Что такое серебряные облака

Серебристые облака – уникальное природное явление. Другое название – мезосферные облака. Их особенностью является серебристое свечение. Видеть их можно после заката, в ночное время, а также перед рассветом. Днем они могут выглядеть как обычные тучи.

Что такое серебристые облака

Серебристые облака – слабо изученное атмосферное явления. Наблюдать за ними крайне тяжело. Интересный факт заключается в том, что они формируются исключительно в широтах между 43° и 65° южной и северной широты.

Они образуются чаще в летние месяцы, когда создаются благоприятные условия. Примечательно, что они встречаются не только на Земле, но и на других планетах, к примеру, они были обнаружены на Марсе. Наблюдения показали, что такие образования присутствуют и на Плутоне.

Если обычные тучи образуются в тропосфере, то серебристые формируются в мезосфере на высоте от 50 до 80 км. Наблюдать за ними ученым крайне тяжело, т.к. многие метеорологические аппараты не могут подниматься на такую высоту. Нет возможности определить, где начнется формирование этого атмосферного явления.

Серебристые облака — самые высокие облака на Земле. Астрономия для начинающих

Наблюдение осложняется и близостью мезосферных туч к космосу. Это также оказывает существенное негативное влияние на работу оборудования. Метеорологические условия также нередко создают препятствия для наблюдения.

Отличить серебристые облака от обычных просто. Когда наступают глубокие сумерки, обычные облака выглядят как темные пятна на горизонте. Это происходит из-за того, что они располагаются ниже и на них уже не падает солнечный свет. Серебристые облака расположены выше, поэтому продолжают сиять. Следует учесть, что в высоких слоях атмосферы дуют сильные ветра, достигающие 27,8 м/сек, поэтому если обычные облака могут оставаться неподвижными, то серебристые будут быстро перемещаться.

Механизм образования

Это природное атмосферное явление может образоваться при определенных условиях. Ученые полагают, что для его формирования требуются:

• восходящие потоки;
• высокая температура воздуха;
• мельчайшие частицы космической пыли.

Явление возникает только в летний период. Если длительное время стоит жаркая погода, с поверхности планеты испаряется много воды. С восходящими потоками испарение поднимается в высокие слои атмосферы. Водяной пар смешивается с пылевыми частичками. Это приводит к формированию микроскопических льдинок.

Именно проходя через них свет рассеивается и получается характерное серебристое яркое свечение, видное на большом расстоянии.

История наблюдения

Первое описание явления было дано только 130 лет назад. Вполне возможно, что люди раньше не придавали ему значения, но есть вероятность, что серебристые тучи начали появляться в атмосфере относительно недавно.

Первое подробное описание было дано только в 1885 году. Это произошло после пробуждения крупного вулкана Кракатау. Во время извержения он выбросил большое количество раскаленных газов и пыли, которые достигли высоких слоев атмосферы. Ученые полагают, что извержение вулкана спровоцировало изменение климата, после которого стало происходить образование облаков в мезосфере.

Впервые серебристые тучи наблюдал Т. Бэкхаус 8 июня 1885 года. При этом уже 12 июля 1885 году явление описал В.К. Цераский из Московского университета. После этого длительное время не удавалось заметить это явление. Однако 30 июня 1908 года более чем в 40 местах отмечались серебристые облака.

Это произошло после падения Тунгусского метеорита.

В дальнейшем было немало подтвержденных фактов появления данного вида облаков. Многие ученые выдвинули немало теорий происхождения пылевых частиц, участвующих в образовании ледяных кристаллов на большой высоте. Одни ученые считают, что они могу быть занесены в высокие слои атмосферы с земли восходящими потоками при природных катаклизмах. Другие исследователи полагают, что пылью могут выступать частички метеоритов, сгоревших в верхних слоях атмосферы.

Разновидности явления

Существует много разновидностей такого природного явления, как серебристые облака. Ниже представлены наиболее часто встречающиеся виды:

1. Флер – свечение неяркое, белесое. Строение размытое и нечеткое.
2. Полосы – образуются в форме вытянутых линий. Они идут как параллельно, так и могут переплетаться между собой. Явление часто наблюдается после извержений вулканов.
3. Вихри – такие облака закручены в кольца или спираль. Они напоминают вещество, разлетающееся в момент взрыва. Выглядит это крайне необычно.
4. Рваное плотно – структура плотная и охватывает большое пространство. Облако имеет многочисленные прорехи.

Есть и другие разновидности этого природного явления. Внешний вид во многом зависит от особенностей движения воздушных потоков в верхних слоях атмосферы, а интенсивность свечения – от количества пыли. Чем ее больше, тем интенсивнее свечение.

