Яких хмар не буває сріблястих чи золотистих. Сріблясті хмари. Тип II, смуги

МОСКВА, 20 червня - РІА Новини.Феномен виникнення у верхніх шарах атмосфери Землі так званих сріблястих хмар може бути пов'язаний із давнім виверженням вулкана Кракатау, йдеться у спільному повідомленні Роскосмосу та московського планетарію.

Сріблясті хмари – найвищі хмарні утворення у земній атмосфері, що виникають на висотах 70-95 кілометрів. Їх називають також полярними мезосферними хмарами (polar mesospheric clouds, PMC) або нічними хмарами, що світяться (noctilucent clouds, NLC). Це світлі напівпрозорі хмари, які іноді видно на тлі темного неба літньої ночі у середніх та високих широтах.

"Той факт, що це атмосферне явище не спостерігалося до 1885 року, багатьох учених призвів до думки, що їхня поява пов'язана з потужним катастрофічним процесом на Землі - виверженням вулкана Кракатау в Індонезії 27 серпня 1883 року, коли в атмосферу було викинуто близько 3 вулканічного пилу і величезна маса водяної пари. Висловлювалися і інші гіпотези: метеорна, техногенна, гіпотеза про "сонячний дощ". зазначається у повідомленні.

Як утворюються сріблясті хмари

Сріблясті хмари утворюються у верхніх шарах атмосфери, на висотах близько 90 кілометрів, і освітлюються Сонцем, що неглибоко опустилося під горизонт (тому в Північній півкулі вони спостерігаються в північній частині неба, а в Південній півкулі - у південній). Для їх утворення необхідне поєднання трьох факторів: достатня кількість водяної пари, дуже низька температура, наявність дрібних пилових частинок, на яких конденсуються пари води, перетворюючись на кристали льоду.

При формуванні сріблястих хмар центрами конденсації вологи, ймовірно, служать частинки метеоритного пилу. Сонячне світло, розсіяне крихітними кристалами льоду, дає хмарам їх характерний блакитно-синій колір. , Який потрапляє на них з-під горизонту. , піднятій на великі висоти, ці хмари можна реєструвати і вдень.

Сріблясті хмари у Північній півкулі

Спостерігати сріблясті хмари можна лише в літні місяці в Північній півкулі в червні-липні, зазвичай з середини червня до середини липня, і лише на географічних широтах від 45 до 70 градусів, причому в більшості випадків вони найчастіше видно на широтах від 55 до 65 градусів. У Південній півкулі їх спостерігають наприкінці грудня та в січні на широтах від 40 до 65 градусів. В цей час року і на цих широтах Сонце навіть опівночі опускається не дуже глибоко під горизонт, і його промені, що ковзають, висвітлюють стратосферу, де на висоті в середньому близько 83 кілометрів з'являються сріблясті хмари. Як правило, вони видно невисоко над горизонтом, на висоті 3-10 градусів у північній частині неба (для спостерігачів Північної півкулі). При уважному спостереженні їх щорічно помічають, але високої яскравості вони досягають далеко не щороку.

(на висоті 80-85 км над поверхнею землі) і видимі у глибокихсутінках . Спостерігаються в літні місяціширотах між 43° та 60° (північної та південної широти).

Мезосфера(Від грец. μεσο- - «середній» і σφαῖρα - "куля", "сфера") - шаратмосфери на висотах від 40-50 до 80-90 км. Характеризується підвищенням температури із висотою; максимум (порядку +50 ° C ) температури розташований на висоті близько 60 км, після чого температура починає спадати до -70 ° або -80 ° C . Таке зниження температури пов'язане з енергійним поглинанням сонячної радіації (випромінювання)озоном. Термін прийнято Географічним та геофізичним союзомв 1951 році.

Газовий склад мезосфери, як і розташованих нижче атмосферних шарів, постійний і містить близько 80%азоту та 20% кисню.

Мезосфера відокремлюється від нижчележачоїстратосфери стратопаузою , а від вищележачоїтермосфери – мезопаузою . Мезопауза в основному збігається зтурбопаузою.

Приклади сріблястих хмар

Срібляста хмара на заході сонця. Відображення сонячного світла

Сріблясті хмари вночі. Відображення сонячного світла.

Сріблясті хмари вночі. Джерело світла не видно, але це Сонце

Сріблясті хмари, що відображають наземне освітлення.

Сріблясті хмари заломлюючі світло. І навряд чи це на висоті 50 км.

Сріблясті хмари створюють враження «додаткового» підсвічування (фото з мого вікна) Фото:

Так розмальовувалося небо цього літа (фото з мого вікна).

Вперше сріблясті хмарибули описані В.К. Цераським, приват-доцентом Московського університету, який спостерігав їх 12 червня 1885 року. З цього моменту сріблясті хмарирегулярно спостерігаються як професіоналами, так і аматорами астрономії. Для любителів астрономії спостереження сріблястих хмар становить інтерес, т.к. для їх спостережень не потрібно ніяких оптичних приладів, навіть у телескоп сріблясті хмариспостерігати складно через мале поле зору інструмента. Фотографувати ж сріблясті хмарине представляє ніяких труднощів, тому що зйомка хмар нічим не відрізняється від звичайної фотозйомки за винятком тривалішої витримки. Якщо є кіно-або відеокамера, то спостереження сріблястих хмар набуває наукової цінності, т.к. за допомогою уповільненої зйомки можна простежити всі зміни, що відбуваються в сріблястих хмарахза період зйомки.

