος είναι ελάχιστος, αλλά ο ίδιος ο κεραυνός θα μπορούσε να είναι ακόμη πιο συνηθισμένος. Πρόσφατη έρευνα δείχνει ότι τα ωκεάνια πλοία μπορεί, στην πραγματικότητα, να κάνουν πιο πιθανή την αστραπή.
Οι μηχανισμοί για αυτήν την αστραπιαία ενίσχυση συζητούνται ακόμη. Μια θεωρία υποστηρίζει ότι τα αερολύματα που εκπέμπονται στα καυσαέρια των πλοίων αλλάζουν τον τρόπο με τον οποίο αναπτύσσονται οι καταιγίδες, οδηγώντας σε περισσότερους κεραυνούς . Εναλλακτικά, τα ίδια τα πλοία - ψηλά μεταλλικά αντικείμενα σε μια υδάτινη πεδιάδα - θα μπορούσαν να προσελκύουν αστραπές.
Σε μια νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Earth and Space Science και μια προσεχή παρουσίαση στην ετήσια συνάντηση της AGU 2023 στο Σαν Φρανσίσκο, οι επιστήμονες ρίχνουν μια νέα ματιά στο ερώτημα με τη βοήθεια πρόσθετων δεδομένων που συνδυάζουν τις θέσεις των κεραυνών και τις τοποθεσίες των πλοίων.
Αν και τα δεδομένα δεν δείχνουν άμεσες κρούσεις σε πλοία, δείχνουν μια ευδιάκριτη επικράτηση κεραυνών πολύ κοντά σε ναυτιλιακές λωρίδες έναντι ελαφρώς πιο μακριά, δήλωσε ο συγγραφέας της μελέτης Michael Peterson , επιστήμονας στο Εθνικό Εργαστήριο του Λος Άλαμος. Η εργασία του: Τα σκάφη του ωκεανού προσελκύουν κεραυνούς και πιθανότατα τα προκαλούν ακόμη και σε ορισμένες περιπτώσεις.
Ηλεκτρικές συναντήσεις
Η ιδέα ότι η ναυτιλιακή κίνηση μπορεί να αυξάνει τη συχνότητα των κεραυνών παρουσιάστηκε για πρώτη φορά σε ένα έγγραφο του 2017 που χρησιμοποίησε δεδομένα από ένα δίκτυο επίγειων αισθητήρων που ονομάζεται World Wide Lightning Location Network (WWLLN). Οι συγγραφείς διαπίστωσαν ότι η πυκνότητα των κεραυνών ήταν έως και 2 φορές μεγαλύτερη σε ορισμένες περιοχές της Θάλασσας της Νότιας Κίνας και του Ινδικού Ωκεανού κοντά σε ναυτιλιακές λωρίδες από ό,τι σε περιοχές χωρίς κίνηση πλοίων.
Πρότειναν ότι τα σωματίδια αερολύματος από τα καυσαέρια των πλοίων μπορεί να αλλάζουν τη συναγωγή μέσα στις καταιγίδες, αυξάνοντας την ηλεκτροδότηση και προκαλώντας το χτύπημα περισσότερων κεραυνών.
Ο Peterson είπε ότι πιστεύει ότι μπορεί επίσης να υπάρχει μια άλλη, πιο απλή εξήγηση: Τα πλοία είναι μεγάλοι μεταλλικοί στύλοι.
Εξέτασε τα ίδια δεδομένα WWLLN όπως έκαναν οι συντάκτες της εργασίας του 2017 και πρόσθεσε δεδομένα για τις εκπομπές από τη ναυτιλία από τη βάση δεδομένων εκπομπών για την παγκόσμια ατμοσφαιρική έρευνα (EDGAR), καθώς και δεδομένα αναμεταδοτών που παρακολουθούν τις τοποθεσίες των πλοίων σε όλο τον κόσμο.
«Η κατανόηση της προέλευσης της ενίσχυσης των κεραυνών σε ίχνη πλοίων είναι σημαντική και άλυτη», έγραψε ο Yakun Liu , μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης που μελετά τους κεραυνούς, σε ένα email. «Η παραγωγή κεραυνών πάνω από τα ίχνη του πλοίου είναι ένα εξαιρετικό φυσικό πείραμα για να συμπεράνουμε τη φυσική που εμπλέκεται», είπε ο Λιου, ο οποίος δεν συμμετείχε στη νέα έρευνα.
Συνδυάζοντας δεδομένα αναμεταδοτών πλοίων με δεδομένα από το WWLLN που καταγράφει τις θέσεις μεμονωμένων κεραυνών, ο Peterson διαπίστωσε ότι ο κεραυνός ήταν 15 φορές πιο πιθανό να συμβεί κοντά σε ένα πλοίο που απέχει από 2 χιλιόμετρα (1,2 μίλια) και 66 φορές πιθανότερο από 25 χιλιόμετρα (15,5) μίλια μακριά.
Το μέγεθος της αύξησης των αστραπών ήταν εκπληκτικό, είπε ο Peterson. «Αυτό κατέληξε να είναι κάτι που δεν περιμέναμε να βρούμε, για να είμαι ειλικρινής», είπε.
