Новости

Облака нижнего яруса

Тучи, которые опускаются ниже всего над землей, относят к облакам нижнего яруса. Им характерна высокая однородность и низкая масса — когда они опускаются на землю. Ученые-метеорологи не отделяют их от обычного тумана. Тем не менее разница между ними есть — одни просто заслоняют небо, а другие могут разразиться большими дождями и снегопадами.

К тучам, способным дать сильные осадки, относятся слоисто-дождевые облака. Они самые большие среди туч нижнего яруса.  Толщина таких облаков достигает нескольких километров, а линейные измерения превышают тысячи километров. Они представляют собой однородную серую массу — взгляните на небо во время продолжительного дождя, и вы наверняка увидите слоисто-дождевые облака.

Другой вид облаков нижнего яруса — это слоисто-кучевые облака, поднимающиеся над землей на 600–1500 метров. Они представляют собой группы из сотен серо-белых туч, разделенных небольшими просветами. Такие облака мы обычно видим в дни переменной облачности. С них редко идет дождь или снег.

Последний вид нижних облаков — это обычные слоистые облака. Вот именно они застилают небо в пасмурные дни, когда с неба пускается мелкая морось. Они очень тонкие и низкие — высота слоистых облаков в максимуме достигает 400–500 метров. Их структура очень напоминает строение тумана — опускаясь ночью к самой земле, они часто создают густую утреннюю дымку.

Облака вертикального развития

Нижняя граница облаков вертикального развития пролегает на небольшой высоте в 800–2000 метров. Облака вертикального развития серьезно устремляются вверх — их толщина может достигать 12–14 километров, что подталкивает их верхний предел к границам тропосферы. Еще такие облака называют конвективными. Такое название обусловлено тем, что из-за больших размеров вода в них приобретает разную температуру, что порождает конвекцию — процесс перемещения горячих масс наверх, и холодных — вниз. Поэтому в облаках вертикального развития одновременно существуют водный пар, мелкие капельки, снежинки и даже целые кристаллы льда.

Основным типом вертикальных облаков являются кучевые облака — громадные белые тучи, напоминающие рваные куски ваты или айсберги. Для их существования необходима высокая температура воздуха — поэтому в средней полосе России они появляются только летом и тают к ночи. Их толщина достигает нескольких километров.

Однако когда кучевые облака имеют возможность собраться вместе, они создают куда более грандиозную форму — кучево-дождевые облака. Именно с них идут сильные ливни, град и грозы летом. Существуют они только несколько часов, но при этом разрастаются ввысь до 15 километров — верхняя их часть достигает температуры –10°C и состоит из кристалликов льда.

На верхушках самых больших кучево-дождевых туч формируются «наковальни» — плоские области, напоминающие гриб или перевернутый утюг. Это происходит на тех участках, где облако достигает границы стратосферы — физика не позволяет распространяться дальше, из-за чего кучево-дождевая туча расползается вдоль предела высоты.

Облака среднего яруса

В промежуточной части тропосферы (на высоте от 2–7 километров в средних широтах) находятся облака среднего яруса. Им свойственны большие площади — на них меньше влияют восходящие потоки от земной поверхности и неровности ландшафта — и небольшая толщина в несколько сот метров. Это те облака, которые «наматываются» вокруг острых пиков гор и зависают возле них.

Сами облака среднего яруса делятся на два основных типа — высокослоистые и высококучевые.

Высокослоистые облака — это одна из составляющих сложных атмосферных масс. Они представляют собой однородную, серовато-синюю пелену, через которую видны Солнце и Луна — хотя протяженность высокослоистых облаков составляет тысячи километров, их толщина составляет всего несколько километров.

Серая плотная пелена, которая видна из иллюминатора самолета, летящего на большой высоте — это именно высокослоистые облака. Часто из них идут длительные дожди или снег.

Высококучевые облака, напоминающие мелкие куски рваной ваты или тонкие параллельные полосы, встречаются в теплую пору года — они образуются при поднятии теплых воздушных масс на высоту 2–6 километров. Высококучевые облака служат верным индикатором грядущей перемены погоды и приближения дождя — создать их может не только естественная конвекция атмосферы, но и наступления холодных воздушных масс. С них редко идет дождь — однако тучи могут сбиться вместе и создать одно большое дождевое облако.

Состав облаков

В зависимости от состава делятся на 3 группы:

1. Водяные – полностью состоят из капель воды (выше -10 ℃). При минусовых температурах капли переохлаждаются.
2. Ледяные или кристаллические – полностью состоят из ледяных кристаллов (ниже -15 ℃).
3. Смешанные – смесь ледяных кристаллов и капель воды (от -10 до -15 ℃).

Капли воды и кристаллы называются облачными элементами. Размеры капель существенно колеблются. Их определяют при помощи метода микрофотографирования (создание фото с высоким увеличением).

Кристаллы льда и капли воды

Когда облако только начинает образовываться, диаметр капель в нем варьируется в пределах 5-50 мкм (1 мкм = 0,001 мм). На этапе развития облака капли становятся крупнее – от 50 до 200 мкм в диаметре. Они начинают понемногу падать, при этом в метеорологии говорят о мелком дожде – измороси. В дальнейшем капли могут преобразовываться в дождевые – диаметром от 500 до 5000 мкм.

Интересный факт: облака кажутся легкими и «воздушными», однако в действительности вес крупного облака – около 1 тонны.

Кристаллы имеют разную форму и размер в зависимости от влажности и температуры воздуха. Большинство называются полными и по форме напоминают шестигранную призму. Если высота такого кристалла по сравнению с основанием небольшая – это пластина. Кристаллы противоположной формы – это ледяные столбики. Также встречаются элементы сложной формы, иглообразные.

Таким образом, капли воды отличаются малым размером, но их плотность в составе облака равна нескольким сотням в 1 см³. Кристаллы, наоборот, более крупные, но отличаются меньшей плотностью – до 100 в 10 см³.

Еще одной важной характеристикой является водность – это количество воды, которое содержится в 1м³ облака. Средние показатели водности:

• облака с мелкими каплями – до 1 г/м³;
• кучевые – 2 г/м³;
• кучево-дождевые – 4-5 г/м³;
• кристаллические – до 0,02 г/м³;
• смешанные – 0,2-0,3 г/м³.

Редкие виды облаков

Если кучевые, перистые и прочие облака – обычное явление, то увидеть на небе нижеописанные разновидности можно считать удачей.

Утренняя глория

Низкорасположенные атмосферные волны, которые чаще всего наблюдаются в северной части Австралии (залив Карпентария). Специалисты до сих пор не могут определить точную причину образования таких облаков. Они простираются на сотни километров в длину, расположены на высоте 100-200 м.

Утренняя глория

Грозовой воротник

Другое название – валовое облако. Также это общее название для определенной разновидности кучево-дождевых облаков, напоминающих по форме длинный вал. Зачастую грозовой воротник образуется на границе атмосферных фронтов на высоте от 100 до 2000 м. Приносит с собой шквалы, ливни, грозы, перепады давления возле поверхности земли. Утренняя глория считается наиболее редкой разновидностью грозовых воротников.

Грозовой воротник

Эффект Fallstreak

Когда в сплошном слое высококучевых или перисто-кучевых облаков появляется разрыв, речь идет об эффекте Fallstreak. Большие дыры появляются в результате падающих ледяных кристаллов. Они образуются в верхних ярусах или даже в выхлопных газах пролетающего самолета.

Эффект Fallstreak после торнадо, прошедшего в Мельбурне, Австралия

При соблюдении нескольких условий (температура воздуха, влажность, переохлажденные капли воды) кристаллы в процессе падения поглощают воду и увеличиваются в размерах. Вода в облаке испаряется и образуется разрыв.

Лентикулярные облака

Лентикулярные (линзовидные) облака не перемещаются по небу в независимости от силы ветра. Они возникают между двумя воздушными слоями либо на гребне воздушных волн. Устойчивость связана с тем, что процессы конденсации и испарения происходят непрерывно в волновых потоках. Часто расположены рядом с горными хребтами на высоте 2-15 км.

Лентикулярное облако

Облака Кэльвина Хельмхольца

Напоминают морские волны и формируются, когда два воздушных слоя движутся с разной скоростью. При этом верхний слой перемещается быстрее, нижний – медленнее. Чаще встречаются при сильном ветре и меняющейся плотности воздуха.

Облака Кэльвина Хельмхольца

Грибовидное облако

Облако грибовидной формы образуется не только в результате ядерного либо термоядерного взрывов. Оно может сформироваться впоследствии обыкновенного взрыва при условии отсутствия различных помех (например, ветра). Сюда же относятся взрывы, вызванные падением метеорита, извержением вулкана.

Грибовидное облако над действующим вулканом Этна, Сицилия

Серебристые облака

У данного редкого явления есть несколько названий. Среди них – ночные светящиеся облака. Дело в том, что рассмотреть их можно только при условии глубоких сумерек или в ходе солнечного затмения. Эти облака расположены достаточно высоко – в среднем на высоте 82 км. Их исследование проводилось не только с Земли, но и при помощи ракетных зондов.

Серебристые облака
Интересный факт: большой вклад в изучение серебристых облаков сделал русский астроном – Витольд Цераский. Доказано, что данное явление свойственно не только Земле, но и другим планетам, например, Марсу. В 2007 году запущен спутник НАСА AIM, среди задач которого – исследование серебристых облаков.

Облака-медузы

Облака получили такое название за счет сходства по форме с медузами. Они образуются в местах столкновения влажного (от течения Гольфстрим) и сухого (атмосферного) воздуха. Нижняя часть, напоминающая щупальца, формируется из-за выпадающих, но мгновенно испаряющихся капель.

Облака-медузы

Вымеобразные облака

Облака с характерной сумчатой структурой. Каждая ячейка имеет размер около 500 метров. Считаются очень редкими (встречаются пару раз на 10 лет) и образуются в связи с тропическими циклонами.

Вымеобразные облака

Перламутровые облака

Формируются на высоте приблизительно от 20 до 30 км. Очень редкие, но их невозможно спутать с другими видами облаков благодаря специфическому цвету. Формируются в зимне-весенний период и видимы только перед восходом либо после заката солнца.

Перламутровые облака

Серебристые облака

Дата: 05.06.2019

Ночное летнее небо – светится! Нежное, прозрачное, небесное «серебро» уже наблюдают на широтах Москвы. Пришла пора серебристых облаков, которая продлится все лето. Наблюдать эти легкие, ночные, светящиеся облака лучше около полуночи над северо-западным горизонтом.

Серебристые облака – самые высокие облачные образования в земной атмосфере, возникающие на высотах 70-95 км. Их называют также полярными мезосферными облаками (polar mesospheric clouds, PMC) или ночными светящимися облаками (noctilucent clouds, NLC). Это светлые полупрозрачные облака, которые иногда видны на фоне темного неба летней ночью в средних и высоких широтах.

«Облака эти ярко блистали на ночном небе чистыми, белыми, серебристыми лучами, с лёгким голубоватым отливом, принимая в непосредственной близости от горизонта жёлтый, золотистый оттенок» – так описывает ночные светящиеся облака Витольд Карлович Цераский, впервые наблюдавший их 12 июня 1885 года в Москве.

Серебристые облака образуются в верхних слоях атмосферы, на высотах 80-90 км и освещаются Солнцем, неглубоко опустившимся под горизонт (поэтому в Северном полушарии они наблюдаются в северной части неба, а в Южном полушарии – в южной). Для их образования необходимо сочетание трёх факторов: достаточное количество водяного пара; очень низкая (до минус 100 градусов С) температура; наличие мельчайших пылевых частиц, на которых конденсируются пары воды, превращаясь в кристаллики льда. При формировании серебристых облаков центрами конденсации влаги, вероятно, служат частицы метеоритной пыли. Солнечный свет, рассеянный крошечными кристаллами льда, дает облакам их характерный голубовато-синий цвет. Из-за своего высотного положения серебристые облака светятся только в ночное время, рассеивая солнечный свет, который попадает на них из-под горизонта. Днем, даже на фоне чистого голубого неба эти облака не видны: очень уж они тонкие, «эфирные». Лишь глубокие сумерки и ночная тьма делают их заметными для наземного наблюдателя. Правда, с помощью аппаратуры, поднятой на большие высоты, эти облака можно регистрировать и в дневное время. Легко убедиться в поразительной прозрачности серебристых облаков: сквозь них прекрасно видны звезды.

Наблюдать серебристые облака можно лишь в летние месяцы в Северном полушарии, лучше всего в июне-июле, обычно с середины июня до середины июля, и лишь на географических широтах от 45 до 70 градусов, причем в большинстве случаев они чаще видны на широтах от 55 до 65 градусов. В Южном полушарии их наблюдают в конце декабря и в январе на широтах от 40 до 65 градусов. В это время года и на этих широтах Солнце даже в полночь опускается не очень глубоко под горизонт, и его скользящие лучи освещают стратосферу, где на высоте в среднем около 83 км появляются серебристые облака. Как правило, серебристые облака видны невысоко над горизонтом, на высоте 3-10 градусов в северной части неба (для наблюдателей Северного полушария). При внимательном наблюдении их замечают ежегодно, но высокой яркости они достигают далеко не каждый год.