Спостерігати сріблясті хмариу північній півкулі Земліможна на широтах від 50 до 70 градусів. Сріблясті хмариспостерігаються в середньому на висотах 70-80 км і помітні на тлі сутінкового сегмента. Найкращі умови для видимості сріблястих хмар, це період навігаційних сутінків, коли Сонце опускається під горизонт спостерігача на 6-12°. У цей час на слабко освітленому фоні сутінкового неба легко виявляються світні хмари. Кращий час спостережень червень і початок липня, тобто. час, коли астрономічні сутінки у середніх широтах не закінчуються.

Сріблясті хмариявляють собою чудове видовище, т.к. світяться на тлі піднебіння і досить швидко змінюють вигляд і зовні дещо нагадують полярні сяйва. Для виявлення сріблястих хмар потрібно переглядати щодня північну частину неба приблизно за годину після заходу Сонцяі протягом ночі за годину до сходу Сонця. Саме в цей період можна побачити сріблясті хмари, але якщо ви не виявили хмар, то обов'язково потрібно вказати це, пам'ятаючи, що негативний результат теж результат.

Якщо ж хмаривиявлено, то необхідно провести спостереження із записом до журналу спостережень.

Завдання аматорських спостережень сріблястих хмар можуть бути такими:

1. Синоптичні спостереження, тобто. систематичні спостереження сутінкового сегмента з метою встановлення факту наявності чи відсутності сріблястих хмар, а у разі їх видимості – реєстрації деяких характерних ознак (протяжність по азимуту та висоті, яскравість, морфологічні форми). Для виконання цих спостережень потрібний майданчик з відкритим північним горизонтом, годинник.

2. Дослідження структури.Може здійснюватися шляхом візуальних спостережень, фотографування чи уповільненої кінозйомки. Цінність спостережень зростає у міру переходу від першого методу до третього. Необхідні інструменти: фотоапарат типу Зеніт, кінокамера.

3. Вивчення рухів сріблястих хмар.Виконується шляхом їх послідовного фотографування або уповільненої кінозйомки.

4. Визначення висот.Для вирішення цього завдання потрібно фотографувати сріблясті хмариу заздалегідь узгоджені моменти із двох пунктів, розділених відстанню 20-30 км. Фотоапарати в обох пунктах мають бути однаковими. Потрібен точний годинник, що перевіряється по радіо.

Синоптичні спостереження мають на меті враховувати статистику появи сріблястих хмар. За даними синоптичних спостережень будуються розподілу появ сріблястих хмар за широтами, сезонами та іншими ознаками (довготам, балам яскравості тощо).

Можливість побачити сріблясті хмарибагато в чому залежить від погоди, точніше, від наявності звичайних, тропосферних хмар у сутінковому сегменті і визначається за літерною шкалою:

А - сутінкове небо абсолютно безхмарно,
Б - сутінкове небо частково, до половини, закрите окремими хмараминижнього або верхнього ярусів,
В - сутінкове небо до 4/5 закрите тропосферною хмарністю,
Г - сутінкове небо видно тільки через невеликі вікна в тропосферних хмарах,
Д - сутінкове небо повністю закрите тропосферними хмарами.

Сріблясті хмаримають специфічну морфологію, інакше – структуру. поділяється на чотири основні типи.

Тип I, флер.

Хмаримайже однорідного світіння окремих ділянок фону сутінкового неба. Флер дуже добре виявляється завдяки своїй туманоподібній будові з ніжно-білим або блакитним відтінком. Флер часто передує (приблизно за півгодини) появі сріблястих хмар із більш розвиненою структурою. Часто можна спостерігати, як гребінці та інші деталі сріблястих хмар з'являються у розривах флеру чи просвічують крізь нього.

Тип ІІ, смуги.

Група а (ІІ-а). Розмиті смуги, розташовані групами, паралельні один одному або переплітаються між собою під невеликим кутом.

Іноді смуги ніби розходяться віялом з однієї віддаленої точки, розташованої на горизонті.

Група б (II – б). Смуги, різко окреслені на кшталт вузьких струйок, спостерігаються переважно у сріблястих хмар з великою яскравістю та за наявності інших добре розвинених форм.

Тип III, гребінці.

Група а (III – а). Гребінці, це ділянки з частим розташуванням вузьких, різко окреслених, паралельних, зазвичай коротких смуг на кшталт легкої брижів на поверхні води при слабкому пориві вітру.

Група б (ІІІ-6). Гребені мають більш чітко виражений нерівномірний розподіл яскравості в поперечному напрямку з добре помітними хвилями

Група (III-в). Хвилясті вигини. Вигини сріблястих хмар мають чітко виражений хвильовий характер руху.

Тип IV, вихори.

Група (IV-а). Завихрення та круглі просвіти. Завихрення піддаються смуги (II), гребінці (III) і іноді флер (I).

Група б (IV-6). Завихрення як простого вигину однієї чи кількох смуг убік від основного напрями.

Група (IV-в). Потужні вихрові викиди матерії, що світиться в бік від основного хмари. Це рідкісна освіта у сріблястих хмараххарактерно швидкою мінливістю своєї форми.

