Медиа-холдинг
«Очевидное - невероятное»

119991 г. Москва, ГСП-1, Ленинские горы, МГУ, д. 1, стр. 46,
здание экономического факультета, оф. 138
Тел/факс.: +7 495 939-42-66
E-mail: info@ochevidnoe-neveroyatnoe.ru

Призраки климатических бурь

Призраки климатических бурь

Этим летом в вечернем небе над Москвой многим удалось увидеть своими глазами серебристые облака — одну из самых красивых и таинственных небесных загадок. Тонкий облачный шлейф на небе сразу после заката или перед восходом, легкий и прозрачный, ярко светится собственным серебристым светом, создавая удивительное впечатление. 

Точно такое же впечатление серебристые облака произвели на их первооткрывателя, астронома Московского университета Витольда Церасского, открывшего их в июне 1885 году совершенно случайно, возвращаясь на рассвете после загородной прогулки. Церасский вместе со своим коллегой астрофизиком Белопольским подробно изучил серебристые облака и впервые определил их высоту, получив значения от 73 до 83 км.

Спустя более ста лет после этого открытия, серебристые облака остаются не до конца разгаданной тайной небес. До конца XIX века человечество никогда не видело серебристых облаков, потому что их просто не существовало. И до сегодняшнего дня есть лишь версии, почему они возникают, как себя ведут и о чем предупреждают. 

Первоначально появление этих серебристых небесных «призраков» ученые связали со знаменитым извержением вулкана Кракатау в 1883 году. После этой глобальной катастрофы, по мощности равной взрыву двадцати водородных бомб, пепел от взорвавшегося вулкана поднялся на высоту 50 км, в атмосферу было выброшено около 35 млн тонн вулканической пыли и водяного пара. После взрыва Кракатау стали наблюдаться различные природные аномалии: уменьшение прозрачности атмосферы, коричнево-красный венец вокруг Солнца, падение годовой температуры на 0,5-1,0 градусов Цельсия и так далее. Появление спустя 2 года после этого серебристых облаков объяснили поднявшимися высоко в атмосферу частицами вулканического пепла.

Если в начале XX века серебристые облака были редкостью, то сейчас в наших широтах их можно часто наблюдать в летнем небе, и область их появления расширяется — их стали видеть на всё более низких широтах, между 40-й и 50-й параллелями.  

Они возникают как бы «из ничего» и  стремительно несутся со скоростью около 100 м в секунду в самых верхних слоях атмосферы, на самой границе с космосом. Область их появления называется мезосферой — высота над землей примерно 80 км. До них не дотянуться ни с земли, ни с орбиты, и исследования серебристых облаков — это очень сложный процесс. 

Сейчас считается доказанным, что серебристые облака образованы скоплениями атмосферных микрочастиц — мельчайших ледяных кристалликов, вулканической и космической пыли. Но откуда берется водяной пар там, где на границе с космосом атмосфера охлаждена до –70 °С, а иногда и до –100 °С? Что служит ядрами конденсации водяного льда и как запускается процесс этой конденсации? Существует ряд гипотез одна другой красивее: например, есть теория «солнечного дождя», объясняющая наличие водяного пара в мезосфере взаимодействием атмосферного кислорода с протонами солнечного ветра. По другой теории, в верхние слои земной атмосферы водяной пар приносят мини-кометы, считающиеся новым классом объектов Солнечной системы. Есть и гипотезы, связывающие серебристые облака с возникновением озоновых дыр в стратосфере.

В апреле 2007 года специально для исследования серебристых облаков был запущен спутник NASA. Миссия, получившая название AIM или «Аэрономия льда в мезосфере», собрала большой массив наблюдений за размерами, формой и льдом, образующим серебристые облака. Они использовали также и данные о температуре с 2002 по 2011 год от миссии NASA TIMED (энергетика и динамика мезосферы, ионосферы и термосферы) и данные о водяном паре от миссии Aura (Аура) с 2005 по 2011 год и некоторых других миссий, применив метод математического моделирования. Исследование опубликовано весной 2014 года в Journal of Geophysical Research: Atmospheres.

Миссия подтвердила многие ранее существовавшие гипотезы. Доктор ДжеймсРасселизХэмптонскогоуниверситета, штатВирджиния, заявил, чтоAIM и другие исследования показали, что для образования облаков действительно необходимо наличие трёх факторов: очень низких температур, водяного пара и метеоритной пыли. Метеоритная пыль создаёт участки, за которые цепляется водяной пар, пока низкие температуры не вызывают образование водяного льда. Исследования подтвердили также: появление серебристых облаков действительно участилось с 2002 по 2011 год. Эти изменения коррелируют с общим снижением температуры на высоте, где они формируются. Появившиеся изменения в тренде температур вызывают вопросы об изменениях в общей климатической системе Земли. Это соотносится с данными о том, что солнечная активность проходит общий период снижения от максимума в 2002 году до солнечного минимума в 2009 году. «Когда Солнце находится на минимуме своей активности, уменьшается нагрев атмосферы и появляется тенденция к охлаждению, что и следовало ожидать», —отмечаетдоктор Рассел.

Но помимо этих результатов, миссия принесла и сюрпризы. Выяснилось, например, что, кроме видимых глазом и фиксирующихся камерами, существует значительная доля невидимых серебристых облаков — «призраков», состоящих из мельчайших кристаллов, которые видимого света практически не отражают. 

Камеры AIM также показали, что форма серебристых облаков в мезосфере как бы повторяет форму обычных облаков, находящихся в этот момент в самом нижнем слое атмосферы — тропосфере. По словам Джеймса Рассела, нынешние наблюдения позволяют почувствовать связь серебристых облаков с глобальными изменениями в нижних слоях атмосферы, которые, возможно, служат первыми предупреждениями, что окружающая среда Земли претерпевает серьёзные изменения. Он указал также, что за последние 50 лет количество водяного пара в высоких слоях атмосферы значительно увеличилось, что возможно связано с ростом концентрации метана, который, вступая в реакцию с кислородом, образует молекулы воды.

Миссия AIM дала много информации о серебристых облаках, подтвердила многие гипотезы, но и дала пищу для новых. Вопросов пока остается больше, чем ответов, и серебристые призраки в летнем небе еще преподнесут немало открытий.

Лекции на портале «Научная Россия»

НАШИ ПАРТНЕРЫ: