Влияние грозы на состав и качество воздуха

Гроза является важным природным механизмом самоочистки атмосферы. В большинстве случаев после неё воздух становится чище за счет вымывания твёрдых частиц сажи и дыма, уменьшения содержания пыли и аллергенов, а также активизации атмосферных химических реакций. Вместе с тем, молнии образуют оксиды азота и молекулы озона, поэтому их влияние нельзя считать исключительно положительным. Это является классическим примером двойственного эффекта: гроза выступает одновременно как мощный «пылесос» (очиститель) и как химический реактор (генератор загрязнителей). Далее более конкретно разберём все положительные и отрицательные стороны.

В качестве наиболее очевидного положительного эффекта грозы является очищение нижних слоёв атмосферы от аэрозольных частиц (PM2.5, PM10), сажи, пыли и растворимых газов (например, аммиака). Это приводит к резкому и значительному снижению взвешенных частиц в приземном слое атмосферы. Именно поэтому сразу после сильного грозового ливня воздух кажется более чистым. Кроме того, грозовые облака возникают за счёт процесса конвекции. Конвективные движения воздуха обеспечивают интенсивное перемешивание различных слоёв воздуха, за счёт чего из приземного слоя на высоту в несколько километров поднимаются различные загрязняющие компоненты и пыльца, которые обычно провоцируют аллергические реакции у многих людей.

В то же время, поскольку температура разрядов молнии составляет около 30000 °С, то она вызывает различные химические реакции в атмосфере, которые не всегда положительно действуют на наш организм. К примеру, молния разрывает прочную связь молекул азота (N₂) и кислорода (O₂) в воздухе, образуя оксид азота (NO) и диоксид азота (NO₂). В совокупности они обозначаются как NOx. В присутствии солнечного света и углеводородов (которые всегда присутствуют в воздухе городов в той или иной степени) этот «грозовой» NOx вступает в фотохимические циклы, что приводит к резкому росту концентрации приземного озона (O₃) — одного из самых опасных газовых компонент для дыхательной системы. Здесь важно понимать, что стратосферный озон, находящийся на высотах 22 – 27 км защищает биосферу от вредного воздействия жёсткого ультрафиолетового излучения. А вот приземный озон является токсичным для живых организмов при вдыхании. Впрочем, те концентрации приземного озона, которые возникают после грозы чрезвычайно малы, поэтому как правило, заметным образом не отражаются на нашем здоровье.

Грозы также генерируют мощные окислители (OH-радикалы). В отличие от озона, OH-радикалы играют положительную роль: они запускают процессы окисления и распада стойких органических загрязнителей (включая метан), ускоряя естественное самоочищение атмосферы.

В медицине известно ещё такое понятие, как «грозовая астма». Перед сильной грозой пыльца растений и споры грибов могут разрушаться на очень мелкие фракции, которые легче проникают глубоко в легкие. В сочетании с порывистым ветром это иногда приводит к массовым обострениям астмы у чувствительных людей. Наиболее известным случаем этого явления стала «эпидемия грозовой астмы» в Мельбурне (Австралия) в 2016 году, когда сотни людей угодили в реанимацию после периода интенсивных гроз.

В целом же, причины того, что воздух после грозы ощущается нами как более свежий, заключаются сразу в нескольких факторах, а именно:

• Происходит снижение количества пыли и аэрозолей;
• Уменьшается концентрация аллергенов;
• Возрастает влагосодержание воздуха;
• Усиливается перемешивание воздушных масс;
• Присутствует некоторое количество молекул озона;
• Повышается количество летучих органических соединений, выделяемых растениями после дождя (тот самый петрикора — характерный запах влажной земли).