Фотографувати сріблясті хмариможна будь-яким фотоапаратом, розрахованим на розмір кадру 24х36 мм. І такі знімки є науковою цінністю. При зйомці апарат повинен бути фокусований на нескінченність. Знімати треба за повного отвору, при цьому час експозиції буде в межах від кількох секунд до 2-3 хвилин.

Сріблясті хмари – що це.

Загальні відомості про сріблясті хмари.

Вперше сріблясті хмари помітили в 1885 році. До цього жодних відомостей про сріблясті хмари не було. Відкривачем сріблястих хмар вважають В.К.Цераського, приват-доцента Московського університету. Він спостерігав сріблясті хмари 12 червня 1885 року, коли на досвітньому небі помітив надзвичайно яскраві хмари, що заповнювали сутінковий сегмент. Вчений назвав їх нічними хмарами, що світяться. Особливо здивувало вченого те, що хмари яскраво вирізнялися на тлі сутінкового сегмента, і зовсім зникали, виходячи за його межі. Його дуже стурбувало це, оскільки вони, не видимі, можуть поглинати світло зірок і спотворювати результати фотометричних вимірів. Але перші ж вимірювання хмар, що світяться, показали, що ці хмари дуже прозорі і не послаблюють помітним чином світло зірок. Сріблясті хмари утворюються на висоті від 73 до 97 км, з максимумом їх поширення 83-85 км, при зниженні температури до 150-165 К. Хоча це явище атмосферне, історично його дослідження зараховують до астрономічних, тому що цілий ряд явищ у нашій атмосфері так чи інакше пов'язані з процесами, що відбуваються Сонце, з метеорними потоками. З іншого боку, вивчення атмосфер інших планет нерозривно пов'язані з вивченням нашої власної атмосфери. До того ж сріблясті хмари, на відміну від інших хмар, спостерігаються вночі, і їх спостереження та реєстрація їх появ можуть здійснюватися одночасно зі спостереженням інших астрономічних явищ або об'єктів.

Спостерігати сріблясті хмари можна з березня по жовтень у північній півкулі та з листопада по квітень у південній півкулі. Але найчастіше у північній півкулі їх спостерігають з кінця травня до середини серпня (з піком максимуму у червні-липні), у південній півкулі у зимові місяці.

Обмежено діапазон спостережень широтами від 50 до 65 градусів. Але відомі рідкісні випадки їхнього спостереження на нижчих широтах – до 45 градусів. У книзі В.А. Бронштена «Сріблясті хмари та його спостереження» наводяться дані каталогу сріблястих хмар, складеного Н.П.Фаст виходячи з 2000 спостережень за 1885-1964 роки. Цей каталог дає такий розподіл пунктів спостереження за широтами:

Широта......................... 50...... 50-55..... 55-60..... 60 Число спостережень (%) ......... ..3,8 ......28,1 ......57,4 ......10,8

Чим це зумовлено? У цей час саме в цих широтах створюються сприятливі умови для їх видимості, тому що саме на цих широтах у цей час Сонце навіть опівночі опускається неглибоко під обрій, і на тлі сутінкового неба спостерігаються красиві сріблясті утворення, що нагадують по структурі легкі перисті хмари. Відбувається це тому, що вони світяться в основному відбитим світлом Сонця, хоча частина променів, які вони посилають, можливо, народжується в процесі флуоресценції - перевипромінювання енергії, одержуваної від Сонця, на інших довжинах хвиль. Для того щоб це відбувалося, необхідно, щоб промені Сонця освітлювали сріблясті хмари. Знаючи їхню середню висоту над земною поверхнею, можна підрахувати, що занурення Сонця не повинно перевищувати 19,5 градусів. У той же час, якщо Сонце занурилося менш ніж на 6 градусів, ще надто світло (цивільні сутінки), і хмари можна не розрізнити на світлому небі. Таким чином, найбільш сприятливі умови для спостереження сріблястих хмар відповідають часу так званих навігаційних та астрономічних сутінків, і ймовірність їх тим більше, чим довше ці сутінки. Такі умови створюються влітку середніх широтах. Саме на середніх широтах з кінця травня до середини серпня найчастіше спостерігаються сріблясті хмари. Щоправда, цей збіг є суто випадковим. Насправді сріблясті хмари утворюються саме в літній період і саме в середніх широтах тому, що в цей час на цих широтах відбувається значне похолодання в мезопаузі, і створюються необхідні умови для кристалічних кристалів льоду.

Перші припущення про сріблясті хмари пов'язувалися з виверженням вулкана Кракатау 27 серпня 1883 року. У двадцяті роки 20 століття Л.А.Кулик, дослідник знаменитого Тунгуського метеорита, висунув метеорно-метеоритну гіпотезу утворення сріблястих хмар. Кулик також припустив, що не лише гігантські метеорити, а й звичайні метеори є джерелом утворення сріблястих хмар. Метеорна гіпотеза довго користувалася популярністю, але не могла відповісти на цілу низку питань:

• Чому вони з'являються у вузькому інтервалі висот із середнім значенням 82-83 кілометри?
• Чому вони спостерігаються лише влітку і лише у середніх широтах?
• Чому вони мають характерну тонку структуру, дуже схожу на структуру перистих хмар?

Відповідь на ці питання дала конденсаційна (чи крижана) гіпотеза. Ця гіпотеза серйозне обгрунтування отримала 1952 року у роботі І.А.Хвостикова, який звернув увагу до зовнішню подібність сріблястих і пір'ястих хмар. Перисті хмари складаються із кристаликів льоду. І.А.Хвостиков припустив, що і сріблясті хмари мають таку ж будову. Але для того, щоб водяна пара могла конденсуватися в лід, потрібні певні умови. 1958 року В.А. Бронштен дав пояснення сезонного та широтного ефектів появи сріблястих хмар тим, що саме на середніх широтах у літню пору року у мезопаузі відбувається зниження температури до вкрай низьких значень 150-165 К. Таким чином, гіпотеза І.А.Хвостикова про можливість формування у цій галузі атмосфера сріблястих хмар отримала підтвердження.

Щоправда, перед дослідниками стояло ще одне питання: чи існує на такій великій висоті водяна пара в кількості, достатній для утворення сріблястих хмар? Роботи вчених у цьому напрямі дали несподіваний результат. Було встановлено виразний максимум вмісту водяної пари в липні-серпні та мінімум у січні-лютому (у північній півкулі). Тобто встановлено факт підвищення вологості в ті сезони, над тими широтами і на тому рівні, де утворюються сріблясті хмари. Цей факт має просте пояснення: вище 25-30 кілометрів на середніх широтах у літню пору спостерігаються висхідні струми повітря, які переносять водяну пару в область мезопаузи. Там водяна пара вимерзає, утворюючи сріблясті хмари. Його недолік компенсується новим припливом пари знизу. На інших широтах та в інші сезони висхідні потоки повітря або не виникають, або пригнічуються відсутністю виморожування. Є й інше пояснення. Воно полягає в тому, що водяна пара на висотах утворюється при взаємодії атомів водню, що летять до Землі від Сонця, з атомами кисню верхніх шарів земної атмосфери. Ця ідея була висловлена ​​норвезьким ученим Л.Вегардом у 1933 році та отримала кількісне обґрунтування у 1961 році у роботі французького вченого К.де Турвіля. Щоправда, ця гіпотеза «сонячного дощу» має слабкі місця та не може повністю пояснити підвищену вологість у мезопаузі. В останні роки деякими дослідниками висунуто ще одне джерело постачання мезопаузи водяною парою. Такої гіпотези дотримуються, наприклад, професор Університету штату Айова Л.Франк, російський вчений В.Н.Лебединець та деякі інші вчені. Вони вважають, що область мезопаузи постачають водяною парою в достатній для утворення сріблястих хмар кількості міні-комети. Які ж частинки є ядрами конденсації при утворенні сріблястих хмар? Висловлювалися різні припущення: частинки вулканічного пилу, кристали морської солі, метеорні частки. Гіпотеза у тому, що саме метеорні частки служать ядрами конденсації, було висловлено Л.А.Куликом 1926 року у його метеорно-метеоритної гіпотезі походження сріблястих хмар. У 1950 року цю гіпотезу знову висунув В.А.Бронштен.

Гіпотезі космічного походження ядер конденсації зараз віддається перевага. Справді, руйнація метеорних тіл, які проникають у земну атмосферу і спостерігаються як метеорів, відбувається переважно над мезопаузою, на висотах 120-80 км. Дослідження показують, що щодобово на Землю «падає» до 100 тонн речовини, причому кількості частинок з масою 10 грама, придатних як ядер конденсації, цілком достатньо, щоб забезпечити утворення сріблястих хмар. Робилися спроби знайти зв'язок між появою сріблястих хмар та інтенсивністю метеорних потоків.

Структура сріблястих хмар.

У 1955 році Н.І. Гришин запропонував морфологічну класифікацію форм сріблястих хмар. Надалі вона стала міжнародною класифікацією. Поєднання різних форм сріблястих хмар утворило такі основні типи:

Тип I. Флер, найбільш проста, рівна форма, що заповнює простір між складнішими, контрастними деталями і має туманну будову і слабке ніжно-біле з блакитним відтінком світіння.

Тип ІІ. Смуги, що нагадують вузькі цівки, начебто захоплюються потоками повітря. Часто розташовуються групами кілька штук, паралельно одне одному чи переплітаючись під невеликим кутом. Смуги ділять на дві групи – розмиті (II-a) та різко окреслені (II-b).

Тип ІІІ. Хвилі поділяють на три групи. Гребінці (III-a) – ділянки з частим розташуванням вузьких, різко окреслених паралельних смуг, на зразок легкої брижів на поверхні води при невеликому пориві вітру. Гребені (III-b) мають помітніші ознаки хвильової природи; відстань між сусідніми гребенями в 10–20 разів більша, ніж у гребінців. Хвилясті вигини (III-c) утворюються в результаті викривлення поверхні хмар, зайнятої іншими формами (смугами, гребінцями).

Тип IV. Вихори також поділяють на три групи. Завихрення із малим радіусом (IV-a): від 0,1° до 0,5°, тобто. не більше місячного диска. Вони згинають або повністю скручують смуги, гребінці, а іноді і флер, утворюючи кільце з темним простором у середині, що нагадує місячний кратер. Завихрення у вигляді простого вигину однієї чи кількох смуг убік від основного напряму (IV-b). Потужні вихрові викиди матерії, що «світиться», у бік від основної хмари (IV-c); ця рідкісна освіта характерна швидкою мінливістю своєї форми.

