科學家驚奇的發現夏季美國上空的閃電嚴重增加了整個地區的臭氧和其他氣體，影響地球表面上方5?13千米的大氣化學成分(air chemistry)。由閃電產生的臭氧和氮氧化物的數量超過了因人類活動而產生的大氣中臭氧和氮氧化物的濃度。

　　在美國，化石燃料燃燒是產生氮氧化物(NOx)的主要原因。氮氧化物會導致地球表面附近臭氧的形成。然而，在夏季由於閃電活動使得地球表面上方的自由對流層(5?13千米的高度)中NOx的含量增加了90%，臭氧含量的增加超過30%。

　　得克薩斯農業與工程大學(Texas A&M University)的Renyi Zhang最近在《美國國家科學院院報》上發表的一篇論文中指出，閃電已經明顯地影響美國上空的大氣化學。人類活動支配著地球表面附近這些氣體的產生，但在自由對流層閃電起著更大的作用。

　　臭氧的存在有可能保護也有可能損害地球上的生命。大部分臭氧存在於同溫層(同溫層是指13?40千米高的大氣層)，它可以防止日光中有害的紫外線對地球上的生命造成損害。在地球表面的臭氧是有害的污染物質，它會對肺組織和植物造成損害。在對流頂層(從地球表面至13米高的大氣層)，臭氧也是一種具有輻射作用的氣體，對氣候會有影響。

　　美國每年大約會發生7700萬次閃電。通過測量閃電發生前後氮氧化物的含量已經證實，閃電會在大氣中產生氮氧化物。

　　Renyi Zhang指出，『具有諷刺意味的是，美國由於閃電產生的氮氧化物僅佔美國每年釋放的氮氧化物總量的5%，而七月份的釋放量佔總量的14%。』盡管美國上空氮氧化物的主要來源是化石燃料燃燒，但是閃電仍然在影響該地區大氣化學上起著主導作用。

　　化石燃料燃燒生成的NOx靠近地球表面，在向上擴散之前通過化學反應迅速地被消耗了。然而，閃電直接釋放Nox，遍布整個對流層。北美洲上空的閃電產生的NOx是十分巨大的。因此這意味著NOx遍及世界其他地區的自由對流層，最明顯的是歐洲，因為歐洲在美國的下風向，主要受到北半球中緯度西風的影響。

　　美國國家宇航局(NASA)對這項研究提供贊助，因為美國國家宇航局地球科學計劃的任務之一就是評定和推測地球系統變化的主要原因，包括人為因素和自然因素。

　　Renyi Zhang的工作目標是評定人為因素(主要是指化石燃料燃燒)和自然因素(閃電)對美國大氣對流層的下層和上層空氣污染的影響程度。他與美國國家大氣研究中心(National Center for Atmospheric Research，NCAR)的Xuexi Tie博士共同合作研究這個項目。

　　Renyi Zhang運用閃電測量法，利用光瞬變信號探測器(Optical Lightning Detector，OTD)從陸基國家閃電探測站網(the ground-based National Lightning Detection Network)測量得到美國上空閃電的數量。在Microlab人造衛星上的光瞬變信號探測器OTD，是世界上第一架能夠在白天和夜間對閃電進行探測和定位的天基探測器，它具有很高的探測精度。