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硫黄排出規制に伴い、航路上の雷鳴が減少

279日前原文(theconversation.com)

概要

  • Port of Singapore 周辺の海上で 雷活動の増加 が観測された事例
  • 船舶排ガス規制 により雷活動が 半減 した現象の解説
  • エアロゾル粒子 が雲や雷に与える影響の研究進展
  • 人為的な排出物 と気象現象の関連性の新たな知見
  • 今後の 気候変動予測 や人間活動の影響評価への示唆

シンガポール港と雷活動の関係

  • Port of Singapore 周辺の海上航路で 異常に多い雷活動 の観測
  • 船舶の排ガス が発生源となる微小粒子（エアロゾル）による影響
  • 世界最大級の海運交通量 を誇るシンガポール港の特殊性
  • 国際規制 による2020年以降の 硫黄排出量77%削減 の実施
  • 排出規制により 雷発生数が約半減 したことを最新研究で確認

エアロゾル粒子と雲・雷のメカニズム

  • エアロゾル粒子 は雲形成に不可欠な 凝結核 として機能
  • 大気中1リットルあたり数万～数百万個 の粒子存在
  • 雲粒の増加 で浅い雲は明るくなる現象
  • 積乱雲内では 粒子が氷晶化し 雷発生の複雑な要因 に
  • 氷晶同士の衝突 で電荷分離が進み、 雷放電が発生

船舶排出規制と雷活動の変化

  • 大型船舶の重油燃焼 による すす・硫黄粒子 の大量排出
  • 規制後、シンガポール港で 高硫黄燃料の使用率が激減
  • 雷と大気汚染の相関 を説明する複数の仮説
    • 氷晶数や衝突頻度の増加
    • 雲内の電荷分離促進
  • 2020年以降、雷活動が約50%減少 したことを観測
  • 他の要因（El Niño、嵐の頻度変化等）は影響せず
  • 硫黄排出削減 が水滴凝結核の減少をもたらし、 雷活動低下 に直結

今後の課題と展望

  • 雷活動減少＝降水や嵐の減少 とは限らない点に注意
  • エアロゾルが嵐を活性化するのか、雷発生特有の影響なのか未解明
  • 人為的な排出物が地球規模で雷発生頻度を変えた可能性 の検討
  • 雷・降水・雲形成 へのエアロゾル効果理解の深化が今後の課題
  • 気候変動予測精度向上 と人間活動の影響評価への応用期待

参考論文

Hackerたちの意見

煙を含む空気の柱は、硫黄酸化物が含まれている方が、含まれていない場合よりも導電性が高いと思う。雲の中には同じ電位が存在するかもしれないけど、劇的に中和される代わりに、今は一気に消えるんじゃなくて、ゆっくりと散逸しているのかもね :) もっと研究が必要だね。

└

提案されたメカニズムは、雷を減らすんじゃなくて、もっと増やすことになると思う。雷がどのように引き起こされるかに関連していると思うし、導電性による大気の電荷の変化とは関係ないと思う。

└

「同じ電気的ポテンシャルは雲の中にもまだ存在するかもしれないけど、急激に中和されるのではなく、今はゆっくりと消散しているかもしれない。」最初に思ったのは、まるで「ファントムパワー」の消費みたいな感じで、電子同士が広範囲でぶつかり合うプロセスが、極に集中せずに一つの道で突然放電する、つまり雷のように起こるってこと。静電気が乾燥した環境で溜まりやすいのは、湿気のある環境では水分子を通じて電子が均等化しやすいからに似てるね。

└

「同じ電気的ポテンシャルは雲の中にもまだ存在するかもしれない。」この仮説にすぐ飛びつくのはどうかと思うよ。論文ではエアロゾルの密度について言及してるし、硫黄酸化物はH2SO3やH2SO4のような低揮発性化合物を形成して凝縮を促進するんだ。雫の数密度が増えると、雫と空気の間でのトリボエレクトリックな電荷移動が増えるかもしれない。それが雲の中の電気エネルギーを増加させることになるんだ。このメカニズムは、硫黄が地球工学に提案されている理由でもあるけど、硫黄をテルペンに置き換えるバリエーションの方が安全そうだと思う。

└

ちょっと脱線するけど、ボールライトニングの目撃情報が減ってるのって、開放火焰の燃焼（暖炉とか）が減ったせいで大気中の微粒子が減ってるのと関係あるのかな。

とても興味深いけど、この記事はちょっとごちゃごちゃしてるね。船の航路は、一般的にかき混ぜられてるから、ススの有無に関わらず、基準よりも多かれ少なかれ雷が発生すると思ってた。地面の他の部分とは少し違った電位を持ってるからね（この場合は液体の水だし）。研究が測定している変数をちゃんと分離できているのか、ちょっと疑問だな。最初からきれいだったか、掃除されてない「コントロール」航路がどこかにあるはずだよ。それに、空気中に水を含むゴミがたくさんあると、隙間を埋めるのが簡単になるから、これが硫黄の排出や一般的な粒子の影響かどうか、またその程度も不明だね。粒子が凝縮を助けることもよく知られてるし（この記事でも触れられてる）。

