Чрезвычайно редкое явление — появление в зимнем небе Сибири серебристых облаков, обычно наблюдаемых летом, объяснил ученый из Института космических исследований (ИКИ) РАН Олег Угольников, 16 января сообщает пресс-служба института. Старший научный сотрудник сектора субмиллиметровой и инфракрасной астрономии отдела наблюдательной и теоретической астрономии и радиоинтерферометрии ИКИ РАН установил, что на фотографиях наблюдателей-любителей облака, запечатленные около Красноярска и Магадана, действительно образовались в мезосфере, то есть являются именно серебристыми облаками.
Произошло же это уникальное явление из-за резкого потепления в стратосфере и изменений в режиме атмосферной циркуляции в северном полушарии Земли. И хотя такие процессы случаются почти каждую зиму, однако появление 17–19 декабря 2024 года серебристых облаков стало первым задокументированным таким фактом. Образование серебристых облаков обычно происходит летом в полярных и средних широтах на высоте 80–85 км, т. е. в мезосфере, поэтому их также называют полярными мезосферными. Мезосфера является самым холодным местом на планете Земля. Как и в нижних слоях атмосферы, температура там зависит от сезона, но «наоборот» — летом в мезосфере холоднее, чем зимой. Если летом температура может составлять около -140 °C и ниже, то зимой она повышается до -120 °C. Водяной пар, поднимаясь в разреженную мезосферу, может замерзнуть, что и приводит к возникновению серебристых облаков. Их обычно наблюдают в Северном полушарии, начиная с июня и заканчивая в начале августа. Олег Угольников, изучая присланные фотографии с помощью разработанного им метода вычисления высоты по изменению цвета облаков, входящих в тень Земли на закате или рассвете, определил приблизительную высоту облаков, которая составила 70±1 км, что на 10 км ниже, чем обычно летом, но находится в пределах мезосферы. Это позволяет говорить, что в декабре 2024 года в России удалось наблюдать зимние серебристые облака. Ученый, проанализировав происходившие в это время изменения температуры и влажности воздуха в полярных широтах, предположил, что причину такого редкого явления, как облака в мезосфере зимой, на самом деле нужно искать в более низких слоях — в стратосфере, где тогда началось внезапное стратосферное потепление (SSW). SSW возникает в полярной и субполярной стратосфере зимой, когда температура там резко возрастает иногда на 50 и более градусов в течение нескольких суток из-за изменения условий распространения планетарных гравитационных волн, которое также резко изменяет режим циркуляции воздуха. При этом холодный полярный стратосферный вихрь, образующийся зимой над полюсом, смещается в сторону, стратосфера в определенных районах начинает теплеть, а мезосфера начинает охлаждаться, как это происходит летом. Эти предположения подтвердили данные микроволнового лимбового зонда (MLS) системы наблюдения за Землей (EOS) спутника EOS Aura (NASA), полученные в области, где потом наблюдались серебристые облака. Согласно этим данным, 11 декабря началось внезапное стратосферное потепление, и температура на высотах 30–50 км стала повышаться. В отдельных местах она потеплела сразу на 50 градусов. Тогда же мезосфера начала охлаждаться, и к 18 декабря достигла на высоте около 68 км минимума в 165 K (-108 °C). «Полярный стратосферный вихрь во время потепления сместился в Западное полушарие, а холодный участок мезосферы спустился в средние широты над центральной Сибирью, — пояснил Олег Угольников. — Серебристые облака наблюдали в центре и к востоку этого региона. Не исключено, что их можно было бы наблюдать и между этими двумя точками, но либо они не образовались из-за погодных условий, либо в этих местах просто не было наблюдателей». Хотя температура 165 K кажется недостаточной для конденсации водяного пара на такой высоте (обычно требуется около 155 K (-118 °C), но ученый предположил, что в данном случае при SSW восходящие воздушные массы подняли в мезосферу дополнительный водяной пар. Это подтвердили данные MLS, согласно которым в районе температурного минимума 15–18 декабря содержание водяного пара иногда было почти вдвое больше, чем характерно для этих высот в среднем. А чем выше влажность, тем легче образоваться облакам. К тому же акустико-гравитационные волны, распространяясь в мезосферу, могут приводить к колебаниям температуры с амплитудой в десятки градусов. Так, по данным с более высоким пространственным разрешением, получаемым с прибора SABER на спутнике TIMED (NASA), 17–18 декабря на ночной стороне Земли температура на высоте 68–70 км в отдельных местах падала ниже 155 K и была достаточной для замерзания водяного пара. Таким образом, благодаря стечению многих факторов в России смогли увидеть «штучное» небесное явление — когда впервые в истории документированных наблюдений зимой появились серебристые облака. Статья ученого «Зимние серебристые облака после внезапного стратосферного потепления: первые наблюдения» (Winter Noctilucent Clouds Following Sudden Stratospheric Warming: First Observations), описывающая результаты проведенного Олегом Угольниковым исследования, была опубликована в архиве электронных препринтов arXiv.org. glavno.smi.today
Свежие комментарии