Сріблясті хмари

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Сріблясті хмари
Сріблясті хмари над озером Сайма, Фінляндія
Сріблясті хмари над озером Сайма, Фінляндія
Абревіатура NLC/PMC
Висота 76,000-85,000 м
Опади ні

Сріблясті хмари — рідкісні атмосферні явища, подібні до хмар, видимі в глибоких сутінках. Складаються з водяної криги. Зазвичай спостерігаються влітку, між 50° та 70° північної та південної широти.

Це найвищі хмари в атмосфері Землі, розташовані в мезосфері на висотах між 76 та 85 км. Зрідка спостерігаються в Україні.

Сріблясті хмари досі повністю не вивчені. Це порівняно молоде метеорологічне явище — не існує даних про їх спостереження до 1885 року. Супутник AIM[en], запущений NASA 25 квітня 2007 року, займається вивченням сріблястих хмар з орбіти.

Формування[ред.ред. код]

Нічні хмари або сріблясті хмари складаються з дрібних кристалів водяного льоду до 100 нм в діаметрі [1] і існують на висоті близько 76—85 км [2], вище, ніж будь-які інші хмари в земній атмосфері. [3] Хмари в нижній частині атмосфери Землі формуються, коли вода збирається на частинках пилу, але мезосферні хмари, на додачу до звичайного способу формування, можуть утворюватися безпосередньо з парів води. [4][5]

Дані супутника АІМ[en] свідчать, що для формування сріблястих хмар потрібні водяна пара, пил і дуже низька температура. [6] Джерела пилу і парів води у верхніх шарах атмосфери ще точно не відомі. Пил, імовірно, походить з мікрометеорів, хоча можливими джерелами є також частинки вулканічного попелу і пилу з тропосфери. Пара може підніматися через проміжки в тропопаузі, а також формуватися внаслідок реакції метану з гідроксильними групами в стратосфері. [7]

Було встановлено, що вихлопи з шатлів, які майже повністю складаються з парів води, після відриву твердопаливного прискорювача на висоті близько 46 км, генерують незначні поодинокі хмари. Близько половини парів при цьому випускається в термосфері, як правило, на висоті від 103 до 114 км. [8] У серпні 2014 року запуск SpaceX Falcon 9 викликав сріблясті хмари над містом Орландо у штаті Флорида. [9]

Вихлоп може досягти полярних регіонів протягом часу, що трохи перевищує одну добу, хоча точний спосіб такого швидкісного перенесення невідомий. В міру наближення парів до полюса, вони опускаються з термосфери в холоднішу мезосферу. [10] Хоча описаний механізм є причиною появи деяких сріблястих хмар, малоймовірно, що він становить суттєву частку явища в цілому.[7]

Оскільки мезосфера містить дуже мало вологи (приблизно в сто мільйонів разів менше, ніж пустельне повітря з Сахари) [11] і є надзвичайно розрідженою, кристали льоду можуть утворюватися тільки при температурах нижче -120° С. [7] Це означає, що сріблясті хмари утворюються переважно в літній час, коли мезосфера, всупереч інтуїтивному очікуванню, є найбільш холодною [12], а також що їх не можна побачити (навіть якщо вони присутні) на широтах вище полярного кола, де в цю пору року Сонце ніколи не опускається достатньо низько під горизонт. [13] Сріблясті хмари утворюються в основному поблизу полярних районів, [5] тому що мезосфера тут найхолодніша. [13] Хмари в південній півкулі розташовуються приблизно на 1 км вище, ніж у північній півкулі. [5]

Ультрафіолетове випромінювання Сонця руйнує молекули води, зменшуючи їхню кількість, доступну для формування сріблястих хмар. Інтенсивність випромінювання періодично змінюється протягом сонячного циклу. Супутники зафіксували зменшення яскравості хмар зі збільшенням ультрафіолетового випромінювання протягом останніх двох сонячних циклів. Було виявлено, що зміни в хмарах відбуваються вслід за змінами в інтенсивності ультрафіолетових променів із затримкою близько року, але причина такого тривалого відставання поки що невідома. [14]

