वादळांदरम्यान झाडांमधून विद्युत झळा दिसल्या

वादळ पाठलाग करणाऱ्या प्रयोगातून जंगलातील झळा दिसल्या

पेन स्टेटच्या संशोधकांनी विजेच्या कडकडाटासह आलेल्या वादळादरम्यान झाडांच्या शेंड्यांमधून येणाऱ्या मंद विद्युत झळा टिपल्या आहेत, ज्यामुळे शास्त्रज्ञांनी 70 वर्षांहून अधिक काळ संशयित धरलेली एक नैसर्गिक घटना थेट पाहिली आहे. Science Daily ने Penn State च्या स्रोत साहित्यावर आधारित दिलेल्या अहवालानुसार, या घटनेत corona discharges होते: वादळाने प्रेरित विद्युत-क्षेत्रीय क्रियेमुळे पानांच्या टोकांवर तयार होणारे सूक्ष्म विद्युत झटके.

या पथकाची field campaign जून 2024 मध्ये, छतावरून बाहेर आलेल्या custom telescopic weather instrument सह सुधारित 2013 Toyota Sienna मधून सुरू झाली. प्रयोगशाळेत दिसणारे corona discharges नैसर्गिकरीत्या जंगलातही होतात का हे तपासण्यासाठी पुरेशी तीव्र वादळे शोधत संशोधकांनी पूर्व किनाऱ्यावर मोहीम राबवली.

Corona discharge म्हणजे काय

एखाद्या टोकदार वस्तूभोवती असलेले प्रबळ विद्युत क्षेत्र जवळच्या हवेचे आयनीकरण करते तेव्हा corona discharge होतो. झाडांच्या बाबतीत, पानांची टोके आणि फांद्यांची रचना अशा जागा ठरू शकते जिथे लहान विद्युत स्पंदने तयार होतात. ही झळ फार सूक्ष्म असते आणि ती अल्ट्राव्हायोलेट पट्ट्यात दिसते, त्यामुळे वादळी आकाशाखाली उभ्या असलेल्या व्यक्तीला ती साधारणपणे दिसत नाही.

प्रयोगशाळेत अशा झळा पाहणे सोपे असते, कारण प्रकाशाची पातळी अतिशय नियंत्रित ठेवता येते. Penn State च्या अहवालात म्हटले आहे की coronae जवळजवळ पूर्ण काळ्या हवामान आणि वायुमंडलीय विज्ञान प्रयोगशाळेत खूपच सहज दिसतात. बाहेर, नैसर्गिक प्रकाश आणि वादळाच्या परिस्थितीमुळे त्यांचा शोध लावणे अधिक कठीण होते.

इतका वेळ का लागला

वादळांदरम्यान जंगल कोरोना डिस्चार्ज निर्माण करू शकते, ही कल्पना दशकांपासून चर्चेत होती, पण field confirmation मिळणे कठीण होते. वादळे संशोधनासाठी अवघड मंच आहेत. ती हलतात, बदलतात, विरतात, आणि सुरक्षिततेच्या मर्यादा निर्माण करतात. Penn State संघाने सुरुवातीला Florida निवडले, कारण तिथे उन्हाळ्यात वारंवार वादळे होतात; पण हवामानाने साथ दिली नाही. तीन आठवडे संशोधकांनी अल्पायुषी वादळांचा पाठलाग केला, ती उपयुक्त माहिती मिळण्याआधीच संपून जात होती.

संघ Pennsylvania कडे परतण्याच्या मार्गावर असताना निर्णायक बदल झाला. North Carolina मध्ये परिस्थिती बदलली, जिथे मोठ्या वादळांनी संशोधकांना आवश्यक संधी दिली. परिणामी मिळालेले निरीक्षण, दिलेल्या स्रोत मजकुरानुसार, झाडांच्या शेंड्यांवरून होणाऱ्या नैसर्गिक corona discharges ची पहिली थेट पुष्टी ठरले.

संभाव्य वातावरणीय महत्त्व

ही शोध केवळ झळणाऱ्या झाडांच्या दृश्य आकर्षणापुरती मर्यादित नसू शकते. Science Daily च्या सारांशानुसार, ही विद्युत स्फोटके प्रदूषक मोडून हवा स्वच्छ करण्यास मदत करू शकतात. ही शक्यता या शोधाला केवळ वादळ भौतिकशास्त्राशीच नव्हे, तर वातावरणीय रसायनशास्त्राशीही जोडते.

विद्युत क्रियेच्या वेळी प्रतिक्रियाशील रासायनिक घटक तयार होऊ शकतात. वादळाच्या वेळी जंगलभर corona discharge व्यापक प्रमाणात होत असेल, तर तो जमिनीच्या जवळील हवेच्या रसायनशास्त्रातील पूर्वी कमी लेखला गेलेला एक प्रक्रिया-प्रकार ठरू शकतो. दिलेल्या मजकुरात त्याचा परिणाम किती मोठा असेल हे मोजलेले नाही, त्यामुळे सध्या जंगल हे वादळकाळातील मोठे हवा-शुद्धीकरण केंद्र आहे असे म्हणणे घाईचे ठरेल. पण हे निरीक्षण संशोधकांना प्रयोगशाळेतील गृहितकाऐवजी प्रत्यक्ष नैसर्गिक प्रक्रिया मोजण्याची संधी देते.

नवे मापन-समस्या

आता घटना दिसून आल्यावर पुढचे आव्हान म्हणजे तिचा आवाका समजून घेणे. ही डिस्चार्ज किती वेळा होतात, कोणत्या झाडांच्या प्रजाती आणि canopy संरचना त्यांना सहज निर्माण करतात, कोणत्या वादळी परिस्थिती त्यांना चालना देतात, आणि त्यांचे रासायनिक परिणाम मोठ्या क्षेत्रांमध्ये अर्थपूर्ण आहेत का, हे शास्त्रज्ञांना ठरवावे लागेल. field measurements मध्ये corona-जन्य रसायनशास्त्राला वीज, पाऊस, वारा आणि पार्श्वभूमी प्रदूषणापासून वेगळे करावे लागेल.

उपकरणांचा प्रश्नही साधा नाही. संशोधकांना तेजस्वी, गतिमान आणि विद्युतदृष्ट्या सक्रिय वातावरणात मंद अल्ट्राव्हायोलेट संकेत टिपावे लागतात. म्हणूनच संघाचे storm-chasing सेटअप महत्त्वाचे आहे. स्थिर केंद्रे चुकवू शकतात अशा घटनांना mobile, targeted observation उलगडू शकते, हे यातून दिसते.

ही शोध वेगळी का ठरते

हा निष्कर्ष परिचित वातावरणातही मूलभूत भौतिक प्रक्रिया लपलेल्या असू शकतात, याची आठवण करून देतो. वादळांदरम्यान जंगल ही नेहमीची दृश्ये असली, तरी पानांच्या टोकांवरील विद्युत वर्तन नियंत्रित प्रयोगांबाहेर सिद्ध करणे कठीण होते. निसर्गात या झळा नोंदवून Penn State च्या संशोधकांनी दीर्घकालीन संशयाला निरीक्षणक्षम वातावरणीय प्रक्रियेत रूपांतरित केले आहे.

ही शोध जंगल आणि वातावरण यांच्यातील परस्पर संबंधांची आणखी एक पातळी जोडते. झाडे वायूंची देवाणघेवाण करतात, सेंद्रिय संयुगे सोडतात, पाऊस अडवतात, वाऱ्याचा प्रवाह बदलतात, स्थानिक हवामानावर परिणाम करतात. corona discharge सूचित करतो की ते वादळकाळातील विद्युत रसायनशास्त्रात थेट भागही घेऊ शकतात. त्यामुळे वादळाखालील जंगल हे निष्क्रिय पार्श्वभूमी नसून, वादळाच्या पर्यावरणाचाच भाग आहे.

हा लेख Science Daily च्या वार्तांकनावर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.