До настоящего времени в научном сообществе нет единого мнения относительно происхождения серебристых облаков. Тот факт, что это атмосферное явление не наблюдалось до 1885 г., многих учёных привел к мысли, что их появление связано с мощным катастрофическим процессом на Земле – извержением вулкана Кракатау в Индонезии 27 августа 1883 г., когда в атмосферу было выброшено около 35 млн тонн вулканической пыли и огромная масса водяного пара. Высказывались и другие гипотезы: метеорная, техногенная, гипотеза о «солнечном дожде» и т.п. Но до сих пор многие факты в этой области неполны и противоречивы, поэтому серебристые облака продолжают оставаться волнующей проблемой для многих естествоиспытателей.

Перспективы активности

В настоящее время самым дискуссионным остается вопрос о наличии долговременных трендов в характеристиках СО, и тому есть причины. Дело в том, что эти облака — очень тонкие по структуре атмосферные образования (как отмечалось выше, размер ледяных частиц составляет десятки нанометров, т. е. порядка одной тысячной толщины человеческого волоса). Небольшие вариации температуры или влажности в летней мезопаузе способны существенно изменить активность формирования и существования СО. Следовательно, ночные светящиеся облака могут служить прекрасным естественным индикатором возможных климатических изменений, происходящих в земной атмосфере. Данная тема сегодня очень актуальна как в научных, так и в политических сообществах, она широко обсуждается в интернете, в печати и докладах об изменениях климата на уровне глав государств. Единого мнения по вопросу, происходят ли действительно эти изменения, нет, и сомнения сохраняются, как мы покажем ниже на примере активности СО за последние десятилетия. Кроме того, так исторически сложилось, что существуют два различных атмосферных сообщества («наземное» и «космическое»), которые отстаивают две противоположные точки зрения о наличии трендов в активности СО. «Наземное» научное сообщество (к которому относится наша группа) опирается на долговременные измерения активности СО, выполненные в Московской обл. за период с 1962 г. по настоящее время. «Космическое» сообщество изучает активность СО на основе спутниковых измерений начиная с 1978 г. В конце прошлого — начале нашего века было опубликовано достаточно много научных работ, которые показывали, что согласно наземным наблюдениям, значимые вековые тренды в активности СО отсутствуют, а согласно космическим — присутствуют. И здесь нужно отметить, что обработка космических измерений СО — дело нетривиальное, сопряженное с рядом объективных трудностей. В их число входят такие, как единая калибровка измерений, полученных различными спутниками, а также выбор порогового значения сигнала для идентификации присутствия или отсутствия слоя СО в анализируемых данных. Кроме того, активность СО сильно зависит от широты места наблюдения: например, частота появлений СО может увеличиваться в полярных широтах (65–90°), но оставаться неизменной в средних и приполярных широтах (50–65°).

Теперь рассмотрим долговременные наземные наблюдения СО в Московской области. Верхняя часть рис. 5 показывает частоту появлений СО (число появлений СО, нормированное на число ясных и полуясных ночей за каждый летний сезон наблюдений). Хорошо заметно, что за период 1962–2014 гг. долговременной тренд в частоте появлений СО близок к нулю (0,0002±0,0029 число / год). Нижняя часть этого рисунка иллюстрирует относительную яркость СО в баллах (суммарную яркость СО, нормированную на число ясных и полуясных ночей за каждый летний сезон). Видно, что имеется слабый положительный долговременной тренд (0,051±0,066 балл / год), но он статистически незначим

В наших предыдущих работах показано отсутствие статистически значимых трендов по другим независимым наблюдениям светящихся облаков в Дании, Литве, Канаде и Шотландии за последние два-три десятилетия, а обобщение этой важной темы представлено в недавней работе [], где еще раз убедительно продемонстировано, что значимого увеличения активности СО на 57–62° с. ш. нет

В недавней публикации «космического» сообщества вырисовывается похожая картина []. Авторы тоже пришли к выводу, что за период 1979–2013 гг. статистически значимые вековые тренды отсутствуют как в частоте появлений, так и в яркости СО на средних и субполярных широтах в диапазоне 50–64° с. ш. Отметим, что в данной работе был использован новый критерий для порога регистрации сигнала СО, благодаря чему и были определены новые значения трендов, близкие к нулю и статистически незначимые (в противоположность результатам своих более ранних работ, показывающих статистически значимые положительные тренды в частоте и яркости СО в данном широтном диапазоне). Все эти новейшие достижения резюмированы в []. На самом деле противоречий между наземными наблюдениями и космическими измерениями СО не обнаруживается, если рассматривать один и тот же временной период их наблюдений на средних и субполярных широтах 50–64° Северного полушария.

Астероид и метеорные потоки в июле 2020 года

Центр малых планет Международного астросоюза сообщает, что в июле 2020 года к Земле приблизится астероид и не один, а целых семнадцать. Самый большой астероид – диаметром 129 метров под названием 2002 BF25 пролетит 21 июля на расстоянии, которое в 9 раз превышает путь от Земли до Луны. А вот один из астероидов уже пролете вчера – первого июля. Называется он 2020 МК3, двигался на расстоянии в два пути от Земли до Луны, его диаметр составил 24 метра.

В самом конце июля 2020 года мы будем иметь возможность наблюдать метеорный поток Южные Дельта-Аквариды. Зенитное число метеоров в нем в этом году по ожиданиям достигнет 25. Чем южнее вы будете находиться, тем ярче поток будете видеть. Наблюдать лучше во второй половине ночи.

Второй метеорный поток июля 2020 – это Персеиды.  Его можно увидеть со второй половины июля, а пик наступит в августе – 12-13 числа. Лучше всего его будет видно в Крыму, да и вообще в Южных широтах нашей страны. Хотя и Москва, Казань, Самара и так далее ежегодно рапортует об отличной его видимости – до ста метеоров в час.

И снова о глобальных климатических изменениях

Прежде всего мы должны сделать важное, на наш взгляд, замечание о сути климатических изменений, возможно, происходящих в земной атмосфере. Как известно, три главных парниковых газа (CO2, H2O и CH4) рассеивают обратно к поверхности Земли ее инфракрасное излучение, приводя таким образом к знакомому всем «парниковому эффекту» (рис. 6)

В том случае, если происходит увеличение концентрации парниковых газов, температура в нижней части атмосферы до высоты 10 км должна постепенно расти. Однако существует обратная сторона этого процесса: температура средней и верхней атмосферы должна постепенно уменьшаться одновременно с увеличением температуры в тропосфере. Данная схема показана в левой части рис. 6: красная прямая линия схематично изображает увеличение температуры в тропосфере, а синяя — уменьшение температуры в средней и верхней атмосфере. Этот очевидный эффект следует из закона сохранения энергии для теплового излучения, переизлучаемого поверхностью Земли в космическое пространство.

Выше мы обосновали, что статистически значимых трендов ни в яркости, ни в частоте появлений СО нет, что также верно и для спутниковых наблюдений СО в средних и субполярных широтах 50–64° с. ш. Яркость облаков — сильная степенная функция от концентрации молекул воды (значение показателя степени зависит от различных подходов к моделированию формирования ледяных частиц в мезопаузе и варьируется в пределах от двух до восьми). В работе [] показано: если существуют долговременные тренды в температурном и влажностном режиме в летней мезопаузе, они должны быть одного знака: либо оба отрицательные, либо оба положительные. Но пока долговременный тренд в температуре в области летней мезопаузы инструментально однозначно не определен, на вопрос о его существовании уверенно ответить нельзя.

Недавние модельные исследования [] для области верхней мезосферы и мезопаузы показали: наряду со статистически значимым отрицательным многолетним (1961–2009) температурным трендом имеется и положительный тренд в концентрации водяного пара, что можно было бы объяснить увеличением метана в мезосфере из-за антропогенной активности. Однако, как мы отмечали выше, в реальности должны наблюдаться тренды или одного знака, или нулевые. Только в последнем случае можно объяснить наблюдаемую многолетнюю неизменность в яркости и частоте появлений серебристых облаков за последние полвека.

В настоящее время рассматриваемые вопросы о долговременных трендах в параметрах ночных облаков и в свойствах летней мезопаузы остаются открытыми и, несомненно, требуют дальнейших рядов наблюдений СО, а также нового моделирования физических и динамических процессов, происходящих в летней мезопаузе.