Сріблясті хмари мають високу радіолокаційну відбивну здатність [12] у діапазоні частот від 50 МГц до 1,3 ГГц. [15] Це явище погано вивчене, але можливе пояснення полягає в тому, що частинки льоду покриваються тонкою металевою плівкою, яка складається з натрію і заліза, що робить хмару набагато менш проникною для радарів [12], хоча таке пояснення залишається доволі спірним. [16] Ймовірно, атоми натрію й заліза надходять з мікрометеорів і випадають у шар атмосфери трохи вище сріблястих хмар. Вимірювання показали, що їхня концентрація суттєво менша, коли присутні хмари. Інші експерименти показали, що при екстремально низьких температурах, характерних для сріблястих хмар, пари натрію можуть швидко осідати на поверхню кристалів льоду. [17]

Примітки[ред.ред. код]

  1. Phillips, Tony (August 25, 2008). Strange Clouds at the Edge of Space. NASA. 
  2. Hsu, Jeremy (2008-09-03). Strange clouds spotted at the edge of Earth's atmosphere. USAtoday. 
  3. Simons, Paul (2008-05-12). Mysterious noctilucent clouds span the heavens. TimesOnline. Процитовано 2008-10-06. 
  4. Murray, B.J.; Jensen, E.J. (2000). Homogeneous nucleation of amorphous solid water particles in the upper mesosphere. J. Atm. Sol-Terr. Phys. 72 (1). с. 51–61. Bibcode:2010JASTP..72...51M. doi:10.1016/j.jastp.2009.10.007. 
  5. а б в Chang, Kenneth (2007-07-24). First Mission to Explore Those Wisps in the Night Sky. New York Times. Процитовано 2008-10-05. 
  6. Appearance of night-shining clouds has increased. Science Daily. April 11, 2014. Процитовано May 7, 2014. 
  7. а б в About NLCs, Polar Mesospheric Clouds, from Atmospheric optics
  8. Naval Research Laboratories (2003-03-06). "Study Finds Space Shuttle Exhaust Creates Night-Shining Clouds". Прес-реліз. Переглянутий 2008-10-19.
  9. https://twitter.com/SpaceX/status/498935052235857921 11 Aug 2014 SpaceX Falcon 9 caused spectacular noctilucent clouds
  10. STUDY FINDS SPACE SHUTTLE EXHAUST CREATES NIGHT-SHINING CLOUDS. NASA. 2003-06-03. Процитовано 2008-10-05. 
  11. Phillips, Tony (2003-02-19). Strange Clouds. NASA. Процитовано 2008-10-05. 
  12. а б в Caltech (2008-09-25). "Caltech Scientist Proposes Explanation for Puzzling Property of Night-Shining Clouds at the Edge of Space". Прес-реліз. Переглянутий 2008-10-19.
  13. а б Noctilucent clouds. Australian Antarctic Division. 
  14. Cole, Stephen (2007-03-14). AIM at the Edge of Space. NASA. 
  15. Project Studies Night Clouds, Radar Echoes. ECE News (Virginia Tech). Fall 2003. с. 3. Процитовано 2008-10-19. 
  16. Rapp, M.; Lubken, F.J. (2009). Comment on 'Ice iron/sodium film as cause for high noctilucent cloud radar reflectivity' by P. M. Bellan. Geophys. Res, Lett. 114 (D11). с. D11204. Bibcode:2009JGRD..11411204R. doi:10.1029/2008JD011323. 
  17. Murray, B.J.; Plane, J.M.C. (2005). Uptake of Fe, Na and K atoms on low-temperature ice: implications for metal atom scavenging in the vicinity of polar mesospheric clouds. Phys. Chem. Chem. Phys. 7 (23). с. 3970–3979. Bibcode:2005PCCP....7.3970M. doi:10.1039/b508846a. PMID 19810327. 

Посилання[ред.ред. код]