閃電不只是一場氣候景觀 研究：釋放污染物還會形成臭氧

【文‧黃嬿】

最近中南部大雨經常伴隨炸裂天空的閃電，最近科學家才發現，閃電不只是夏季暴風雨期間天空中一道耀眼的閃光，它還是令人驚訝的空氣污染源，每次雷擊都會產生汽車廢氣中也有的氮氧化物，還會形成臭氧，影響空氣品質。

美國馬里蘭大學的研究人員，透過 NASA 一顆名為 TEMPO 的高功率衛星，開始捕捉閃電對空氣的影響。TEMPO 衛星在距離地球 3.5 萬公里的高空觀測地球。通常情況下每小時追蹤一次空氣污染，但在 2025 年 6 月下旬的幾天裡，研究人員進行一項特殊實驗，讓 TEMPO 衛星每 10 分鐘收集一次數據，來追蹤橫跨美國東部的雷暴。

這麼做為科學家提供一個難得的機會，可以捕捉雷暴的動態。研究人員表示，這是第一次以如此短的時間頻率進行此類研究，主要原因是雷暴發展迅速，通常在一小時內形成、增強之後就消亡，短間隔觀測，能讓他們更了解雷暴期間的實際情況。

同時，研究小組使用美國國家海洋和大氣管理局 (NOAA) 的地球靜止閃電測繪衛星儀器的數據，來計算閃電發生的次數，可以更準確了解暴風雨期間每次閃電會產生多少二氧化氮，以及二氧化氮會在暴風雨後持續多久。

閃電熱能分解氮氧分子

結果發現，當閃電擊中時，會產生強烈的熱量，足以分解空氣中的氮和氧分子，這些碎片重新結合成氮氧化物，與汽油或柴油燃燒產生的氣體相同。這些氣體有助於形成臭氧，而臭氧在近地面區域可能造成危害。

經過計算，全球範圍內，閃電排放到大氣中的氮氧化物總量佔總氮氧化物的 10~15%，雖然人類活動造成的污染更嚴重，但重要的是，閃電在更高的海拔釋放氮氧化物，可以更有效催化臭氧的生成，因此具有更強的暖化效應。

高空臭氧污染

研究解釋，汽車廢氣將污染物排放到地面附近，直接影響我們呼吸的空氣，而閃電會在大氣層高處引發污染，正是臭氧層最能吸收熱量、導致地球暖化的地方。

此外，閃電釋放的氣體不會只停留在周圍，而是會擴散，沿著長長的「流動空氣傳送帶」傳播，影響遠離風暴最初發生地的空氣品質。臭氧是煙霧的主要成分，當高空臭氧藉助流動的氣流下降到地面，可能引發人類氣喘和其他呼吸系統疾病。

夏天更高的氣溫，會加速臭氧的生成，使閃電的影響更加強烈。研究估計，閃電對夏季氣候的影響與人為產生的氮氧化物相當。但閃電也會產生一些有益的物質，羥基自由基，這些微小分子就像地球的清潔工，可以分解甲烷等有害氣體。

研究人員表示，這些資訊將幫助科學家改進現有的氣候模型，也能讓氣象學家在預測地區暴風雨期間和暴風雨後的空氣品質時，有更全面的理解。

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