Источник: prirodainfo.ru

Серебро в облаках

Поздней весной и в начале лета на закате и в ранних сумерках вы можете увидеть фантастическое зрелище — серебристые облака. Они возникают высоко в атмосфере и могут сиять почти всю ночь. В этом году астрономы говорят о необычайно ярких серебристых облаках, которые появляются чаще и видны дольше, чем в прежние годы. Астроном, сотрудник Института космических исследований РАН Олег Угольников рассказывает для читателей N + 1 об истории открытия и изучения серебристых облаков, а также о том, причастно ли человечество к их появлению.

Примерно в 10 вечера 6 июля 1885 года живописец-маринист и любитель прогулок под парусом Роберт Чарлз Лесли, бродивший по окрестностям Саутгемптона с приятелем, стал свидетелем необыкновенного небесного явления — прямо у них на глазах высоко в небе появились необычные светящиеся облака. Вероятно, их видели еще сотни, если не тысячи пар глаз, но Лесли, в отличие от всех прочих, отправил сообщение о своих наблюдениях в научный журнал.

«С 1883 года и в прошлом году временами наблюдалось необычное свечение до и после захода Солнца. Но я никогда не видел во время сумерек картины настолько странной, как в понедельник вечером, 6 (июля), когда целое море светящихся серебристо-белых облаков появилось над полосой светлого сумеречного неба… Эти облака были похожи на волны по форме и, видимо, находились на большой высоте… Мой друг, который был со мной, сравнил свечение этих облаков с сиянием белой фосфорной краски», — говорилось в письме Лесли, опубликованном в журнале Nature.

Благодаря этой публикации мы сегодня можем назвать (пусть и довольно символически) имя первооткрывателя и даже дату открытия серебристых облаков. Это явление многие считают одним из самых красивых зрелищ летнего неба.

Короткими светлыми ночами над незатухающей даже в полночь зарей появляются кружева, чем-то похожие на перистые облака. Но дело происходит в темные сумерки, когда «обычные» перистые облака не освещены Солнцем и выглядят как темно-серые пятна на звездном небе. Однако серебристые, или «ночные светящиеся» (noctilucent), облака, как их называют на многих языках мира, остаются светлыми и даже ярче выделяются по мере потемнения неба. В это время Солнце хорошо освещает только высокие слои атмосферы (на уровне 80 километров и более), где плотность воздуха в сотни тысяч раз меньше, чем у поверхности Земли.

Может показаться странным, но до наблюдений Лесли и нескольких других ученых человечество не знало о существовании серебристых облаков. Более того, возможно, что тогда, 6 июля 1885 года, они вообще впервые появились на небе — и Лесли увидел самые «молодые» серебристые облака в нашей атмосфере.

Вскоре после извержения вулкана Кракатау в 1883 году жители Европы стали свидетелями множества странных небесных явлений — необычайно светлых ночей, свечения на закате (именно об этих явлениях упоминает Лесли в своей статье), гало вокруг Солнца. Множество сообщений об этих явлениях появляется в научных журналах, в том числе на страницах Nature.

Примерно тогда же, летом 1885 года, после первых сообщений серебристые облака стали объектом всеобщего внимания во многих странах Европы, в том числе и в России, где облака наблюдал приват-доцент Московского университета Витольд Цераский. (Кстати, у нас в стране открытие серебристых облаков приписывали именно ему.)

Трудно представить, чтобы серебристые облака прежде просто не замечали, слишком это масштабное и красивое явление. Похоже, раньше они вообще не появлялись, по крайней мере на широтах Центральной и Северной Европы. Достаточно быстро измерив высоту этих облаков, ученые поначалу не могли понять природу их появления при очень низком атмосферном давлении.

В первой половине XX века было высказано предположение, что серебристые облака образуются из обычного водяного льда (хотя окончательно подтверждено это было значительно позже). Но для этого требовались очень низкие температуры (130 градусов ниже нуля), что поначалу казалось невероятным для летнего сезона, когда высокие слои атмосферы круглосуточно освещены Солнцем.

Лишь во второй половине XX столетия стало ясно, что верхняя мезосфера (высоты 80-90 километров) — действительно самый холодный слой атмосферы и вообще всей нашей планеты, причем летом там на 50-100 градусов Цельсия холоднее, чем зимой! Причиной аномального хода температуры являются быстрые восходящие потоки воздуха с высот стратопаузы (50 километров) летом, при которых газ стремительно расширяется и почти адиабатически охлаждается.

