Серебристое облако

редактировать
Серебристые облака
Helkivad ööpilved Kuresoo kohal.jpg Серебристые облака над Куресоо болотом,. Вильяндимаа, Эстония
АббревиатураNLC/PMC
Высотаот 76 000 до 85 000 м. (от 250 000 до 280 000 футов)
Классификация Другое
Осадочные облака ?No

Серебристые облака или сияющие ночью облака - это разреженные облака -подобные явления в верхних атмосфере Земли. Они состоят из кристаллов льда и видны только во время астрономических сумерек. Серебристый примерно означает «сияние ночи» на латинском. Чаще всего они наблюдаются в течение летних месяцев на широте между ± 50 ° и ± 70 °. Они видны только в местные летние месяцы и когда Солнце находится ниже горизонта наблюдателя, но пока эти очень высокие облака все еще находятся в солнечном свете. Недавние исследования показывают, что повышенные атмосферные выбросы метана создают дополнительный водяной пар, когда молекулы метана достигают мезосферы, создавая или укрепляя существующие серебристые облака.

Это самые высокие облака в атмосфере Земли, расположенной в мезосфере на высотах от 76 до 85 км (от 249 000 до 279 000 футов). Они слишком тусклые, чтобы их можно было увидеть при дневном свете, и видны только при освещении солнечным светом из-под горизонта, когда нижние слои атмосферы находятся в тени Земли.

Содержание

  • 1 Общие
  • 2 Формирование
  • 3 Открытие и исследование
  • 4 Наблюдение
  • 5 Формы
  • 6 См. Также
  • 7 Примечания
  • 8 Ссылки
  • 9 Внешние ссылки

Общие

Серебристые облака над Уппсала, Швеция Серебристые облака над Варбла, Эстония Серебристые облака над Лабое, Германия

Не существует подтвержденных записей об их наблюдениях до 1885 года, хотя они, возможно, наблюдались несколькими десятилетиями ранее Томасом Ромни Робинсоном в Арма. Сомнения теперь окружают межсезонные записи Робинсона после наблюдений в нескольких точках в высоких северных широтах за явлениями, подобными NLC, после записи Челябинск супер болид в феврале 2013 г. сезон NLC), которые на самом деле были отражениями стратосферной пыли, видимыми после захода солнца.

Серебристые облака могут образовываться только в очень ограниченных условиях в течение местного лета; их появление можно использовать в качестве чувствительного ориентира для изменений в верхних слоях атмосферы. Это относительно недавняя классификация. Появление серебристых облаков, кажется, увеличивается по частоте, яркости и протяженности.

Формация

Серебристые облака состоят из крошечных кристаллов водяного льда размером до 100 нм в диаметре и существуют на высоте от 76 до 85 км (от 249 000 до 279 000 футов), что выше, чем у любых других облаков в атмосфере Земли. Облака в нижних слоях атмосферы Земли образуются, когда вода собирается на частицах, но мезосферные облака могут образовываться не только на частицах пыли, но и непосредственно из водяного пара.

Данные Aeronomy of Ice in the Mesosphere Спутник предполагает, что для формирования серебристых облаков требуется водяной пар, пыль и очень низкие температуры. Источники как пыли, так и водяного пара в верхних слоях атмосферы достоверно неизвестны. Считается, что пыль исходит от микрометеоров, хотя также возможны частицы вулканов и пыль из тропосферы. Влага может подниматься через промежутки в тропопаузе, а также образовываться в результате реакции метана с гидроксильными радикалами в стратосфере.

Было обнаружено, что выхлоп от космических шаттлов, использовавшихся с 1981 по 2011 гг., Который был почти полностью водяным паром после отсоединения твердотопливного ракетного ускорителя на высоте около 46 км, был обнаружен генерировать крошечные отдельные облака. Около половины пара была выпущена в термосферу, обычно на высотах от 103 до 114 км (от 338000 до 374000 футов). В августе 2014 г. SpaceX Falcon 9 также вызвал после запуска серебристые облака над Орландо, Флорида.

Выхлопные газы можно транспортировать в Арктический регион менее чем за сутки, хотя точный механизм этого высокоскоростного транспорта неизвестен. По мере того, как вода движется на север, она падает из термосферы в более холодную мезосферу, которая занимает область атмосферы чуть ниже. Хотя этот механизм является причиной отдельных серебристых облаков, он не считается основным фактором явления в целом.

Поскольку мезосфера содержит очень мало влаги, примерно 100 миллионная часть воздуха из Сахары и чрезвычайно тонкая, кристаллы льда могут образовываться только при температуре ниже -120 ° C (-184 ° F). Это означает, что серебристые облака образуются преимущественно летом, когда, как ни странно, мезосфера является самой холодной из-за сезонно меняющихся вертикальных ветров, что приводит к холодным летним условиям в верхней мезосфере (апвеллинг и адиабатическое охлаждение) и зимнему нагреву (нисходящий и адиабатический нагрев).. Следовательно, их нельзя наблюдать (даже если они есть) внутри полярных кругов, потому что Солнце никогда не находится достаточно низко под горизонтом в это время года на этих широтах. Серебристые облака образуются в основном около полярных регионов, потому что мезосфера там самая холодная. Облака в южном полушарии примерно на 1 км (3300 футов) выше, чем в северном полушарии.

Ультрафиолетовое излучение от Солнца разбивает молекулы воды на части, уменьшая количество воды, доступной для образования серебристых облаков. Известно, что излучение циклически изменяется с солнечным циклом , и спутники отслеживают уменьшение яркости облаков с увеличением ультрафиолетового излучения в течение последних двух солнечных циклов. Было обнаружено, что изменения в облаках следуют за изменениями интенсивности ультрафиолетовых лучей примерно на год, но причина такого длительного запаздывания пока не известна.

Известно, что серебристые облака имеют высокий отражательная способность радара в диапазоне частот от 50 МГц до 1,3 ГГц. Такое поведение не совсем понятно, но возможное объяснение состоит в том, что ледяные зерна покрываются тонкой металлической пленкой, состоящей из натрия и железа, что делает облако гораздо более отражающим для радара. хотя это объяснение остается спорным. Атомы натрия и железа отделяются от входящих микрометеоров и оседают в слое, находящемся чуть выше высоты серебристых облаков, и измерения показали, что эти элементы сильно истощаются, когда облака присутствуют. Другие эксперименты продемонстрировали, что при чрезвычайно низких температурах серебристого облака пары натрия могут быстро осаждаться на поверхности льда.

Открытие и исследование

Впервые известно, что серебристые облака были наблюдался в 1885 году, через два года после извержения Кракатау в 1883 году. Остается неясным, связано ли их появление с извержением вулкана или же их открытие связано с тем, что большее количество людей наблюдают захватывающие закаты, вызванные вулканическими обломками в атмосфере. Исследования показали, что серебристые облака вызваны не только вулканической активностью, хотя пыль и водяной пар могут попадать в верхние слои атмосферы в результате извержений и способствовать их образованию. Ученые в то время предполагали, что облака были еще одним проявлением вулканического пепла, но после того, как пепел выпал из атмосферы, серебристые облака сохранились. Наконец, теория о том, что облака состоят из вулканической пыли, была опровергнута Мальзевым в 1926 году. В годы, прошедшие после их открытия, облака широко изучал Отто Джесси из Германии, который первым сфотографировал их., в 1887 году, и, кажется, именно он ввел термин «серебристое облако», что означает «сияющее ночью облако». Его записи свидетельствуют о том, что серебристые облака впервые появились в 1885 году. В прошлом году он проводил подробные наблюдения за необычными закатами, вызванными извержением Кракатау, и твердо верил, что если бы облака были видны тогда, он, несомненно, их заметил бы. Систематические фотографические наблюдения облаков были организованы в 1887 году Джесси, Ферстером и Штольце, а после этого года непрерывные наблюдения проводились в Берлинской обсерватории. Во время этого исследования высота облаков была впервые определена с помощью триангуляции. Проект был прекращен в 1896 году.

За десятилетия, прошедшие после смерти Отто Джесси в 1901 году, появилось мало новых открытий в природе серебристых облаков. Гипотеза Вегенера о том, что они состоят из водяного льда, позже оказалась верной. Исследования ограничивались наземными наблюдениями, а ученые очень мало знали о мезосфере до 1960-х годов, когда начались прямые ракетные измерения. Они впервые показали, что появление облаков совпало с очень низкими температурами в мезосфере.

Серебристые облака были впервые обнаружены из космоса прибором на спутнике OGO -6 в г. 1972. Наблюдения OGO-6 яркого рассеивающего слоя над полярными шапками были идентифицированы как полюсные продолжения этих облаков. Более поздний спутник, Solar Mesosphere Explorer, нанес на карту распределение облаков между 1981 и 1986 годами с помощью своего ультрафиолетового спектрометра. Облака были обнаружены с помощью лидара в 1995 году в Государственном университете Юты, даже когда они не были видны невооруженным глазом. Первое физическое подтверждение того, что водяной лед действительно является основным компонентом серебристых облаков, было получено с помощью прибора HALOE на спутнике для исследования верхних слоев атмосферы в 2001 году.

В 2001 году шведский Спутник Odin провел спектральный анализ облаков и ежедневно составлял глобальные карты, которые выявляли большие закономерности в их распределении.