Але навіть усередині типу сріблясті хмари різні. Тому в кожному типі хмар виділяються групи, які вказують на конкретну структуру хмар (смуги розмиті, смуги різко окреслені, гребінці, гребені, хвилеподібні вигини та ін). Бронштена "Сріблясті хмари та їх спостереження". Зазвичай під час спостереження сріблястих хмар можна побачити відразу кілька форм різних типів і груп.

Види та методи спостережень сріблястих хмар.

Дослідження сріблястих хмар необхідні глибшого розуміння циркуляції земної атмосфери, і навіть багатьох процесів, які відбуваються поза Землі, на Сонце. Можливо, що погода на Землі залежить не тільки від умов у тропосфері, а й від стану вищих верств атмосфери. Спостереження сріблястих хмар різні, їх організація, методика та проведення залежать від поставлених завдань. Можна виділити такі види спостережень сріблястих хмар:

• 1. Синоптичні спостереження – це систематичні спостереження сутінкового сегмента з метою встановлення факту наявності чи відсутності сріблястих хмар, а разі їх видимості – реєстрація деяких характерних ознак.
• 2. Дослідження структури. Може здійснюватися шляхом візуальних спостережень, фотографування чи уповільненої кінозйомки.
• 3. Вивчення рухів сріблястих хмар. Виконується шляхом їх послідовного фотографування або уповільненої кінозйомки. Тут може знадобитися теодоліт.
• 4. Визначення висот. Для вирішення цього завдання потрібно фотографувати сріблясті хмари у заздалегідь узгоджені моменти із двох пунктів, розділених відстанню 20-0 км. Фотоапарати в обох випадках мають бути однаковими. Потрібен точний годинник. Для обробки спостережень знадобиться спеціальна палетка.
• 5. Фотометрія та поляриметрія. Виготовляється за фотографіями. Але для виконання цих завдань потрібні спеціальні пристрої.

Це є основні види спостережень. Деякі з наведених вище завдань можна виконувати за тими самими спостереженнями. Одні й самі фотографії можна використовуватиме вивчення структури, рухів, визначення висот і фотометрії сріблястих хмар. Спостерігач-синоптик може у перервах між записами фотографувати сріблясті хмари. Найбільш прийнятним для аматорських спостережень сріблястих хмар є синоптичний метод. Він передбачає патрулювання сутінкового сегмента, статистику сріблястих хмар, опис їхньої структури та яскравості. У своїй роботі я застосовував переважно синоптичний метод спостереження сріблястих хмар. Для вивчення структури сріблястих хмар використовувався метод фотографування. Також проводилися вимірювання азимуту та висоти сріблястих хмар над горизонтом.

Зміст статті

СРІБНІ Хмари,найвищі хмарні утворення у земній атмосфері, що утворюються на висотах 70-95 км. Їх називають також полярними мезосферними хмарами (polar mesospheric clouds, PMC) або нічними хмарами, що світяться (noctilucent clouds, NLC). Саме остання назва, що найбільш точно відповідає їхньому зовнішньому вигляду та умовам їх спостереження, прийнята як стандартна у міжнародній практиці.

Спостерігати сріблясті хмари можна лише в літні місяці: у Північній півкулі у червні-липні, зазвичай з середини червня до середини липня, і лише на географічних широтах від 45° до 70°, причому здебільшого від 55° до 65°. У Південній півкулі наприкінці грудня та у січні на широтах від 40° до 65°. В цей час року і на цих широтах Сонце навіть опівночі опускається не дуже глибоко під горизонт, і його промені, що ковзають, висвітлюють стратосферу, де на висоті в середньому близько 83 км з'являються сріблясті хмари. Як правило, вони видно невисоко над горизонтом, на висоті від 3 до 15 градусів у північній частині неба (для спостерігачів Північної півкулі). При уважному спостереженні їх щорічно помічають, але високої яскравості вони досягають далеко не щороку.

Вдень, навіть на тлі чистого блакитного неба, ці хмари не видно: дуже вони тонкі, «ефірні». Лише глибокі сутінки та нічна темрява роблять їх помітними для наземного спостерігача. Щоправда, за допомогою апаратури, піднятої на великі висоти, ці хмари можна реєструвати і вдень. Легко переконатися в разючій прозорості сріблястих хмар: крізь них чудово видно зірки.

Для геофізиків та астрономів сріблясті хмари становлять великий інтерес. Адже ці хмари народжуються в області температурного мінімуму, де атмосфера охолоджена до -70 ° С, а іноді і до -100 ° С. Висоти від 50 до 150 км досліджені слабо, оскільки літаки та аеростати туди не можуть піднятися, а штучні супутники Землі не здатні надовго туди опуститись. Тому досі вчені сперечаються як про умови цих висотах, і про природу самих сріблястих хмар, які, на відміну низьких тропосферних хмар, перебувають у зоні активного взаємодії атмосфери Землі з космічним простором. Міжпланетний пил, метеорна речовина, заряджені частинки сонячного та космічного походження, магнітні поля постійно беруть участь у фізико-хімічних процесах, що відбуваються у верхній атмосфері. Результати цієї взаємодії спостерігаються у вигляді полярних сяйв, світіння атмосфери, метеорних явищ, змін кольору та тривалості сутінків. Має бути ще з'ясувати, яку роль ці явища грають у розвитку сріблястих хмар.

