Åskväder direkt ovanför två av världens mest trafikerade fartyg är betydligt kraftfullare än stormar i områden i havet där fartyg inte färdas, enligt ny forskning.

En ny studie som kartlägger blixten runt om i världen finner att blixtnedslag inträffar nästan dubbelt så ofta direkt ovanför hårt trafikerade sjöfartsspår i Indiska oceanen och Sydkinesiska havet än vad de gör i områden i havet intill sjöfartsled som har liknande klimat.

Skillnaden i blixtaktivitet kan inte förklaras av väderförändringar, enligt studiens författare, som drar slutsatsen att aerosolpartiklar som släpps ut i fartygets avgaser förändrar hur stormmoln bildas över havet.

Den nya studien är den första som visar att fartygsavgaser kan förändra åskstormens intensitet. Forskarna drar slutsatsen att partiklar från fartygsavgaser gör molndroppar mindre, lyfter dem högre i atmosfären. Detta skapar fler ispartiklar och leder till fler blixtnedslag.

Resultaten ger några av de första bevisen på att människor förändrar molnbildning på nästan kontinuerlig basis, snarare än efter en specifik incident som en löpeld, enligt författarna. Molnbildning kan påverka regnmönster och förändra klimatet genom att ändra hur mycket solljus moln reflekterar till rymden.

"Det är ett av de tydligaste exemplen på hur människor faktiskt förändrar intensiteten i stormprocesser på jorden genom utsläpp av partiklar från förbränning, "sa Joel Thornton, en atmosfärisk forskare vid University of Washington i Seattle och huvudförfattare till den nya studien i Geofysiska forskningsbrev , en tidskrift för American Geophysical Union.

"Det är första gången vi har, bokstavligen, en rökpistol, visar över orörda havsområden att blixtmängden mer än fördubblas, "sa Daniel Rosenfeld, en atmosfärisk forskare vid hebreiska universitetet i Jerusalem som inte var kopplad till studien. "Studien visar, mycket entydigt, förhållandet mellan antropogena utsläpp - i detta fall från dieselmotorer - på djupa konvektiva moln. "

Kartläggning av blixtar och avgaser

Alla förbränningsmotorer avger avgaser, som innehåller mikroskopiska partiklar av sot och föreningar av kväve och svavel. Dessa partiklar, känd som aerosoler, bilda rök och dis som är typiska för stora städer. De fungerar också som molnkondensationskärnor - fröna på vilka moln bildas. Vattenånga kondenserar runt aerosoler i atmosfären, skapa droppar som utgör moln.

Lastfartyg som passerar oceanen avger avgaser kontinuerligt och forskare kan använda fartygsavgaser för att bättre förstå hur aerosoler påverkar molnbildning.

I den nya studien, medförfattare Katrina Virts, en atmosfärisk forskare vid NASA Marshall Space Flight Center i Huntsville, Alabama, analyserade data från World Wide Lightning Location Network, ett nätverk av sensorer som lokaliserar blixtnedslag över hela världen, när hon märkte en nästan rak linje av blixtnedslag över Indiska oceanen.

Virts och hennes kollegor jämförde blixtens platsdata med kartor över fartygs avgasrör från en global databas över fartygsutsläpp. När man tittar på platserna för 1,5 miljarder blixtnedslag från 2005 till 2016, laget hittade nästan dubbelt så många blixtnedslag i genomsnitt över stora rutter fartyg tar över norra Indiska oceanen, genom Malackasundet och in i Sydkinesiska havet, jämfört med angränsande områden i havet som har liknande klimat.

Mer än $ 5 biljoner världshandel passerar genom Sydkinesiska havet varje år och nästan 100, 000 fartyg passerar ensam genom Malackasundet. Blixt är ett mått på stormintensitet, och forskarna upptäckte ökningen i blixten åtminstone så långt tillbaka som 2005.

"Allt vi behövde göra var att göra en karta över var blixten förstärktes och en karta över var fartygen färdades och det var ganska uppenbart bara från båda platsernas samlokalisering att fartygen på något sätt var involverade i att förbättra blixtnedslag, Sa Thornton.

Bildar molnfrön

Vattenmolekyler behöver aerosoler för att kondensera till moln. Där atmosfären har få aerosolpartiklar - över havet, till exempel - vattenmolekyler har färre partiklar att kondensera runt, så molndroppar är stora.

När fler aerosoler tillsätts i luften, som från fartygets avgaser, vattenmolekyler har fler partiklar att samla runt. Fler molndroppar bildas, men de är mindre. Att vara lättare, dessa mindre droppar reser högre in i atmosfären och fler av dem når fryslinjen, skapa mer is, vilket skapar fler blixtar. Stormmoln blir elektrifierade när ispartiklar kolliderar med varandra och med ofriade droppar i molnet. Blixt är atmosfärens sätt att neutralisera den uppbyggda elektriska laddningen.

Fartyg bränner smutsigare bränslen i det öppna havet bort från hamnen, spy mer aerosoler och skapar ännu mer blixtar, Sa Thornton.

"Jag tycker att det är en riktigt spännande studie eftersom det är det mest solida beviset jag har sett att aerosolutsläpp kan påverka djupa konvektiva moln och intensifiera dem och öka deras elektrifiering, "sa Steven Sherwood, en atmosfärisk forskare vid University of New South Wales i Sydney som inte var kopplad till studien.

"Vi släpper ut mycket saker i atmosfären, inklusive mycket luftföroreningar, partiklar, och vi vet inte vad det gör med moln, "Sa Sherwood." Det har varit en enorm osäkerhet länge. Denna studie löser inte det, men det ger oss en fot i dörren för att kunna testa vår förståelse på ett sätt som kommer att ta oss ett steg närmare att lösa några av de större frågorna om vilka några av de allmänna effekterna av våra utsläpp på moln. "