日前，通过对百余次雷暴前的PM2.5浓度与闪电活动观测对比，以及气溶胶通过云微物理过程影响闪电活动的数值模拟研究，中国科学院大气物理研究所郄秀书团队发现，气溶胶浓度增加或导致华北雷暴云起电增强、闪电活动增多。
雷暴云起电和闪电作为一种强烈的天气现象，严重危害人类生产生活，给基础设施、通信等带来不利影响。研究显示，气溶胶通过影响云凝结核浓度，参与云微物理过程，影响云内的起电和闪电活动。随着城市化进程加快，大城市群区域污染严重，气溶胶浓度变化会使闪电活动越来越多吗？这个问题引起学界关注。
郄秀书团队利用自主研发的北京闪电定位网，对百余次雷暴前的PM2.5浓度与闪电活动进行分析，发现当PM2.5浓度低于一定阈值时，闪电活动与PM2.5浓度存在正相关，此时气溶胶主要通过云微物理过程增强闪电活动。
据团队成员孙萌宇博士介绍，气溶胶影响机制很复杂，其可以充当云凝结核参与并改变雷暴云内微物理过程，增强云内降水粒子的起电机制，影响云内电荷分布和结构，导致闪电增多；而当其浓度显著增加并高于一定阈值时，辐射效应明显，使大气不稳定度降低，对流活动减弱，闪电减少。
针对气溶胶影响云凝结核浓度导致闪电增多的现象，已有学者借助数值模式对其成因展开探讨，但同时考虑起电、放电过程的研究尚少，而不同云凝结核浓度对云微物理过程的影响机制仍存在较大争议。
为此，研究团队同时耦合了美国国家强风暴实验室（NSSL）双参数微物理方案、详细起电以及整体放电方案的WRF-ELEC模式，对多单体雷暴过程进行模拟研究，提出气溶胶浓度增加导致闪电增多的一种微物理机制。结果表明，在污染情形下，云凝结核浓度增加，导致云滴数目和潜热释放增加，上升气流增强，从而产生更多的冰晶粒子，导致起电过程增强。同时，云凝结核浓度增加还使得霰粒半径增大，粒子间碰撞效率随之增加，进一步增强云内起电，闪电活动显著增多。
研究团队提出的上述气溶胶浓度增加导致起电增强、闪电增多的微物理机制，在一定程度上解释了近几年京津冀地区污染防控力度加大、污染减轻，以及强雷暴和闪电活动明显减少的现象。该研究成果发表在《地球物理学报》和《Atmospheric Chemistry and Physics》（《大气化学与物理》）。