В даний час сріблясті хмари є єдиним природним джерелом даних про вітри на великих висотах, про хвильові рухи в мезопаузі, що істотно доповнює дослідження її динаміки іншими методами, такими, як радіолокація метеорних слідів, ракетне і лазерне зондування. Великі площі та значний час існування таких хмарних полів дає унікальну можливість для прямого визначення параметрів атмосферних хвиль різного типу та їхньої тимчасової еволюції.

Через географічні особливості цього явища сріблясті хмари в основному вивчаються в Північній Європі, Росії та Канаді. Російські вчені внесли і роблять цю роботу дуже значний внесок, причому чималу роль грають кваліфіковані спостереження, отримані любителями науки.

Відкриття сріблястих хмар.

Деякі згадки про нічні хмари, що світяться, зустрічаються в роботах європейських учених 17–18 ст., але вони мають уривчастий і нечіткий характер. Часом відкриття сріблястих хмар прийнято вважати червень 1885 року, коли їх помітили відразу десятки спостерігачів у різних країнах. Першовідкривачами цього явища вважаються Т.Бекхаус (Backhouse T.W.), який спостерігав їх 8 червня в Кіссінгені (Німеччина), і астроном Московського університету Вітольд Карлович Цераський, який виявив їх незалежно і вперше спостерігав увечері 12 червня (за новим стилем). У наступні дні Цераський разом з відомим пулковським астрофізиком А.А.Білопольським, який працював тоді в Московській обсерваторії, докладно вивчив сріблясті хмари і вперше визначив їх висоту, отримавши значення від 73 до 83 км, підтверджені через 3 роки німецькою мовою. Jesse).

Нічні хмари, що світяться, справили на Цераського велике враження: «Хмари ці яскраво блищали на нічному небі чистими, білими, сріблястими променями, з легким блакитним відливом, приймаючи в безпосередній близькості від горизонту жовтий, золотистий відтінок. Були випадки, що від них робилося ясно, стіни будинків дуже помітно осяяли і неясно видимі предмети різко виступали. Іноді хмари утворювали шари або пласти, іноді своїм виглядом схожі були на ряди хвиль або нагадували піщану мілину, вкриту брижами або хвилястими нерівностями... Це настільки блискуче явище, що зовсім неможливо скласти собі про нього уявлення без малюнків та докладного опису. Деякі довгі сліпуче сріблясті смуги, що перехрещуються або паралельні горизонту, змінюються досить повільно і настільки різкі, що їх можна утримувати в поле зору телескопа».

Спостереження сріблястих хмар.

Слід пам'ятати, що з поверхні Землі сріблясті хмари можуть спостерігатися лише у період глибоких сутінків, і натомість майже чорного неба і, зрозуміло, за відсутності нижчих, тропосферних хмар. Необхідно відрізняти сутінкове небо від зорового неба. Зорі спостерігаються в період ранніх сутінків, коли центр сонячного диска опускається під горизонт спостерігача на глибину від 0° до 6°. Сонячні промені при цьому висвітлюють усю товщу шарів нижньої атмосфери та нижню кромку тропосферних хмар. Зоря характерна багатою різноманітністю яскравих фарб.

У другій половині цивільних сутінків (глибина Сонця 3–6°) західна частина хмарочоса має ще досить яскраве зорове освітлення, але у сусідніх ділянках небо вже набуває глибоких темно-синіх і синьо-зелених відтінків. Область найбільшої яскравості піднебіння у період називають сутінковим сегментом.

Найбільш сприятливі умови виявлення сріблястих хмар створюються у період навігаційних сутінків, при зануренні Сонця під горизонт на 6–12° (наприкінці червня у середніх широтах це буває години за 1,5–2 по справжньої півночі). У цей час земна тінь закриває нижні, найбільш щільні, запилені шари атмосфери, і висвітлюються лише розріджені шари, починаючи з мезосфери. Розсіяне в мезосфері сонячне світло утворює слабке сяйво сутінкового неба; на цьому фоні легко виявляється свічення сріблястих хмар, які привертають до себе увагу навіть випадкових свідків. Різні спостерігачі визначають їх колір як перлинно-сріблястий із блакитним відливом або біло-блакитний.

В умовах сутінків колір сріблястих хмар здається незвичайним. Часом хмари хіба що фосфоресцируют. Ними рухаються ледь помітні тіні. Окремі ділянки хмарного поля стають значно яскравішими за інші. За кілька хвилин яскравішими можуть виявитися сусідні ділянки.

Незважаючи на те, що швидкість вітру в стратосфері становить 100–300 м/с, велика висота сріблястих хмар робить їх майже нерухомими у зору телескопа або фотокамери. Тому перші фотографії цих хмар були отримані Єссе ще в 1887 році. Кілька груп дослідників у всьому світі систематично вивчають сріблясті хмари як у Північній, так і в Південній півкулях. Дослідження сріблястих хмар, як і інших явищ, що важко прогнозуються, природи, передбачає широке залучення любителів науки. Кожен натураліст, незалежно від його основної професії, може зробити свій внесок у колекцію фактів про це чудове атмосферне явище. Якісну фотографію сріблястих хмар можна отримати за допомогою найпростішої аматорської камери. Наприклад, можна використовувати фотоапарат Зеніт зі штатним об'єктивом Геліос-44; при діафрагмі 2,8-3,5 та плівці чутливістю 100-200 од. ДЕРЖСТАНДАРТ рекомендуються витримки від 2–3 до 10–15 секунд. Дуже важливо, щоб під час експозиції камера не тремтіла; для цього бажано використовувати надійний штатив, але в крайньому випадку достатньо притиснути камеру рукою до одвірка вікна, дерева або каменю; при спуску затвора обов'язково слід скористатися тросиком.