Начало эпохи

Об истории открытия облаков необычного вида мы уже рассказывали читателям журнала, здесь вспомним лишь двоих исследователей — нашего соотечественника и автора названия. Русский астроном, приват-доцент, а позже профессор Московского университета Витольд Карлович Цераский регулярно проводил фотометрические измерения блеска звезд в период с 1875 по 1916 г. Под утро 30 мая 1885 г

(12 июня по новому стилю) он возвращался в Московскую обсерваторию после загородной прогулки, и его внимание неожиданно привлекли удивительно яркие светящиеся облака, переливающиеся на фоне сумеречного сегмента []

Важно отметить, что странные облака были замечены одновременно и повсеместно в Европе и России в июне и июле 1885 г. Среди западных первооткрывателей и исследователей ночных облаков стоит выделить немецкого астронома Отто Йессе, посвятившего часть своей жизни изучению именно ночных облаков и предложившего поэтичное название «серебристые облака», которое в России закрепилось как научный термин

Эквивалентный международный термин — noctilucent clouds, NLC (ночные светящиеся облака)

Среди западных первооткрывателей и исследователей ночных облаков стоит выделить немецкого астронома Отто Йессе, посвятившего часть своей жизни изучению именно ночных облаков и предложившего поэтичное название «серебристые облака», которое в России закрепилось как научный термин. Эквивалентный международный термин — noctilucent clouds, NLC (ночные светящиеся облака).

Часто можно услышать такой вопрос: «Почему серебристые облака не были замечены до 1885 г.?». Исследуя исторический аспект изучения серебристых облаков (СО) [], мы убедились, что первые надежные наблюдения СО были выполнены действительно в июне 1885 г. И Цераский, и Йессе специально отмечали, что не могли бы пропустить такие облака, появись они в прежние годы . Вообще-то в литературе сохранились более ранние описания ночных облаков, но среди них нет ни одного свидетельства, которое бы однозначно приводило признаки, присущие серебристым облакам. Поэтому такие сообщения всегда будут оставаться неопределенными.

Предполагается, что причина грандиозных появлений СО летом 1885 г. заключается в двух вулканических извержениях, произошедших практически одновременно в 1883 г. Первое, длительное, закончилось катастрофой — вулкан Кракатау в Индонезийском архипелаге в конце августа взорвался, выбросив в атмосферу огромное количество водяного пара (100–200 Мт) и вулканической пыли (20 км3). Второе мощное извержение состоялось 6 октября: проснулся вулкан Августин на юге Аляски, который также внес свой вклад в атмосферу в виде выброшенного водяного пара и аэрозольных частиц. Благодаря глобальному переносу воздушных масс и вертикальной диффузии водяной пар и вулканическая пыль через полтора года поднялись высоко в атмосферу до высот 80–90 км в субполярных и полярных широтах, где под воздействием низких температур послужили «строительным материалом» для образования колоссального числа ледяных частиц. Именно последние и образовали необычно яркие и протяженные поля серебристых облаков, зарегистрированные многочисленными наблюдателями в Европе и России летом 1885 г.

Необходимо отметить тот факт, что после 1885 г. ночные светящиеся облака появлялись практически каждый год уже без заметной корреляции с вулканическими извержениями XX–XXI в. Вероятной причиной этого эффекта стало постепенное увлажнение области высот 80–90 км, связанное с ростом концентрации метана, — предположительно из-за усиления антропогенной (индустриальной) активности в конце XIX — начале XX в. []. Об этом еще пойдет речь впереди.

Космические будни

Строго говоря, определение «ночные облака» применять в нашей космической эре не совсем корректно, поскольку серебристые облака существуют и в дневное время и их можно наблюдать со спутников и орбитальных станций «с изнанки», сверху. Наблюдаемые из космоса облака в литературе принято называть полярными мезосферными (ПМО или, по-английски, PMC). Впервые их удалось заметить космонавту А. А. Леонову 18–19 марта 1965 г. с борта космического корабля «Восход-2». Первые же целенаправленные наблюдения ПМО были выполнены в мае и июле 1973 г. исследователем П. Вейцем с борта американской орбитальной станции Skylab.

С 1978 г. регулярные исследования ПМО ведутся в основном американскими геофизическими спутниками НАСА. До недавнего времени наблюдения с них проводились в так называемой лимбовой геометрии (прибор сканировал участок атмосферы вблизи касательной к земному шару, при этом ПМО регистрировались как светлые точки). Для такого сканирования используются ультрафиолетовые (252–292 нм) фотометры, которые измеряют интенсивность солнечного света, рассеянного частицами ПМО под разными углами. При этом спутник, в отличие от земного наблюдателя, не ограничен погодными условиями и временем суток и может регистрировать ПМО круглосуточно.

