Manfaat Petir untuk Membersihkan Atmosfer

History penelitian “Awalnya, peneliti melihat sinyal OH dan HO2 besar yang ditemukan di awan dan menganggap terjadi kesalahan pada alat instrument” kata William H. Brune, profesor meteorologi terkemuka di Penn State.

Lalu Data yang berasal dari instrumen pesawat yang terbang di atas Colorado dan Oklahoma pada tahun 2012 untuk tujuan melihat perubahan kimiawi yang dihasilkan badai petir dan petir ke atmosfer, dianggap sebagai kesalahan lalu di simpan.

Tetapi beberapa tahun yang lalu, Brune kembali memeriksa data tersebut dan melihat bahwa sinyalnya benar-benar hidroksil dan hidroperoksil, dan lalu kemudian brune menganalisis ulang dengan seorang mahasiswa pascasarjana untuk melihat apakah sinyal-sinyal ini dapat dihasilkan oleh percikan api seperti petir dan pelepasan tak terlihat di laboratorium.

Hasilnya, kami dapat menghubungkan sinyal besar yang terlihat oleh instrumen kami yang terbang melalui awan badai petir dengan pengukuran petir yang dilakukan dari tanah.”

Para peneliti melaporkan hasil mereka secara online pada 29 April 2021 di Science First Release dan Journal of Geophysical Research – Atmospheric.

Brune mencatat bahwa pesawat menghindari terbang melalui inti badai yang naik dengan cepat karena berbahaya, tetapi dapat mengambil sampel landasan, bagian atas awan yang menyebar ke arah luar ke arah angin. Petir yang terlihat terjadi di bagian landasan dekat inti badai.

“Sepanjang sejarah, orang hanya tertarik pada petir karena apa yang bisa mereka lakukan di darat,” kata Brune. “Sekarang minat terhadap pelepasan listrik yang lebih lemah dalam badai petir yang menyebabkan sambaran petir meningkat.”

Kebanyakan petir tidak pernah menyambar tanah, dan kilat yang tetap di awan sangat penting untuk mempengaruhi ozon, dan gas rumah kaca. Diketahui bahwa petir dapat memecah air untuk membentuk hidroksil dan hidroperoksil, tetapi proses ini belum pernah diamati sebelumnya pada badai petir.

Yang membingungkan tim Brune pada awalnya adalah bahwa instrumen mereka merekam hidroksil dan hidroperoksil tingkat tinggi di area awan di mana tidak ada petir yang terlihat dari pesawat atau tanah. Eksperimen di laboratorium menunjukkan bahwa arus listrik yang lemah, jauh lebih tidak berenergi dibandingkan petir yang terlihat namun dapat menghasilkan komponen yang sama.

Para peneliti menemukan hidroksil dan hidroperoksil di daerah dengan petir tak terlihat, mereka menemukan sedikit bukti ozon dan tidak ada bukti oksida nitrat yang membutuhkan petir terlihat untuk terbentuk. Menurut peneliti Jika petir subvisible terjadi secara rutin, maka hidroksil dan hidroperoksil yang diciptakan oleh peristiwa listrik ini perlu dimasukkan dalam model atmosfer.

Menurut para peneliti, “OH (hidroksil) yang ditimbulkan petir di semua badai yang terjadi secara global dapat bertanggung jawab atas oksidasi OH atmosfer global yang sangat tidak pasti tetapi substansial 2% hingga 16%.”

“Hasil ini sangat tidak pasti, sebagian karena kami tidak tahu bagaimana pengukuran ini berlaku untuk seluruh dunia,” kata Brune. “Kami hanya terbang di atas Colorado dan Oklahoma. Sebagian besar badai petir terjadi di daerah tropis. Seluruh struktur badai dataran tinggi berbeda dengan di daerah tropis. Jelas kami membutuhkan lebih banyak pengukuran pesawat untuk mengurangi ketidakpastian ini.”

Peneliti lain di Penn State termasuk Patrick J. McFarland, sarjana; David O. Miller, penerima doktor; dan Jena M. Jenkins, kandidat doktor, semuanya dalam meteorologi dan ilmu atmosfer.

Juga yang mengerjakan proyek tersebut adalah Eric Bruning, profesor ilmu atmosfer, Texas Tech University; Sean Waugh, ahli meteorologi penelitian, dan Donald MacGorman, ilmuwan peneliti senior, keduanya di NOAA National Severe Storm Laboratory; Xinrong Ren, ilmuwan fisik, Laboratorium Sumber Daya Udara NOAA; Jingqiu Mao, asisten profesor kimia atmosfer, Universitas Alaska; dan Jeff Peischl, asisten peneliti profesional senior, Institut Koperasi untuk Penelitian Ilmu Lingkungan, Universitas Colorado, Boulder.

Penelitian ini didukung oleh National Science Foundation, NASA, dan National Oceanic and Atmospheric Administration.

Jurnal Referensi:

• W. H. Brune, P. J. McFarland, E. Bruning, S. Waugh, D. MacGorman, D. O. Miller, J. M. Jenkins, X. Ren, J. Mao, J. Peischl. Extreme oxidant amounts produced by lightning in storm clouds. Science, 2021; eabg0492 DOI: 10.1126/science.abg0492
• Jena M. Jenkins, William H. Brune, David O. Miller. Electrical Discharges Produce Prodigious Amounts of Hydroxyl and Hydroperoxyl Radicals. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 2021; DOI: 10.1029/2021JD034557