Вплив грози на склад та якість повітря

Гроза є важливим природним механізмом самоочищення атмосфери. У більшості випадків після неї повітря стає чистішим за рахунок вимивання твердих частинок сажі та диму, зменшення вмісту пилу та алергенів, а також активізації атмосферних хімічних реакцій. Разом з тим, блискавки утворюють оксиди азоту та молекули озону, тому їх вплив не можна вважати виключно позитивним. Це є класичним прикладом двоїстого ефекту: гроза виступає одночасно як потужний «пилосос» (очисник) та як хімічний реактор (генератор забруднювачів). Далі більш конкретно розберемо всі позитивні та негативні сторони цього метеорологічного явища.

У якості найбільш очевидного позитивного ефекту грози є очищення нижніх шарів атмосфери від аерозольних частинок (PM2.5, PM10), сажі, пилу та розчинних газів (наприклад, аміаку). Це призводить до різкого та значного зниження зважених часточок у приземному шарі атмосфери. Саме тому відразу після сильної грозової зливи повітря здається чистішим. Крім того, грозові хмари виникають за рахунок процесу конвекції. Конвективні рухи повітря забезпечують інтенсивне перемішування різних шарів повітря, за рахунок чого з приземного шару на висоту у кілька кілометрів піднімаються різні забруднюючі компоненти та пилок, які зазвичай провокують алергічні реакції у багатьох людей.

В той же час, оскільки температура розрядів блискавки становить близько 30000 °С, вона виступає каталізатором різних хімічних реакцій у атмосфері, які не завжди позитивно впливають на наш організм. Наприклад, блискавка розриває міцний зв'язок молекул азоту (N₂) і кисню (O₂) у повітрі, утворюючи оксид азоту (NO) і діоксид азоту (NO₂). Спільно вони позначаються як NOx. У присутності сонячного світла та вуглеводнів (які завжди присутні у повітрі міст у тій чи іншій мірі) цей «грозовий» NOx вступає у фотохімічні цикли, що призводить до різкого зростання концентрації приземного озону (O₃) — одного з найнебезпечніших газових компонентів для дихальної системи. Тут важливо розуміти, що стратосферний озон, який знаходиться на висотах 22 – 27 км, захищає біосферу від шкідливого впливу жорсткого ультрафіолетового випромінювання. А ось приземний озон є токсичним для живих організмів під час вдихання. Втім, ті концентрації приземного озону, які виникають після грози, надзвичайно малі, тому як правило, помітним чином не відбиваються на нашому здоров'ї.

Грози також генерують потужні окисники (OH-радикали). На відміну від озону, OH-радикали відіграють позитивну роль: вони запускають процеси окислення та розпаду стійких органічних забруднювачів (включно з метаном), прискорюючи природне самоочищення атмосфери.

У медицині відоме ще таке поняття, як «грозова астма». Перед сильною грозою пилок рослин та спори грибів можуть руйнуватися на дуже дрібні фракції, які легше проникають глибоко у легені. У поєднанні з рвучким вітром це іноді призводить до масових загострень астми у чутливих людей. Найбільш відомим випадком цього явища стала «епідемія грозової астми» у Мельбурні (Австралія) у 2016 році, коли сотні людей потрапили в реанімацію після тривалого періоду інтенсивних гроз.

В цілому ж, причини того, що повітря після грози відчувається нами як більш свіже, полягають відразу в кількох факторах, а саме:

• Відбувається зниження кількості пилу та аерозолів;
• Зменшується концентрація алергенів;
• Зростає вологовміст повітря;
• Посилюється перемішування повітряних шарів;
• Виникає деяка кількість молекул озону;
• Підвищується концентрація летючих органічних сполук, що виділяються рослинами після дощу (той самий петрикор - характерний запах вологої землі).