Космонавты и астронавты часто наблюдают серебристые облака через иллюминаторы орбитальных станций

Значительное внимание серебристым облакам уделяли отечественные космонавты В. В. Коваленок, Г. М. Гречко, А. С. Иванченков, В. П. Савиных, В. Г. Титов, А. Ю. Калери, О. В. Котов, Ф. Н. Юрчихин. В течение 10–15 мин им удавалось увидеть яркие протяженные поля СО на фоне атмосферного лимба, тогда как наблюдателям с Земли для этого требовалась целая ночь

Замечательный фотоархив снимков светящихся облаков, сделанных Юрчихиным с борта Международной космической станции (МКС), можно посмотреть на его . Один из таких снимков представлен на рис. 2. Недавно, в марте 2014 г., на внешней стороне МКС были установлены четыре обзорные видеокамеры, которые работают автоматически в реальном времени и при удачном стечении обстоятельств могут зарегистрировать СО, появившиеся на средних широтах.

25 апреля 2007 г. с целью изучения СО был успешно запущен американский космический аппарат AIM (Aeronomy of Ice in the Mesosphere — ‘микрофизика льда в мезосфере’), продолжающий работать и в настоящее время. Огромное преимущество данного проекта — возможность регистрации СО при вертикальной геометрии, т. е. наблюдение светящихся облаков в надире на фоне поверхности Земли. Фотокамеры одного из его научных приборов CIPS (Cloud Imaging and Particle Size — ‘пространственное регистрирование облаков и оценка размера частиц’) направлены на земную поверхность и делают фотосъемку в жесткой ультрафиолетовой (УФ) части спектра на длине волны 265 нм. Вообще-то из-за полного поглощения жестких УФ-лучей озоновым слоем на высоте 20–40 км земная поверхность невидима для космических фотокамер на данной длине волны. Но если образуются серебристые облака (располагающиеся выше озонового слоя), они рассеивают УФ солнечный свет и становятся заметны на черном фоне снимков. Данная методика позволяет определять положение СО относительно земли с точностью до 1 км, а также определять «тонкую» структуру облаков, т. е. изучать мелкомасштабные волновые процессы с длиной волны до 5 км. Космические снимки показывают, что СО непрерывно существуют в летний период и наблюдаются круглосуточно в полярных регионах обоих полушарий выше широт 70°. Можно сказать, что над полярными регионами нашей планеты (но только в летнее время) образуется ледяной «континент» в атмосфере на высотах 80–85 км, иллюстрацией чему служит композиционный снимок на рис. 3. От «континента» часто откалываются «айсберги», которые постепенно перемещаются в субполярные и средние широты благодаря ветру, имеющему летом компоненту в направлении с севера на юг, и эти айсберги становятся видимыми наблюдателю с поверхности земли в ночное время как поля серебристых облаков.

Интересные факты

Первые качественные снимки серебристых облаков были получены немецким ученым Отто Йессе еще в 1887 году.

Уникальные атмосферные образования этого типа очень трудно отличить от их перистых собратьев, поэтому периодически в среде любителей небесных световых шоу в этом вопросе возникает путаница.

Для жителей России оптимальной областью наблюдения интересного явления будут широты с 55° по 58°.

В нашем полушарии изучение и исследование серебристых облаков доступно только астрономам и метеорологам из РФ, Канады и Северной Европы. Причем максимальный вклад открытий в этой сфере принадлежит не профессиональным ученым, а любителям.

Высотный диапазон, в котором протекают процессы формирования явления, необъяснимым образом способен сжиматься до 80-85 км, расширяясь после до 60-120 км.

Основной причиной красочного свечения серебристых облаков является эффект рассеивания ультрафиолетового спектра солнечных лучей.

К 2007 году специалисты НАСА разработали и запустили в действие проект AIM. Миссию составил спутник, аппаратура которого фиксирует основные процессы, происходящие в мезосфере нашей планеты. Высокоточные приборы расширили область знаний о химическом составе серебристых облаков, проведя анализ и замеры кристаллов льда, газовых молекул и частиц космической пыли.

Лекция О.С. Угольникова про серебристые облака