2026 májusában Earle R. Williams, az MIT (USA) fizikai meteorológusa látogatott el intézetünkbe

ahol Sátori Gabriellával, Bozóki Tamással, Prácser Ernővel, Bór Józseffel és Piri Dániellel dolgozott együtt. Williams professzor évtizedek óta kutatja a zivatarokat, a villámokat és a globális légköri elektromosságot, különös tekintettel a Schumann-rezonanciákra és azok klímaváltozással való összefüggéseire. Május 22-én beszélgetést folytattunk vele — reméljük, élvezettel olvassák.

Mi hozta Magyarországra, és milyen tudományos kapcsolatai vannak itt?

Közel 30 éve járok ide. Gabriellával 1996-ban találkoztam először, Coloradoban, Boulder városában. Véletlenül mindketten éppen akkor kezdtük el mérni a Föld Schumann-rezonanciáit. Ez a véletlen találkozás sok együttműködés alapjává vált. Kapcsolatunk hosszát napciklusokban szeretem mérni: egy ciklus 11 évig tart, és most a harmadikat fejezzük be. Köszönettel tartozom a Magyar Tudományos Akadémiának is, amely két vendégkutatói ösztöndíjjal tette lehetővé, hogy hosszabb időszakokra ide jöjjek, és kollégáimmal számos közös érdeklődési területen eszmét cseréljünk.

Melyek a terület legizgalmasabb fejleményei manapság?

Számomra a legizgalmasabb, hogy ma már egymástól függetlenül tudunk két különböző villámtípust monitorozni a globális villámtevékenység három fő zivatarrégiójában: Amerikában, Afrikában és Dél-Kelet Ázsiában. A két típus: a közönséges villámcsapások, amelyek a Schumann-rezonancia „háttér” jelét adják, valamint a nagy energiájú, ún. Q-viharokat keltő villámok, amelyek egymagukban képesek a Schumann-rezonanciát minden más villámcsapás összesített hatásánál nagyobb szintre gerjeszteni, akár több száz ezredmásodpercig. A szárazföldi villámtevékenység nagyjából 20-szor erősebb, mint az óceáni, így ez a három régió uralja a globális jelet. Schumann-rezonancián alapuló módszerekkel ma már bármely napon meg tudjuk mondani, hogy melyik zivatarrégió a domináns (Afrika, Amerika vagy Dél-Kelet Ázsia), és ez fontos a globális légkörzés megértése szempontjából.

A villámtevékenység a nedves levegő függőleges mozgására is rendkívül érzékeny, amelyet más módszerekkel nehéz mérni. A zivatarrégiók felett felszálló levegő máshol száraz, lesüllyedő levegőt hoz létre, mint például a Szaharában.

Miért kellene az átlagembereknek törődniük a Schumann-rezonanciával?

Mert segít megérteni, hogy hogyan változik a légkör és az ionoszféra az hosszútávú változását, s jelzi a klímaváltozás valósságát. A globális felmelegedés zajlik; számos független adatsor erősíti ezt meg. Tudni akarjuk, hogyan reagál erre a villámtevékenység. Rövid időskálákon a villámtevékenység a légköri hőmérséklettel együtt látszólag növekszik. De az az alapvető kérdés, hogy egy melegebb világban mi történik a globális villámtevékenységgel, még nyitott.

Ott van az aeroszolok kérdése is: a fosszilis tüzelőanyagok folyamatos égetése növeli mind a CO₂-t, mind a légköri aeroszolok mennyiségét, és több aeroszol több villámot is jelenthet. Van bizonyítékunk arra, hogy a globális villámtevékenység kis mértékben csökkent a 2020-as pandémia idején, a globális aeroszolmennyiség visszaesése miatt (Liu et al., 2025).

Hogyan mérik ezeket a jelenségeket?

Éppen ez a magyar együttműködés erőssége. Gabriella nagy odafigyeléssel gondozta a nagycenki obszervatórium hosszútávú méréseit, míg mi Rhode Island-en kevésbé voltunk következetesek. A két mérési adatsor összehasonlítása tudományosan nélkülözhetetlen volt. Gabriella Schumann-rezonancia-frekvenciára összpontosító megközelítése, szemben a mi amplitúdó-fókuszú megközelítésünkkel, fontos eredményeket hozott a villámforrás-régiók dinamikájáról, köztük bizonyítékot arra, hogy a villámok eloszlása reagál a napciklusra.

Hogyan hat a napciklus a villámtevékenységre?

A napfoltciklus nagyjából 11 éves periodicitással nő és csökken, azt egyébként nem értjük teljesen, mi határozza meg ezt az időskálát, ez a napfizika egyik nyitott kérdése, de nagyon következetes. Gabriella erős bizonyítékot talált arra, hogy a villámtevékenység reagál rá: nem annyira a teljes villámszám változik, hanem a villámok földrajzi eloszlása tolódik el. Xuan-Min Shao egy nemrégiben megjelent tanulmánya szerint minden villámcsapást egy kozmikus részecskezápor indít el, ami összhangban van a globális eredményekkel.