25 апреля 2007 года спутник AIM (Aeronomy льда в мезосфере ). Это первый спутник, посвященный изучению серебристых облаков, первые наблюдения которого были проведены 25 мая 2007 г. На изображениях, полученных со спутника, видны формы облаков, похожие на формы в тропосферных облаках, что указывает на сходство в их динамике.

28 августа 2006 г. ученые с миссии Mars Express объявили, что они обнаружили облака кристаллов углекислого газа над Марсом, которые простирались до 100 км (330 000 футов) над поверхностью планеты. Это самые высокие облака, обнаруженные над поверхностью планеты. Подобно серебристым облакам на Земле, их можно наблюдать только тогда, когда Солнце находится ниже горизонта.

Исследования, опубликованные в журнале Geophysical Research Letters в июне 2009 года, показывают, что серебристые облака наблюдались после Тунгусского события 1908 года являются свидетельством того, что удар был вызван кометой.

Лаборатория военно-морских исследований США (NRL) и Министерство обороны США Программа космических испытаний (STP) провела эксперимент по выбросу заряженного аэрозоля (CARE) 19 сентября 2009 года с использованием частиц выхлопных газов из Black Brant XII ракета суборбитального зондирования, запущенная из НАСА Полетный комплекс Уоллопс для создания искусственного серебристого облака. Облако должно было наблюдаться в течение недель или месяцев с помощью наземных инструментов и прибора Spatial Heterodyne IMager для мезосферных радикалов (SHIMMER) на космическом корабле NRL / STP STPSat-1. Шлейф выхлопных газов ракеты был замечен и сообщен новостным организациям в Соединенных Штатах от Нью-Джерси до Массачусетс.

Наблюдение

Серебристые облака, как правило, бесцветные или бледно-голубые, хотя иногда встречаются другие цвета, включая красный и зеленый. Характерный синий цвет возникает из-за поглощения озоном на пути солнечного света, освещающего серебристое облако. Они могут выглядеть как однообразные полосы, но часто демонстрируют характерные узоры, такие как полосы, волнообразные неровности и завихрения. Они считаются «прекрасным природным явлением». Серебристые облака можно спутать с перистыми облаками, но при увеличении они кажутся более резкими. Те, что вызваны выхлопными газами ракет, имеют тенденцию показывать цвета, отличные от серебра или синего, из-за радужной окраски, вызванной однородным размером производимых водяных капель.

Серебристые облака могут быть замечены наблюдателями на широте от 50 ° до 65 °. Они редко встречаются в более низких широтах (хотя наблюдались и южнее, чем Париж, Юта, Италия, Турция и Испания ), а ближе к полюсам темнеет недостаточно, чтобы стали видны облака. Они происходят летом, с середины мая до середины августа в северном полушарии и с середины ноября до середины февраля в южном полушарии. Они очень тусклые и разреженные, и их можно наблюдать только в сумерках около восхода и заката, когда облака нижних слоев атмосферы находятся в тени, но серебристое облако освещено Солнцем. Лучше всего их видно, когда Солнце находится на 6–16 ° ниже горизонта. Хотя серебристые облака встречаются в обоих полушариях, они наблюдались тысячи раз в северном полушарии и менее 100 раз в южном. Серебристые облака южного полушария более тусклые и встречаются реже; кроме того, южное полушарие имеет меньшее население и меньшую площадь суши, с которой можно проводить наблюдения.

Эти облака можно изучать с земли, из космоса и непосредственно с помощью зондирующей ракеты. Кроме того, некоторые серебристые облака состоят из более мелких кристаллов, 30 нм или меньше, которые невидимы для наблюдателей на земле, потому что они не рассеивают достаточно света.

Формы

Облака могут показывать большое количество разнообразных узоров и форм. Схема идентификации была разработана Фоглом в 1970 году и классифицировала пять различных форм. С тех пор эти классификации были изменены и подразделены. В результате более поздних исследований Всемирная метеорологическая организация теперь распознает четыре основные формы, которые можно подразделить. Покровы типа I очень тонкие и не имеют четко выраженной структуры, чем-то напоминающей перисто-слоистые или плохо выраженные перистые. Полосы типа II представляют собой длинные полосы, которые часто встречаются группами, расположенными примерно параллельно друг другу. Обычно они расположены шире, чем полосы или элементы, видимые в перисто-кучевых облаках. Волны типа III - это расположенные близко друг к другу, примерно параллельные короткие полосы, которые в основном напоминают перистые облака. Водовороты типа IV представляют собой частичные или, реже, полные кольца облаков с темными центрами.

См. Также

  • icon Метеорологический портал
Викискладе есть материалы, связанные с серебристыми облаками.

Примечания

Ссылки

Внешние ссылки

На Викискладе есть материалы, связанные с серебристыми облаками.

Последняя правка сделана 2021-05-31 11:33:52
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте