Para peneliti dari USTC telah mengungkap bagaimana intensitas konveksi mendorong pelepasan corona di puncak awan badai petir.
Sebuah tim peneliti dari Universitas Sains dan Teknologi Tiongkok (USTC), yang dipimpin oleh Profesor Jiuhou Lei dan Baoyou Zhu, serta Profesor Madya Feifan Liu, telah mencapai kemajuan besar dalam mengungkap mekanisme yang mendorong pelepasan muatan corona di puncak awan badai petir— sebuah fenomena penting bagi kimia atmosfer bumi.
Temuan mereka dipublikasikan di jurnal bergengsi Komunikasi Alam pada tanggal 26 Agustus, memperkenalkan model konseptual baru yang dapat membentuk kembali pemahaman kita tentang pelepasan listrik di ketinggian ini.
Pelepasan muatan corona, sering terlihat sebagai kilatan biru di dekat puncak badai petir, memainkan peran penting dalam mentransfer energi dan material dari troposfer ke stratosfer. Pelepasan ini, terutama peristiwa bipolar sempit (NBEs), mempengaruhi tingkat gas rumah kaca seperti nitrogen oksida dan ozon di stratosfer, sehingga mempengaruhi keseimbangan radiasi bumi.
Peristiwa Bipolar Sempit (NBE) adalah jenis pelepasan petir yang intens dan berenergi tinggi yang ditandai dengan pulsa elektromagnetik berdurasi sangat pendek. Sambaran ini berbeda dari sambaran petir pada umumnya karena lebar waktunya yang sempit, seringkali hanya berlangsung beberapa mikrodetik. NBE terjadi di dataran tinggi saat badai petir dan berhubungan dengan medan listrik yang kuat.
NBE diklasifikasikan menjadi dua jenis: NBE positif, yang berasal dari lapisan muatan positif atas badai petir, dan NBE negatif, yang berasal dari lapisan muatan negatif bawah. Mereka dianggap sebagai sumber gelombang radio alami paling kuat di atmosfer bumi karena medan listriknya yang kuat dan radiasi frekuensi tinggi.
Para peneliti mempelajari NBE untuk lebih memahami inisiasi petir, dinamika badai petir, dan listrik di atmosfer.
Tantangan dalam Memahami Pelepasan Corona
Para ilmuwan pernah mengira pelepasan muatan di puncak awan disebabkan oleh ketidakseimbangan muatan yang disebabkan oleh petir konvensional. Namun, mengamati peristiwa-peristiwa ini merupakan suatu tantangan karena tutupan awan dan hamburan Rayleigh, sehingga pemicu pastinya tidak jelas dan memicu minat ilmiah yang berkelanjutan.
Dengan menggunakan sistem pendeteksi petir canggih berbasis darat, tim peneliti mempelajari NBE selama terjadi topan di sepanjang garis pantai Tiongkok. Mereka menemukan persaingan polaritas yang kuat antara berbagai jenis NBE di puncak awan. NBE positif terutama terjadi selama fase pengangkatan konvektif di puncak awan yang melampaui batas, sedangkan NBE negatif lebih sering terjadi selama fase aliran bawah konvektif, biasanya terkait dengan bulu cirrus di stratosfer bawah.
Pengamatan ini menghasilkan model baru yang mengusulkan bahwa kekuatan konveksi menentukan ketinggian lapisan awan bermuatan, yang pada gilirannya mengontrol pelepasan puncak awan. Terobosan ini meningkatkan pemahaman tentang cara kerja pelepasan muatan di puncak awan dan dampaknya terhadap kimia stratosfer, sehingga membuka jalan bagi penelitian lebih lanjut mengenai peran badai petir dalam proses atmosfer.
Referensi: “Transisi polaritas peristiwa bipolar sempit di puncak awan petir yang mencapai stratosfer bawah” oleh Feifan Liu, Torsten Neubert, Olivier Chanrion, Gaopeng Lu, Ting Wu, Fanchao Lyu, Weitao Lyu, Christoph Köhn, Dongshuai Li, Baoyou Zhu dan Jiuhou Lei , 26 Agustus 2024, Komunikasi Alam.
DOI: 10.1038/s41467-024-51705-y