Megemlítette, hogy a zivatarok részecskegyorsítókként működnek, meg tudná ezt magyarázni?

A zivatarok megavolt energiára gyorsíthatnak elektronokat, és gamma-sugarakat produkálhatnak. Ha valaki rossz helyen van rossz időben, jelentős gamma-sugárzási dózist kaphat. A gamma-sugárzás ionizációt és a levegő elektromos vezetőképességének változását okozzák a zivatarrégiók felett, ami hatással van a globális légköri elektromos áramkörre. Ezt tervezzük a jövőben megvizsgálni.

Melyek a legnagyobb megválaszolatlan kérdések?

A villámtevékenység hőmérsékletre adott hosszútávú válaszának bizonytalansága. Nincs Schumann-rezonancia mérési adatsorunk évszázadokra visszamenőleg, csak néhány évtizedre. Régi meteorológiai megfigyelési módszer a mennydörgéses nap, amelynek keretében a világ megfigyelői több mint 100 éve rögzítik, hogy egy adott napon hallottak-e mennydörgést.

Jelenleg nagy rejtélyt jelent egy titokzatos villámforrás is: egy Schumann-rezonancia jel, amely az afrikai kora reggeli órákban jelenik meg, villámra emlékeztet, de a műholdas villámészlelésben nincs optikai megfelelője. Az egyenlítői ionoszférikus áramrendszereket vizsgáljuk lehetséges magyarázatként, Lemperger István közreműködésével.

Hogyan becsülik a három zivatarrégió relatív erősségét?

Ma már két kiegészítő megközelítésünk van: hosszútávú, magas szélességű állomások mérései és a geofizikai inverzió, amely több állomás adatait felhasználva becsüli meg az egyes zivatarrégiók napi erősségét. Bozóki Tamás és Prácser Ernő meghatározó szerepet játszottak az inverziós módszer fejlesztésében. Az inverziós eljárás legjobb validálása a Hunga-Tonga vulkán 2022-es kitöréséhez kapcsolódik: az egy helyre koncentrált intenzív villámtevékenység éles kiugrást produkált a Schumann-rezonanciában, és az inverziós módszerünk pontosan meghatározta ennek a forrásnak a helyét és az erősségét. A gépi tanulás tovább segíthetne a zivatarrégiókhoz kapcsolódó regionális meteorológiai környezet elemzésében.

Mi a helyzet azzal az állítással, hogy a Schumann-rezonancia befolyásolja az ember egészségét?

Ezt én személy szerint nem vizsgáltam tudományosan. Vannak kutatók, például Colin Price a Tel-Avivi Egyetemen, akik érdeklődnek a Schumann-rezonancia és az emberi biológia lehetséges kapcsolatai iránt. Elképzelhető, hogy mivel az ember ebben az állandó elektromágneses környezetben (Schumann-rezonancia) fejlődött ki, van valamiféle élettani hatás. De a bizonyítékok korlátozottak, és több adat nélkül nem tudok közkeletű egészségügyi állításokat megerősíteni.

Milyen tanácsot adna a terület iránt érdeklődő fiatal kutatóknak?

Friss tehetségekre van szükségünk. Fő ajánlásom: először fizikát tanuljanak. A terület kulcsproblémái közül sok, pl. a zivatarokból kilépő energetikus részecskék, gamma-sugárzás, alapvetően fizikai problémák. Egy erős fizikai alap átvihető a meteorológiába és a geofizikába, de fordítva ez nehezebb.

A nemzetközi közösségbe történő bekapcsolódásról: az MIT-re posztdoktorként lehetséges bekerülni például Fulbright-ösztöndíjjal. PhD hallgatóként bejutni nagyon versenyképes alapot tud nyújtani a fiatal kutatók számára, és az MIT-nek erős geofizikai programja van. Fő ajánlásom: először fizikát tanuljanak.

Milyen perspektívái vannak a jövőbeli együttműködéseknek?

A globális légköri elektromos áramkör természeténél fogva alkalmas a nemzetközi együttműködésre. Egy jelenlegi olaszországi projekt az egyenáramú globális áramkörhöz kapcsolódik: a Schumann-rezonancia a váltóáramú áramkör, de a Föld felszíne és az ionoszféra közötti kvázi-állandó feszültség egy egyenáramú áramkört alkot, amelyet helyi zajok miatt sokkal nehezebb lokálisan mérni. Egy különleges infrastruktúrát tesztelünk légköri árammerőként: egy 14 km hosszú, feszültség alatt nem lévő nagyfeszültségű felsővezetéket Milánó közelében.

A tágabb vízió: jobb állomáshálózatokkal, fejlettebb inverziós eszközökkel, a NASA GLM és az EUMETSAT MTG műholdas villámadataival és a mesterséges intelligencia segítségével a legtöbbet hozhatjuk ki ezekből az olcsó, bolygó-léptékű mérésekből. Szeretném azt is elérni, hogy a Schumann-állomások között nyíltabb adatmegosztás valósuljon meg. Világszerte mindössze 15-20 aktív állomás működik, de ezek még nem alkotnak jól összehangolt hálózatot.