Щоб отримані знімки представляли не тільки естетичний інтерес, але й мали науковий зміст і дали б матеріал для подальшого аналізу, необхідно точно фіксувати обставини зйомки (час, параметри апаратури та фотоматеріалів), а також використовувати найпростіші пристрої: світлофільтри, поляризаційні фільтри, дзеркало для визначення швидкість переміщення контрастних деталей хмар.

На вигляд сріблясті хмари мають деяку подібність з високими перистими хмарами. Для опису структурних форм сріблястих хмар при їхньому візуальному спостереженні розроблено міжнародну морфологічну класифікацію:

Тип I. Флер, найпростіша, рівна форма, що заповнює простір між складнішими, контрастними деталями і має туманну будову і слабке ніжно-біле з блакитним відтінком світіння.

Тип II. Смуги, що нагадують вузькі цівки, начебто захоплюються потоками повітря. Часто розташовуються групами кілька штук, паралельно одне одному чи переплітаючись під невеликим кутом. Смуги ділять на дві групи – розмиті (II-a) та різко окреслені (II-b).

Тип III. Хвилі поділяють на три групи. Гребінці (III-a) – ділянки з частим розташуванням вузьких, різко окреслених паралельних смуг, на зразок легкої брижів на поверхні води при невеликому пориві вітру. Гребені (III-b) мають помітніші ознаки хвильової природи; відстань між сусідніми гребенями в 10–20 разів більша, ніж у гребінців. Хвилясті вигини (III-c) утворюються в результаті викривлення поверхні хмар, зайнятої іншими формами (смугами, гребінцями).

Тип IV. Вихори також поділяють на три групи. Завихрення із малим радіусом (IV-a): від 0,1° до 0,5°, тобто. не більше місячного диска. Вони згинають або повністю скручують смуги, гребінці, а іноді і флер, утворюючи кільце з темним простором у середині, що нагадує місячний кратер. Завихрення у вигляді простого вигину однієї чи кількох смуг убік від основного напряму (IV-b). Потужні вихрові викиди матерії, що «світиться», у бік від основної хмари (IV-c); ця рідкісна освіта характерна швидкою мінливістю своєї форми.

Зона максимальної частоти спостереження сріблястих хмар у Північній півкулі проходить широтою 55–58°. У цю смугу потрапляють багато великих міст Росії: Москва, Єкатеринбург, Іжевськ, Казань, Красноярськ, Нижній Новгород, Новосибірськ, Челябінськ та інших., і лише кілька міст Північної Європи та Канади.

Властивості та природа сріблястих хмар.

Діапазон висот, у яких утворюються сріблясті хмари, взагалі дуже стабільний (73–95 км), але у деякі роки звужується до 81–85 км, інколи ж розширюється до 60–118 км. Часто хмарне поле складається з кількох досить вузьких шарів по висоті. Основною причиною світіння хмар служить розсіювання ними сонячного світла, але не виключено, що деяку роль відіграє ефект люмінесценції під дією ультрафіолетових променів Сонця.

Прозорість сріблястих хмар надзвичайно висока: звичайне хмарне поле затримує всього близько 0,001% світла, що проходить крізь нього. Саме характер розсіювання сонячного світла сріблястими хмарами дозволив встановити, що вони є скупченнями частинок розміром 0,1–0,7 мкм. Про природу цих частинок висловлювалися різні гіпотези: передбачалося, що це можуть бути крижані кристали, дрібні частинки вулканічного пилу, кристали кухонної солі в крижаній «шубі», космічний пил, частинки метеорного або кометного походження.

Яскраві сріблясті хмари, які вперше спостерігалися в 1885–1892 і, мабуть, не помічалися до цього, наводили на думку, що їхня поява пов'язана з якимось потужним катастрофічним процесом. Таким явищем було виверження вулкана Кракатау в Індонезії 27 серпня 1883 року. По суті, це був колосальний вибух з енергією, що дорівнює вибуху двадцяти водневих бомб (20 Мт ТНТ). В атмосферу було викинуто близько 35 млн. тонн вулканічного пилу, що піднявся на висоту до 30 км, і величезна маса водяної пари. Після вибуху Кракатау були помічені оптичні аномалії: світлі зорі, зменшення прозорості атмосфери, поляризаційні аномалії, кільце Бішопа (коричнево-червоний вінець навколо Сонця із зовнішнім кутовим радіусом близько 22° і шириною 10°; небо всередині кільця світле з Ці аномалії тривали близько двох років, поступово слабшаючи, і сріблясті хмари з'явилися лише до кінця цього терміну.

Гіпотезу про вулканічну природу сріблястих хмар першим висловив німецький дослідник В.Кольрауш у 1887; він вважав їх парами води, що сконденсувалися, викинутими при виверженні. Єссе в 1888–1890 розвинув цю ідею, вважаючи, що це не вода, а якийсь невідомий газ (можливо водень) був викинутий вулканом і замерз у вигляді дрібних кристалів. Висловлювалися думки, що вулканічний пил також відіграє роль у формуванні сріблястих хмар, оскільки є центрами кристалізації водяної пари.

Поступове накопичення спостережних даних давало факти, які говорили не на користь вулканічної гіпотези. Аналіз світлових аномалій після найбільших вулканічних вивержень (Мон-Пеле, 1902; Катмаї, 1912; Кордильєри, 1932) показав, що лише в окремих випадках вони супроводжувалися появою сріблястих хмар; найімовірніше це були випадкові збіги. В даний час вулканічна гіпотеза, яка на початку 20 ст. вважалася загальноприйнятою і навіть проникла у підручники метеорології, що має лише історичне значення.

Виникнення метеорної гіпотези походження сріблястих хмар також пов'язане з грандіозним природним явищем – Тунгуською катастрофою 30 червня 1908 року. .Архенгольд, Д.О.Святский та інших.), це проявило себе переважно різними оптичними аномаліями, що спостерігалися у багатьох європейських державах, у європейській частині Росії та Західного Сибіру, ​​аж до Красноярська. Поряд зі світлими зорями та «білими ночами», що настали там, де їх зазвичай навіть наприкінці червня не буває, багатьма спостерігачами було помічено появу сріблястих хмар. Втім, в 1908 ніхто з очевидців оптичних аномалій і хмар, що світяться, нічого не знав про Тунгуський метеорит. Відомості про нього з'явилися у пресі лише близько 15 років по тому.

У 1926 думка про зв'язок між цими двома явищами була незалежно висловлена ​​першим дослідником місця Тунгуської катастрофи Л.А.Куликом та метеорологом Л.Апостоловим. Леонід Олексійович Кулик докладно розвинув свою гіпотезу, запропонувавши цілком певний механізм утворення сріблястих хмар. Він вважав, що не тільки великі метеорити, а й звичайні метеори, що повністю руйнуються якраз на висотах 80–100 км, поставляють у мезосферу продукти своєї сублімації, які потім конденсуються в частинки найтоншого пилу, що формує хмари.

У 1930 відомий американський астроном Х. Шеплі, а 1934 незалежно від нього англійський метеоролог Ф. Дж. Уіппл (не плутати з американським астрономом Ф. Л. Уіпплом) висловили гіпотезу, що Тунгуський метеорит був ядром невеликої комети з пилом. Проникнення речовини хвоста в земну атмосферу призвело, на думку, до виникнення оптичних аномалій і до появи сріблястих хмар. Втім, уявлення про те, що причиною оптичних аномалій 1908 року було проходження Землі крізь хмару космічного пилу, висловив ще 1908 року один із очевидців «світлих ночей» того періоду Ф. де Руа, який, звичайно, нічого не знав про Тунгуський метеорит.

У наступні роки метеорну гіпотезу підтримували і розвивали багато астрономів, прагнучи пояснити з її допомогою особливість сріблястих хмар – їх морфологію, широтний і тимчасовий розподіл, оптичні властивості і т.п. Але метеорна гіпотеза в її чистому вигляді з цим завданням не впоралася, і з 1960 її розвиток практично припинився. Але роль метеорних частинок як ядер конденсації та зростання кристалів льоду, що становлять сріблясті хмари, досі залишається безперечною.

Сама по собі конденсаційна (крижана) гіпотеза розвивалася незалежно з 1917, але довгий час не мала достатніх експериментальних підстав. У 1925 німецький геофізик А.Вегенер на основі цієї гіпотези розрахував, що для конденсації пари в крижані кристали на висоті 80 км температура повітря має бути близько -100 ° C; Як з'ясувалося в ході ракетних експериментів через 30 років, Вегенер виявився недалеко від істини. Починаючи з 1950 р. у роботах В.А.Бронштена, І.А.Хвостикова та ін. була розвинена метеорно-конденсаційна гіпотеза сріблястих хмар; в ній метеорні частинки відіграють роль ядер конденсації, без яких утворення в атмосфері крапель і кристалів із пари надзвичайно утруднене. Ця гіпотеза частково спирається на результати ракетних експериментів, в ході яких на висотах 80-100 км були зібрані мікроскопічні тверді частинки з крижаною «шубою», що намерзла на них; при запуску ракет в зону сріблястих хмар, що спостерігалися, кількість таких частинок виявлялася в сотню разів більше, ніж без хмар.

Крім згаданих «класичних» гіпотез висувалися та інші, менш традиційні; розглядався зв'язок сріблястих хмар із сонячною активністю, з полярними сяйвами, з іншими геофізичними явищами. Наприклад, джерелом водяної пари в мезосфері вважалася реакція атмосферного кисню з протонами сонячного вітру (гіпотеза про «сонячний дощ»). Одна з останніх гіпотез пов'язує сріблясті хмари з виникненням озонових дірок у стратосфері. Область формування цих хмар вивчається все активніше у зв'язку з космічним і стратосферним транспортом: з одного боку, запуски потужних ракет з воднево-кисневими двигунами є важливим джерелом водяної пари в мезосфері та стимулюють формування хмар, а з іншого – поява в цій галузі хмар створює проблеми при поверненні космічних апаратів Землю. Необхідно створення надійної теорії сріблястих хмар, що дозволяє прогнозувати і навіть керувати цим явищем природи. Але досі багато фактів у цій галузі неповні та суперечливі.

Володимир Сурдін