雷暴电场下的植物，叶尖会放电，并制造大量可清洁空气的自由基

科学家们早就注意到，笼罩于高空雷暴电场下的植物的叶尖有可见的微小放电。这些被称为电晕的放电过程有时会以微弱的蓝色火花的形式出现在带电物体周围。

现在，新的研究表明，植物性火花可能正以前所未有的方式改变着周围的空气质量。但这些小型放电对大气的总体影响是好还是坏，我们仍不清楚。

根据8月9日发表在《地球物理研究期刊：大气》上的论文，研究人员在实验室中重建了雷暴产生的电场，并分析了8种植物在各种条件下的电晕。

结果表明，所有的电晕都产生了大量的自由基——含有与其他化合物高度反应的未配对电子的化学物质——可以显著改变周围的空气质量。

宾夕法尼亚州立大学大气科学家、主要研究作者耶拿·詹金斯在声明中说：“虽然人们对这些放电过程的广泛程度知之甚少，但我们估计雷暴下树木上产生的电晕可能会对周围的空气产生重大影响。”

植物电晕释放的两个自由基是羟基 (OH) 和过氧化氢 (HO2)，它们都带负电荷。研究人员对羟基自由基的浓度特别感兴趣，因为它们对空气质量的影响更大。

“羟基自由基有助于许多大气污染物的总大气氧化。”该研究的合著者、宾夕法尼亚州立大学的气象学家威廉·布鲁恩在声明中说。

例如，如果羟基自由基与温室气体(如甲烷)发生反应，那么它可以从大气中去除有害分子并帮助应对气候变化。

但是，如果相同的自由基与氧气发生反应，它会产生臭氧。尽管臭氧在高层大气中发挥着重要作用，但对人类是有毒的。他补充说，这些自由基还可以产生危害空气质量的气溶胶颗粒。

这不是第一次揭示雷暴与羟基自由基之间的联系。

2021 年，由布鲁恩领导的团队发现，闪电是大气中羟基自由基的主要来源。在他们发表在《科学》上的论文中，该团队推测雷暴可能直接造出了大气中多达六分之一的羟基自由基。

9 月，由他领导的另一团队发布了一项后续研究，论文发表在《地球、大气和行星科学》杂志上，它表明电线杆和输电塔等金属物体的电晕产生的羟基自由基水平略高于植物电晕。

然而，植物和人造物体的电晕产生的自由基水平都明显低于直接由闪电产生的自由基。

但詹金斯指出，考虑到闪电多发地区存在大量树木，植物电晕可能代表了一个研究不足的自由基来源，对空气质量具有高度不可预测的影响。

“全球最有可能发生雷暴的地区大约有 2 万亿棵树，并且在任何特定时间都有1800场雷暴。”

因此，研究人员希望继续更详细地研究，以充分了解它们对局部空气质量和全球大气的影响。

“羟基自由基是大气中最重要的清洁剂。”詹金斯说，“因此，更好地了解产生机制，可以让我们更全面地掌握大气中正在发生的事情。”

https://www.sciencealert.com/electric-discharge-from-plants-may-be-changing-air-quality-in-ways-we-didnt-expect