Серебристые облака

Эта статья находится на начальном уровне проработки, в одной из её версий выборочно используется текст из источника, распространяемого под свободной лицензией
Материал из энциклопедии Руниверсалис
Серебристые облака над озером Сайма, Финляндия

Серебри́стые облака́ (также известны как мезосферные облака[1] или ночные светящиеся облака[2]) — сравнительно редкое атмосферное явление, крайне разреженные облака[3], возникающие в мезосфере под мезопаузой (на высоте 76—85 км над поверхностью Земли) и видимые в глубоких сумерках, непосредственно после заката или перед восходом Солнца. Наблюдаются в летние месяцы в широтах между 43° и 65°[4] (северной и южной широты). Удалось доказать, что аналогичные явления имеют место и на других планетах, в частности, на Марсе.

Выделены как самостоятельное явление В. К. Цераским. Изучением серебристых облаков занимались В. В. Шаронов и Н.И. Гришин.

Общие сведения о природе серебристых облаков

Это самые высокие облака в атмосфере Земли; образуются в мезосфере на высоте около 85 км по одному источнику[4] и на высотах 75—95 км, в среднем — 82 км, по другому источнику[5] и видны только при освещении Солнцем, когда оно находится на высоте 6—16° под горизонтом[6], в то время как более низкие слои атмосферы находятся в земной тени; днём с поверхности Земли они, как правило, не видны, исключением является полное солнечное затмение (см. ниже), из космоса при определённых условиях могут наблюдаться и на дневной стороне Земли[6]. Чаще всего в северном полушарии они появляются с мая по сентябрь, причём, например, на широте 56° наиболее часто — с последних десяти дней июня до второй декады июля[7]. Отличить мезосферные облака от тропосферных довольно просто: последние видны на фоне зари тёмными, а первые — светлыми и даже как бы светящимися, так как зашедшее солнце может подсвечивать только достаточно высокие объекты, как небосклон или мезосферные облака. Оптическая плотность мезосферных облаков ничтожна, и через них зачастую проглядывают звёзды. Неудивительно, что эти облака наблюдаются преимущественно в самые короткие ночи в высоких широтах: именно при таких условиях, когда солнце заходит ненадолго и недалеко за горизонт, можно наблюдать объекты в мезосфере.

Серебристые облака изучались и с Земли и из космоса, а также ракетными зондами; они слишком высоки для стратостатов. Спутник AIM, запущенный в апреле 2007 года, занимается исследованием серебристых облаков с орбиты.

Примечательно, что серебристые облака являются одним из основных источников информации о движении воздушных масс в верхних слоях атмосферы. Серебристые облака передвигаются в верхних слоях атмосферы исключительно быстро — их средняя скорость составляет около 27,8 метра в секунду[8].

История изучения

Серебристые облака: вид из космоса
Серебристые облака в Бурятии, Россия. Июнь 2021 года

Природа серебристых облаков полностью не изучена. Высказывались предположения, что они состоят из вулканической или метеорной пыли[4], но они, как известно по данным со спутника UARS, состоят в основном из водяного льда.

Серебристые облака — сравнительно молодое явление ― впервые о них сообщается в 1885 году, вскоре после извержения Кракатау[9], и было предположение, что они могут быть связаны с изменением климата.

Первыми наблюдателями серебристых облаков считаются Т. Бэкхаус (Backhouse T. W.), наблюдавший их 8 июня 1885 года в Киссингене (Германия), приват-доцент Московского университета Витольд Карлович Цераский[10], который наблюдал их 12 июня[11] 1885 года, а также наблюдавшие их в том же месяце Отто Ессе (Otto Jesse) в Германии, В. Ласка[чеш.] в Австро-Венгрии и Э. Хартвиг в России[5]. Цераский наблюдал серебристые облака на предрассветном небе и заметил, что эти облака, ярко выделяющиеся на фоне сумеречного неба, становились совершенно невидимыми, когда выходили за пределы сумеречного сегмента неба. Он назвал их «ночными светящимися облаками». В. К. Цераский совместно с астрономом из Пулковской обсерватории А. А. Белопольским, работавшим в это время в Московской обсерватории, изучил серебристые облака и определил их высоту, которая по его наблюдениям составляла от 73 до 83 км. Это значение подтвердил через три года немецкий метеоролог Отто Иессе.

В 1887 году немецкий физик Фридрих Кольрауш предложил гипотезу образования серебристых облаков в результате вулканической деятельности[5].

В день падения Тунгусского метеорита, 30 июня 1908 года, в 40 местах России и Западной Европы отмечено появление необычно ярких серебристых облаков[5]. Исследователь Тунгусского метеорита Л. А. Кулик в 1926 году предложил метеорно-метеоритную гипотезу образования серебристых облаков[12][5], согласно которой метеорные частицы, попавшие в атмосферу Земли, являются ядрами конденсации водяного пара. Однако эта теория не объясняла появления серебристых облаков в ограниченном интервале высот (около 82—83 километров), появления их только летом в средних широтах и не объясняла их характерную тонкую структуру, сравнимую со структурой перистых облаков.

В 1952 году И. А. Хвостиков выдвинул гипотезу, получившую название конденсационной (или ледяной), согласно которой серебристые облака имеют строение, подобное строению перистых облаков, состоящих из кристалликов льда. В 1958 году В. А. Бронштэн объяснил причину[10] сезонного появления этих облаков и причину их появления на определенных широтах[13], а несколько ранее (в 1950 году) независимо от Л. А. Кулика высказал гипотезу о метеорной природе частиц, служащих ядрами конденсации кристалликов водяного льда при образовании серебристых облаков.

В 1955 году Н. И. Гришин предложил морфологическую классификацию форм серебристых облаков[14], на основании которой была создана международная классификация.

В настоящее время не до конца ясна природа появления на такой высоте в достаточном количестве водяного пара, необходимого для образования серебристых облаков. По одной гипотезе в средних широтах в летнее время года на высотах 25—30 километров образуются восходящие потоки воздуха, переносящие водяной пар в область мезопаузы, где пар вымерзает и образует серебристые облака. При этом был установлен факт повышения влажности в те сезоны, над теми широтами и на том уровне, где образуются серебристые облака[10]. По другой гипотезе, получившей название «солнечного дождя» и высказанной норвежским исследователем Л. Вегардом в 1933 году и теоретически обоснованной в 1961 году французом К. де Турвилем, водяной пар на этих высотах образуется при взаимодействии атомов водорода[15], летящих к Земле от Солнца, с атомами кислорода верхних слоёв земной атмосферы. Однако эта гипотеза не полностью объясняет повышенную влажность в мезопаузе, необходимую для образования серебристых облаков.

Существуют и иные гипотезы попадания водяного пара в верхнюю мезосферу. Например, гипотеза, высказываемая профессором Университета штата Айова Л. Франком, российским исследователем В. Н. Лебединцем и некоторыми другими, согласно которой водяным паром в достаточном для образования серебристых облаков количестве снабжают область мезопаузы мини-кометы.

Остаётся не до конца прояснённым и вопрос о природе частиц, служащих ядрами конденсации кристалликов водяного льда при образовании серебристых облаков: частицы вулканической пыли, кристаллики морской соли или метеорные частицы. В настоящее время отдаётся предпочтение гипотезе о космическом происхождении ядер конденсации[16]. В этой связи пытались обнаружить корреляцию между появлением серебристых облаков и интенсивностью метеорных потоков, падающих на Землю.

18—19 марта 1965 года серебристые облака впервые наблюдались из космоса А. А. Леоновым[5]. Позднее серебристые облака нередко наблюдались с космических станций «Салют»[6], например, в конце 1977 — начале 1978 годов в течение 13 суток их видели с борта станции «Салют-6» над южным полушарием[5].

В 1977 году изучением серебристых облаков над Антарктидой на орбитальной станции занимался космонавт Г. М. Гречко. Одновременно в Антарктиде проводились пуски геофизических ракет. После обработки обобщённых результатов был сделан вывод, что серебристые облака образуются при определённых температурах из-за замерзания влаги на пыли[17].

В 1978 году было высказано предположение, что серебристые облака представляют собой оптический эффект, по природе подобный миражам.

Серебристые облака наблюдались во время полного солнечного затмения 31 июля 1981 года в Томске[18].

В некоторых источниках[19] утверждается, что до сих пор не существует физической модели, объясняющей высокие скоростные характеристики движения[20] серебристых облаков.

В других источниках[21] описываются физические модели, учитывающие процессы образования этих облаков и позволяющие создать компьютерную «фотографию» серебристых облаков.

В 2012 году, после 5 лет работы спутника AIM, была опубликована новая гипотеза о природе появления серебристых облаков, которая смогла объяснить, почему облака появились 130 лет назад, а до этого не наблюдались. Наиболее вероятным механизмом появления кристаллов льда на высотах 70—90 км над уровнем моря является высокая концентрация метана в атмосфере Земли. Этот лёгкий газ за счёт конвективных потоков может подниматься на высоты до 80 км. Там метан, взаимодействуя с метеорной пылью, превращается в кристаллы льда[22][23].

Серебристые облака в массовой культуре

Большие поля серебристых облаков можно было наблюдать в ночь с 15 на 16 июня 2013 года над Евразией от Белоруссии[24] до Красноярска[25]. Примечательно, что в медиасфере это событие окрестили «северным сиянием над Челябинском»[26], что не является корректным и многих ввело в заблуждение: наблюдаемое явление было ничем иным, как серебристыми облаками[27].

Галерея

  • В Стокгольме, Швеция

    В Стокгольме, Швеция

  • В Эстонии

    В Эстонии

  • В Выборге, Ленинградская область

    В Выборге, Ленинградская область

  • В Подмосковье

    В Подмосковье

  • Рядом с Санкт-Петербургом

    Рядом с Санкт-Петербургом

  • В Нижнем Новгороде

    В Нижнем Новгороде

  • Мезосферные (серебристые) облака в небе над Якутией, июль 2021 года

    Мезосферные (серебристые) облака в небе над Якутией, июль 2021 года

  • Серебристые облака. Московская область, Нахабино

    Серебристые облака. Московская область, Нахабино

См. также

Примечания

  1. ↑ [1]: полярные мезосферные облака (polar mesospheric clouds, PMC)
  2. ↑ [2]: Ночные светящиеся облака(noctilucent clouds, NLC). Это название, как наиболее точно отвечающее их внешнему виду и условиям их наблюдения, принято как стандартное в международной практике.
  3. ↑ Серебристые облака
  4. ↑ 4,0 4,1 4,2 Серебристые Облака
  5. ↑ 5,0 5,1 5,2 5,3 5,4 5,5 5,6 Ромейко, 1990, с. 88.
  6. ↑ 6,0 6,1 6,2 Зверева, 1988.
  7. ↑ Ромейко, 1990, с. 89.
  8. ↑ На высотах образования серебристых облаков ветер со скоростями до 100 км/час обусловлен атмосферными приливами и общей циркуляцией атмосферы. В этот период значительная меридиональная циркуляция связана с подъёмом атмосферной массы (большой вертикальный ветер). Этот процесс и приводит к понижению температуры на высотах СО до 130—140 К.
  9. ↑ Извержение вулкана Кракатау произошло 27 августа 1883 года.
  10. ↑ 10,0 10,1 10,2 Астрономические наблюдения. Наблюдения серебристых облаков
  11. ↑ 12 июня по новому стилю.
  12. ↑ Кулик Л. А. К вопросу о связи метеоритов с кометами // Мироведение. — 1926. — Т. XV, № 2. — С. 173.
  13. ↑ [3]: Тем, что именно на средних широтах в летнее время года в мезопаузе происходит понижение температуры до крайне низких температурных значений в 150—165 °К.
  14. ↑ Наблюдения серебристых облаков
  15. ↑ Точнее — ядер атомов водорода — протонов.
  16. ↑ [4]: По причине того, что разрушение метеорных тел в земную атмосферу и происходит в основном как раз над мезопаузой, на высотах 120—80 км.
  17. ↑ Космонавт Георгий Гречко: Мои «летающие тарелки» // Владимир Губарев, Наука и жизнь, № 7, 2006
  18. ↑ Ромейко, 1990, с. 88,90.
  19. ↑ Новости@Mail.Ru: NASA лишило Тунгусского гостя его тайны
  20. ↑ Около 100 метров в секунду.
  21. ↑ Mesospheric Clouds and their Relation to the Mesopause Properties and the Influx of Meteoric Substance. Solar Sistem Research V. 31? No. 5, 1997
  22. ↑ Серебристые облака имеют космическое происхождение (недоступная ссылка). Дата обращения: 22 июля 2014. Архивировано 28 июля 2014 года.
  23. ↑ Meteor Smoke Makes Strange Clouds, NASA
  24. ↑ Видео: серебристые облака над Белоруссией
  25. ↑ "Необычное сияние над Челябинском" - YouTube
  26. ↑ На одном из центральных телеканалов серебристые облака назвали «неопознанным объектом»
  27. ↑ Серебристые облака: «Газета.Ru» объясняет свечение, наблюдавшееся над европейской территорией России в ночь на 16 июня - Газета.Ru | Наука

Литература

Ссылки

Источник — https://xn--h1ajim.xn--p1ai/index.php?title=Серебристые_облака&oldid=9754712