Για τον Peterson, είναι ένα σαφές σημάδι ότι τα πλοία επισπεύδουν κεραυνούς. Αν τα χτυπήματα προκλήθηκαν από αερολύματα από τα καυσαέρια των πλοίων, πιθανότατα θα συνέβαιναν σε μια πιο διάσπαρτη περιοχή, είπε, όχι μόνο στην πολύ κοντινή περιοχή των ίδιων των πλοίων.
Σημασία Τοποθεσίας
Τα δεδομένα αναμεταδοτών πλοίων είναι ακριβά, έτσι ο Peterson μπόρεσε να εξετάσει δεδομένα μόνο από τα παράκτια ύδατα των ΗΠΑ και κοντά. Με τα δεδομένα του EDGAR, μπόρεσε να αποκτήσει μια παγκόσμια εικόνα των ναυτιλιακών λωρίδων. Τα αερολύματα εκπομπών πλοίων οδηγούν στο σχηματισμό νεφών χαμηλών υψομέτρου, όπως τα κοντρόλς αεροπλάνων, που εμφανίζονται πίσω από τα πλοία καθώς κινούνται. Επομένως, αποτελούν πληρεξούσιο για την κίνηση των πλοίων, αν και δεν εμφανίζουν μεμονωμένες τοποθεσίες πλοίων.
«Εισάγετε ένα ψηλό μεταλλικό αντικείμενο όπως αυτό σε ένα τέτοιο περιβάλλον όπου έχετε ήδη ισχυρά ηλεκτρικά πεδία – που θα μπορούσαν ενδεχομένως να προκαλέσουν πρόσθετες αστραπές».
Αυτό το σύνολο δεδομένων έδειξε επίσης ότι οι κεραυνοί ήταν πιο συνηθισμένοι πολύ κοντά σε ναυτιλιακές λωρίδες σε σύγκριση με κοντινές περιοχές με λιγότερη ναυτιλιακή κίνηση—αλλά μόνο στον Κόλπο της Βεγγάλης και στη Θάλασσα της Νότιας Κίνας. Σε άλλες περιοχές, όπως η Ερυθρά Θάλασσα, η Μεσόγειος και η Ανατολική Ακτή των ΗΠΑ, δεν σημειώθηκε αύξηση των κεραυνών κοντά στις ναυτιλιακές λωρίδες.
Ο Peterson είπε ότι πιστεύει ότι ο Κόλπος της Βεγγάλης και η Θάλασσα της Νότιας Κίνας μπορεί να φιλοξενούν σύννεφα που είναι πολύ ηλεκτρισμένα αλλά δεν προκαλούν πολλές κεραυνούς. Τα πλοία θα μπορούσαν να προσφέρουν την πρόσθετη ώθηση για να ανατρέψουν αυτά τα σύννεφα ώστε να παράγουν καυστικά μπουλόνια ηλεκτρικής ενέργειας.
Εν τω μεταξύ, κεραυνοί σε άλλα μέρη, όπως κοντά στην ανατολική ακτή των ΗΠΑ, μπορεί επίσης να προκληθούν από πλοία, αλλά όχι αρκετά συχνά ώστε να αποκαλυφθούν μοτίβα στα δεδομένα WWLLN.
Συνολικά, το 36% των σκαφών με δεδομένα αναμεταδοτών που εξέτασε ο Peterson στη μελέτη του είχαν βιώσει σχεδόν ή δυνητικά άμεσο χτύπημα κεραυνού κατά τη διάρκεια 3 ετών. Μερικά πλοία είχαν δει δεκάδες ή και εκατοντάδες κοντινές αστραπές, όπως αυτές που πλέουν μέσα από θυελλώδη νερά στον Κόλπο του Μεξικού.
«Σαφώς, δεν υπάρχει μια απλή ή άμεση απάντηση».
Αν και το έργο του Peterson δείχνει ότι τα μεταλλικά πλοία πιθανώς να υποκινούν κεραυνούς, επισημαίνει ότι τα αερολύματα πιθανώς παίζουν επίσης ρόλο. Είναι πιθανό ότι τόσο τα αερολύματα από το ντίζελ θαλάσσης όσο και η παρουσία των ίδιων των πλοίων ενισχύουν τους κεραυνούς κοντά στις ναυτιλιακές λωρίδες, αν και οι σχετικές συνεισφορές τους είναι ακόμα ασαφείς.
«Σαφώς, δεν υπάρχει μια απλή ή άμεση απάντηση στο ερώτημα πώς ενισχύονται οι εκκενώσεις κεραυνών πάνω από τα ίχνη του πλοίου», είπε ο Λιου.
Καλύτερα δεδομένα για τη δραστηριότητα των κεραυνών κοντά σε πλοία θα βοηθούσαν να ξεκαθαρίσει το θέμα και, είπε ο Liu, θα ήταν επίσης σημαντικά για τη ναυτιλιακή βιομηχανία. Αν και τα πλοία είναι σχεδιασμένα να διοχετεύουν τους κεραυνούς στο νερό χωρίς να βλάπτουν ανθρώπους, ο εξοπλισμός για το τιμόνι, την πλοήγηση και άλλα μπορεί να καταστραφεί από χτυπήματα, είπε. Γνωρίζοντας πού μπορεί να είναι πιο πιθανό μια αστραπή και τι, αν κάτι, θα μπορούσε να γίνει για να μειωθεί ο κίνδυνος, θα μπορούσε να βοηθήσει στη διατήρηση της ασφάλειας των πλοίων και των ανθρώπων τους.