Na fiks gebliksem is atmosfeer weer schoon




Tijdens onweersbuien ontstaan veel meer reactieve moleculen in de lucht dan atmosfeerchemici hadden gedacht. Dit blijkt uit metingen die Amerikaanse onderzoekers donderdag in Science publiceerden. Ze vlogen in een vliegtuig vol geavanceerde meetapparatuur dichtbij onweerswolken, waarbij ze de hoeveelheid maten van dit soort moleculen die relatief makkelijk een reactie aangaan met andere moleculen in hun omgeving. Allerlei gassen, waaronder het broeikasgas methaan (CH4), reageren met deze moleculen en verdwijnen zo uit de atmosfeer. De metingen kunnen daarmee belangrijk zijn om klimaatmodellen bij te stellen.De temperatuur rondom een bliksemschicht kan oplopen tot 30,000 °C. Bliksem bevat daarmee genoeg energie om de stevige bindingen tussen atomen te splitsen. Uit zuurstof (O2) en stikstof (N2) kan dan stikstofmonoxide (NO) ontstaan. Tot nu toe was het idee dat stikstofoxiden uiteindelijk leiden tot productie van andere reactieve moleculen zoals ozon (O2) en het hydroxyl-radicaal (OH). Deze moleculen ‘reinigen’ de atmosfeer. Het zijn oxidatoren: ze hebben de neiging om elektronen van andere moleculen, reductoren, op te nemen. Die elektronenoverdracht gaat dan gepaard met een chemische reactie. Bovendien zijn de hydroxylmoleculen in de atmosfeer instabiele radicalen: ze hebben een elektron te weinig. Waar in stabielere moleculen elektronen in paren voorkomen, zullen radicalen snel reageren met moleculen om weer een elektronenpaar te kunnen vormen. Zo oxideert een hydroxylradicaal bijvoorbeeld het broeikasgas methaan, waarbij het minder sterke broeikasgas koolstofdioxide (CO2) ontstaat. Door dit mechanisme heeft methaan in de atmosfeer een levensduur van ongeveer tien jaar. Onweer in ColoradoDat de hydroxylradicalen ook direct tijdens onweersbuien ontstaan was niet eerder gezien. De onderzoekers bestudeerden gegevens die negen jaar geleden verzameld werden. In juni 2012 vlogen ze in een NASA DC-8 vliegtuig boven de staat Colorado. In het vliegtuig zat apparatuur waarmee ze bijna honderd verschillende moleculen in de atmosfeer konden meten. Ze vlogen via een ingaande luchtstroom een zogeheten cumulonimbus binnen – een zeer hoge en dichte onweerswolk–, bogen af naar boven, en deden metingen bij een uitgaande luchtstroom. Nog geen seconde na twee op camera zichtbare bliksemflitsen, maten de onderzoekers ‘extreme hoeveelheden’ van hydroxylradicalen. Het gaat om concentraties die bijna vijf maal hoger liggen dan ooit eerder gemeten in de atmosfeer. De onderzoekers maten de hydroxylradicalen niet alleen rond zichtbare flitsen, maar ook rondom elektrische ontladingen die voor camera en menselijk oog onzichtbaar zijn.Volgens de auteurs zijn de door bliksem gegenereerde radicalen verantwoordelijk voor 2 tot 16 procent van de totale reiniging van de atmosfeer – een schatting met aanzienlijke onzekerheid. Het is bijvoorbeeld onduidelijk of de productie van hydroxylradicalen uniek is voor dit specifieke type wolken, of dat het ook gebeurt in veel talrijkere tropische onweerswolken.Niet zonder gevaarMaarten Krol, hoogleraar Luchtkwaliteit en Atmosferische Chemie aan de Wageningen UR, vindt het een „interessante studie”, met relevante informatie voor klimaatmodellen. „Deze studie kan een discrepantie tussen modellen en metingen verklaren. Het geeft aan dat dit soort processen in modellen ingebouwd moeten worden.” Daarnaast prijst hij de studie om de technische uitvoering. „Zo dichtbij onweerswolken vliegen is niet zonder gevaren. De beweging in zo’n storm is enorm. Het is spannend dat het gelukt is om dat te doen.”En is het goed nieuws, dat er meer reinigende moleculen in de lucht zitten dan gedacht? Niet direct, denkt Krol. „De oxidatiecapaciteit van de atmosfeer is hierdoor niet veranderd. Dit proces heeft altijd al plaatsgevonden.” De auteurs van de studie zijn het daarmee eens: het onderzoek laat eerder zien dat hydroxylradicalen minder ontstaan via reacties die continu in de atmosfeer plaatsvinden, terwijl een ander mechanisme juist méér verantwoordelijk is. De studie brengt mogelijk weer wel goed nieuws voor in de toekomst. Naarmate het klimaat opwarmt, zullen onweersbuien steeds vaker voorkomen. Het is aannemelijk dat de schoonmakende werking van radicalen in de atmosfeer dan een wat grotere rol gaan spelen, voorspellen de auteurs.

Written by 

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *