С незапамятных времён яркие вспышки в грозовом небе порождали любопытство и страх в человеческих сердцах. Каждую секунду в разных уголках Земли сверкают десятки молний, однако непредсказуемая природа делает их очень сложными в изучении. К счастью, развитие аэрокосмической отрасли способствует расширению наших познаний об атмосферных электрических зарядах. Комплекс спутникового оборудования позволил учёным создать обширную карту электрической грозовой активности, фиксируемой на Земле.
С 1990-х годов учёные начали оборудовать космические спутники специальными сенсорами, которые позволили исследователям земной атмосферы измерить глобальное распределение молний и визуализировать эти данные в виде карт. Одна из первых таких карт была опубликована в 2001 году. В её основу легли данные с OTD – оптического детектора переходных процессов, которым был оборудован коммерческий спутник OrbView 1, а также с грозоотметчика LIS, установленного на спутнике NASA TRMM. Спустя два десятилетия на земной орбите появился второй сенсор LIS, который установили на борту МКС в 2017 году. Данный прибор уже помог учёным в создании более актуальных и качественных карт молний.
Недостатком ранних карт электрической грозовой активности была ограниченность тропическими зонами из-за особенностей орбиты спутника TRMM. Для восполнения пробела статистики молний в более высоких широтах учёные были вынуждены обращаться к менее точным и устаревшим данным со спутника OrbView 1. Новая карта охватывает период с 1995 по 2020 год, учитывая данные со всех доступных спутников. Благодаря датчику LIS на борту МКС она отображает молнии, формирующиеся вплоть до 55° северной и южной широты, включая большую часть территорий Канады и Патагонии. Несомненным преимуществом использования спутниковых данных является широкая зона покрытия и отсутствие пробелов над океанами или труднодоступными участками суши, что свойственно наземным системам. Кроме того, имея данные об электрической грозовой активности за период с 1990-х годов по настоящее время, исследователи могут отслеживать закономерности феномена и их изменения в долгосрочной перспективе.
Ещё одним важным нововведением является возможность отслеживать поведение молний в пространстве. Прежде природные электрические заряды фиксировали как вспышки, ограниченные единственной точкой в системе координат. Совмещение данных сразу с нескольких спутников добавило новую грань в изучение явления. По словам Майкла Питерсона из Лос-Аламосской национальной лаборатории, разряды молний способны распространяться не только вертикально от облаков к земле, но и горизонтально. Более того, некоторые такие вспышки называются мегамолниями, которые могут простираться в горизонтальной плоскости на многие километры. В частности, протяжённость самой длинной беспрерывной мегамолнии, зафиксированной в Бразилии в 2018 году, составила 709 ± 8 километров.
Сводка спутниковых данных также позволила учёным официально выделить точки самой высокой плотности электрической грозовой активности в мире. Абсолютным лидером является место, где река Кататумбо впадает в озеро Маракайбо, расположенное на севере Венесуэлы. Из-за географических особенностей данного региона среднее количество молний здесь достигает 389 в день. В этом месте тёплый карибский воздух встречается с холодными ветрами, приходящими со стороны Анд, образуя идеальные условия для грозы. Озеро Маракайбо называют регионом бесконечной грозы из-за огромного количества грозовых дней в году. В пик грозовой активности частота молний составляет до 28 вспышек в минуту. На втором месте по плотности электрической активности – Кабаре, территория в провинции Южное Киву, расположенная на берегу озера Киву в ДР Конго, с 368 вспышками в день.
Исследователи планируют продолжить согласовывать данные из различных источников, чтобы получить более чёткое и гармоничное представление о тенденциях электрической грозовой активности на Земле. В частности, учёные ожидают, что поведение гроз и молний будет меняться по мере общего потепления климата планеты. Молнии одновременно являются одним из факторов климатических изменений, поскольку они выделяют в атмосферу оксиды азота, газы с высоким парниковым эффектом, и одним из признаков, отображающих выраженность глобального потепления.