└

最初からきれいだったか、掃除されてない「コントロール」航路がどこかにあるはずだ。航路が「治療」グループで、世界の他の場所が「コントロール」グループじゃないの？ 例えば、患者にx mgの硫黄を投与してyの結果が出たとき、硫黄を受けてない患者はzの結果が出た。硫黄の投与をやめたら、全ての患者がzの結果になったってことは、硫黄がyを引き起こしているってことになるよね。

└

この記事のリンクを全部読んでくれたらいいな -- この会話の目的は、著者が関わった研究を参考にしながら一般の人に情報を提供することだから。

└

研究が測定している変数をちゃんと分離できているのか、ちょっと疑問だ。 > 最初からきれいだったか、掃除されてない「コントロール」航路がどこかにあるはずだ。 記事の最初の段落に書いてあるけど、彼らはグローバル雷検出ネットワークを使ってるんだ。これは、まあ、グローバルなものだね。だから、SO2濃度の地図を用意して、航路と非航路を比較すればいい。データが地球全体を含んでいるなら、明示的なコントロールグループは必要ないよ。航路と、航路が少ないまたは全くない似たような地域を比較すればいいからね。雷とSO2は時間によっても変動するから、十分なデータがあれば、こうやって相関を取ることもできるよ。

└

そうだね、硫黄だけが雲の核形成を引き起こすわけじゃないよ。船のバンカーフューエルの精製所は、化学廃棄物を海で燃やすために処分会社と契約を結ぼうとしてたんだ。汚れた燃料には自然のバナジウムがたくさん含まれてるしね。出典：1980年代の私のハウスボート周辺の油流出に関する法廷闘争で、燃料会社が成分の内訳を開示しなきゃいけなかったんだ。

雷だけじゃないみたいだね。SO2は数十年にわたって地球温暖化を隠してきたし、今こうなってる。

└

https://en.wikipedia.org/wiki/Global_dimming 残念ながら、多くの人に誤解されているね。

└

反対票を入れた人へ、私のコメントのどこが気に入らなかったのか教えてほしいな。全然理解できないから。

硫黄が少ないと神々の怒りも少なくなるって、なんか神話的な感じがするね。

└

ゼウスの祭壇を船に置いたらいいんじゃない？

雷って化学反応なの？面白いね。

└

ちょっと違うね。排出物は電気的に導電性の媒介として作用するんだ。言い換えれば、純水や脱イオン水が絶縁体であるのに対して、 tap水は様々な不純物のせいで導電性があるのに似てる。

└

面白いことに、化学反応って電気的な反応（電子の相互作用）なんだよね。だから、両者は同じ根本的な力、つまり電磁気学を通じて媒介されてるって言った方が正確かも。

今、アメリカが衛星ベースの排出モニタリングを廃止してるから、航路上のSO²濃度についての決定的な研究ができなくなってるんだ。以前の仮説的な結論は無視しなきゃいけないね。実際にCO²や水蒸気関連の全体的な熱の増加を増やさずに、成層圏にSO²排出を追加するっていうのは、ちょっと無茶すぎるよ。

これって、硫黄を大気中に注入する地球工学プロジェクトに影響があるのかな。雷が増えるのはちょっと問題ありそうだよね。

└

雷ってオゾンを作るのに役立つんじゃなかったっけ？それに、雷はヒドロキシルイオンを作るのにも貢献して、エアロゾルメタンを変換するのを助けるんだよね。

└

確かに、その計画は通常、全体の大気じゃなくて成層圏に二酸化硫黄を注入することを想定してるよね。あの高さで雷が発生することもあるけど、普通ではないよね。

└

雷が落ちる棒をもっと効率的にする手助けにもなるかも。硫黄を吹き出させるとか。待って、それって火山が噴火するときに雷雲ができる理由を説明してるのかも。

└

雷を利用した発電のアイデアって、なんかすごいのがあるよね？

シンガポールの雷についての経験が一つあるんだ、2020年の規制前の話ね！シンガポールの港のすぐ外で、夜間に燃料補給のために停泊していた船に乗ってたんだけど、異次元の光景を見たんだ。嵐の中、夜遅くに煙デッキにいて、5秒ごとに雷が落ちて、遠くに港が見えて、横殴りの雨が降ってて、周りには巨大な貨物船が何隻もあって、陸地からはモルドールみたいな巨大な炎が上がってた（精製所か何かかな？）。あの狂った雷が硫黄のせいかは分からないけど、今でもその光景は忘れられないよ！