ペンシルベニア州立大学の研究チームが、雷雨の際に木々が「コロナ放電」と呼ばれるかすかな電気の光を放つ現象を、自然界で初めて観測しました。ノースカロライナ州で行われたこの発見は、長年理論上では予測されていたものの、実験室以外では確認されていなかった現象を裏付けるものです。これらの光は、ヒドロキシラジカルを生成することで大気の浄化に寄与している可能性があります。
2024年6月、ペンシルベニア州立大学気象・大気科学科の研究者らは、嵐の中の樹冠から発生するコロナ放電を検知するための特注の望遠鏡装置を搭載した2013年型トヨタ・シエナの改造車で、米国東海岸を走行しました。フロリダ州での初期の困難を経て、博士課程の学生パトリック・マクファーランド氏、卓越教授のウィリアム・ブルーネ氏、研究助教授のジェナ・ジェンキンス氏、元准研究教授のデビッド・ミラー氏らで構成されるチームは、ノースカロライナ大学ペンブローク校近郊で成功を収めました。彼らはそこで、2時間にわたる雷雨の中、バンから100フィート（約30メートル）離れたモミジバフウと、嵐が弱まる中で近くにあったロングニードル・ロブロリーマツを対象に観測を行い、2026年に『Geophysical Research Letters』誌で詳述された通り、この現象の野外での証拠を初めて記録しました。モミジバフウで859回、ロブロリーマツで93回のコロナ放電が捉えられ、それぞれが数分の一秒から数秒間持続し、主に紫外線で見ることができました。太陽紫外線をフィルタリングする大気センサー付きの紫外線感応カメラに接続されたニュートン式望遠鏡「コロナ観測望遠鏡システム（COTS）」が、この観測を可能にしました。筆頭著者であるマクファーランド氏は「これは、探索的な科学が今も行われていることを示しています。半世紀以上にわたり、科学者たちはコロナ放電が存在すると理論化してきましたが、今回の発見がそれを証明しました」と述べています。雷雲は負の電荷を蓄積し、木々を通って葉先まで正の電荷を引き寄せ、そこで生じる強力な電場が放電を引き起こします。これによって生じる紫外線は水蒸気をヒドロキシラジカルへと分解します。ヒドロキシラジカルは重要な大気酸化剤であり、メタンや木々から放出される炭化水素などの汚染物質と反応するため、大気質の改善に寄与している可能性があります。チームは、放電箇所で以前の実験室試験と一致する軽微な葉の損傷を確認しており、今後は生態学者と協力して木々や森林への影響を調査する予定です。マクファーランド氏は、「肉眼ではほとんど見えませんが、私たちの装置を使うと、雷雨が頭上を通過する際に輝くコロナが木々を包み込む光景を目の当たりにすることができます」と付け加えました。
