在希臘神話中，宙斯掌控著閃電的創造。數千年後，人類開始承擔起這個角色。科學家們已經將氣溶膠排放與亞馬遜地區容易發生森林火災的閃電增加聯絡起來 (pdf)以及中國空氣汙染嚴重的地區。然而，最近當研究人員在印度洋和南海兩條世界上最繁忙的航運路線上的煙霧瀰漫的天空中發現了密集的閃電軌跡時，人類對大氣靜電放電的影響最清晰的例子浮出水面。
大氣科學家喬爾·桑頓（華盛頓大學）、美國宇航局馬歇爾太空飛行中心的博士後卡特里娜·維爾茨和他們的同事們研究了12年的詳細資料後發現，在交通繁忙的航運通道正上方，閃電發生的頻率幾乎是海洋其他地方的兩倍。根據9月發表在《地球物理研究快報》上的一項研究，閃電頻率的增加與船舶排放的尾氣有關，不能用風或大氣溫度結構等氣象因素來解釋。
在水面上比在陸地上更容易看到這種效應，因為一般來說，海洋上方的大氣中氣溶膠含量相對較低——氣溶膠是漂浮在空氣中的微小液體或固體顆粒。研究小組注意到，在船舶向空氣中排放硫和氮氧化物等排放物的地點，閃電的密度更高。然後，研究人員使用世界閃電定位網路（WWLLN）追蹤閃電事件——該系統由聲學感測器組成，可以探測全球各地的電擾動。
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其他專家對這一發現表示讚賞。“我真的認為（這項新研究）是氣溶膠在電氣化中發揮重要作用的最佳單一證據，”麻省理工學院的物理氣象學家厄爾·威廉姆斯說，他沒有參與這項研究。
已知未知數
即使人類在產生閃電中的作用的證據不斷增加，提出的相關性也會產生比解答更多的問題。為什麼氣溶膠會產生這種影響？是否有分析雲層的方法可以幫助預測未來的雷擊？
閃電是風暴的自然特徵，當滿足某些條件時就會發生。雲中的粒子相互摩擦，聚集相反的電荷，最終分離成正電區和負電區。這兩個極點之間會形成一個空間，在該空間中可能會發生電荷轉移——或者說閃電。有時，閃電會將電荷傳輸到地面，形成雷擊。
但我們現在瞭解到，產生的閃電量可能受到超出自然氣象學範圍的因素的影響，包括氣溶膠。最近的其他研究也證實了氣溶膠與更多閃電有關的觀點。自桑頓和他的同事的研究發表以來，以色列魏茨曼科學研究所的伊蘭·科倫和奧裡特·阿爾塔拉茲及其同事發現，使用 WWLLN，更強的閃電與陸地上方的氣溶膠來源有關。“我們驚訝地發現，全球的結果如此一致，”阿爾塔拉茲說。她補充說，這種影響似乎在“全球範圍內”的大陸區域上空出現。
閃電會損壞建築物和車輛，每年造成數千人死亡(pdf)，其中許多發生在發展中國家。現在提出汙染與電力破壞之間存在直接聯絡可能為時過早，但關注閃電活動的增加可能對從事預防措施的人員有所幫助
雲微物理學
科學家們對氣溶膠如何改變雲的內部運作方式有一些瞭解，但電荷分離和閃電產生的微物理學仍然沒有完全理解。
當水蒸氣凝結到氣溶膠上時，就會形成雲滴。如果氣溶膠很多，這意味著有更多的凝結點——稱為雲凝結核——因此水會分佈在它們之間，形成較小的液滴。這些小液滴特別輕，因此它們更容易在熱上升氣流中上升到雲層的更高層。它們最終會部分凍結，形成所謂的霰，並開始與漂浮在雲中的冰晶碰撞。
這些碰撞使閃電成為可能。這是透過摩擦產生電荷的經典例子——就像你摩擦氣球產生靜電一樣。但這故事也變得模糊不清。例如，正如威廉姆斯指出的那樣，尚不清楚為什麼霰往往會帶負電荷，而冰晶會帶正電荷。
研究人員面臨的一個關鍵問題是，電氣化的增加是更多氣溶膠的結果還是大量熱空氣的結果。熱空氣本身可能會幫助液滴上升到關鍵的上層，然後它們以雨的形式從雲中落下。這被稱為熱力學效應。
2013 年的一項計算機模擬發現，僅增加氣溶膠確實會導致更多的閃電，這是由於冰晶碰撞造成的，儘管在非常大的氣溶膠體積下，這種效應會減弱。“在極端的氣溶膠含量下，（液滴）太小了，”美國國家海洋和大氣管理局的泰德·曼塞爾說，他是該研究的合著者之一。它們以較慢的速度在空氣中傳播，這意味著它們可能不太可能與冰晶碰撞，相互摩擦並導致所有重要的電荷分離。
氣溶膠效應
對雲微物理學的全面理解——例如霰和冰晶之間複雜的相互作用——可能還需要一段時間。但麻省理工學院的威廉姆斯和耶路撒冷希伯來大學的大氣科學家丹尼爾·羅森菲爾德認為，更準確地量化雲層底部存在的氣溶膠數量可能會更好地理解氣溶膠對電氣化的影響。“丹尼和我就這個問題已經爭論了 10 年，”威廉姆斯說。“我一直在捍衛熱力學，而他一直在捍衛氣溶膠——我想說他正在取得進展。”
羅森菲爾德和他的學生開發了一種氣溶膠量化方法，該方法使用衛星對雲層反射的紅外光進行測量。雲滴會根據其大小吸收特定波長的光，因此記錄讀數中缺少哪些波長可以揭示存在的液滴的大小。這有點像透過分析反射光的顏色來判斷寶石是紅寶石還是祖母綠。然後，羅森菲爾德將雲中的總水量除以液滴大小，從而得出雲滴總數的估計值。額外的測量有助於估計熱空氣上升氣流的影響。羅森菲爾德合著了2016 年的一篇論文，描述了該方法。
如果已知氣溶膠的數量，當然可以將其與後來雲層產生的閃電量進行比較。羅森菲爾德和他的同事現在正在進行一個專案，透過研究休斯頓上空的氣溶膠濃度來準確地做到這一點，該團隊還可以使用專門的閃電測繪陣列。“它為我們提供了全新的見解，”他說。
雲仍然是複雜而神秘的系統。科學家們正在逐漸發現它們的工作原理，以及影響閃電產生的因素，閃電是大自然更引人注目的名片之一。人類可能會為這些閃電的產生貢獻一份力量，這可能會讓人感到驚訝，但未來的測量將揭示我們所扮演的角色的真正意義。有一件事是肯定的：宙斯可能不再需要為此負責了。