В изменении температуры, по-видимому, кроется и загадка внезапного появления облаков только в последние полтора века. Как ни странно, и этот феномен мог возникнуть под влиянием деятельности человека.

Парниковые газы (прежде всего, диоксид углерода), увеличивающие температуру у поверхности Земли, действуют противоположным образом в высоких слоях атмосферы, переводя тепловую энергию в инфракрасное излучение, покидающее Землю (механизм радиативного выхолаживания). До конца XIX века в мезосфере средних широт, по-видимому, просто не было настолько холодно.

Серебристые облака могли существовать и ранее, но на более высоких широтах, оставаясь незаметными из-за белых ночей. В настоящее время они наблюдаются там с искусственных спутников Земли (прежде всего, со спутника AIM), данные которых показывают, что вблизи Северного полюса серебристые облака существуют практически круглый год.

Все три фактора важны, но видимая яркость серебристых облаков определяется, в первую очередь, температурой среды. Сама она сильно зависит от распространения акустико-гравитационных волн из нижних слоев атмосферы. Волны имеют вертикальный масштаб порядка нескольких километров, и температура на нем может меняться на многие десятки градусов.

Попадая в слой низкой температуры (менее 145-150 кельвин), частица обрастает льдом, одновременно опускаясь вниз. После выхода из холодного слоя лед быстро испаряется. Именно поэтому слой серебристых облаков всегда очень тонкий, не более 3–5 километров толщиной. А вид серебристых облаков в небе часто имеет красивую волнообразную структуру.

Льдинки редко достигают размеров более 100 нанометров. Для таких частиц характерна очень резкая зависимость коэффициента рассеяния света от радиуса (~r 6 ). Поэтому даже незначительное уменьшение температуры, расширение слоя холода или увеличение содержания водяного пара могут резко сказаться на визуальных характеристиках серебристых облаков.

В отдельных редких случаях температура может уменьшаться до 125–130 кельвин, а слой замерзания частиц — достигать в ширину 3–4 километров. Такая ситуация сложилась в атмосфере над Москвой в 20-х числах июня 2018 года, когда наблюдались одни из самых ярких серебристых облаков последних десятилетий.

Тогда даже высказывались предположения, что аномальные серебристые облака над столицей были вызваны падением метеорита «Озерки» в Липецкой области утром 21 июня. Но анализ показал, что дело было не в увеличении числа частиц, а в их размере, что как раз определялось температурой.

Серебристые облака в июне 2018 года в Москве привлекли внимание большого числа людей и стали объектами красивых фотографий.

Период видимости серебристых облаков на широте Москвы обычно охватывает июнь и июль. Надо отметить, что широты средней полосы России — самые благоприятные для наблюдений, так как Солнце подсвечивает верхнюю мезосферу всю короткую летнюю ночь. Севернее летом слишком светло, а южнее облака могут быть видны только поздним вечером и ранним утром, причем там они появляются существенно реже.

Впрочем, в 2019 году серебристые облака регулярно наблюдаются с первых чисел июня, а в зону их видимости попадали такие совсем не северные города, как Ташкент и Лос-Анджелес. Яркие облака наблюдались утром 14 июня в Москве и Центральной России.

Тенденция на все более частое наблюдение серебристых облаков, в том числе ярких, в последнее время очевидна. Наиболее вероятная причина этого связана с продолжающимся похолоданием верхней мезосферы, обнаруженном во второй половине XX века и в северных широтах особенно сильным в летний период.

Таким образом, красивое явление на небе в летние ночи может быть видимым результатом негативных процессов антропогенного происхождения, протекающих в атмосфере, и быть «ближайшим родственником» парникового эффекта и глобального потепления.

Важность того или иного фактора можно будет оценить на основе систематических наблюдений облаков — не только и даже не столько самого факта их появления, а по данным измерений среднего размера частиц. Такие измерения сейчас проводятся как с борта искусственных спутников Земли, так и с поверхности нашей планеты.

Для этого используются лидары (лазерное зондирование) и измерение яркости, цвета и поляризации облаков на небе. Фактически, эту важную работу можно производить средствами обычных современных цифровых фотокамер, и здесь вклад любителей астрономии и наблюдателей, имеющих подобную аппаратуру, может быть весьма существенным.

Источник: nplus1.ru

Серебристые облака

Серебристые облака, образуясь практически на границе земной атмосферы и космоса, что в значительной мере затрудняет их исследование, по-прежнему хранят множество секретов о своей природе и происхождении.

История открытия

Первые документально зафиксированные свидетельства о наблюдении серебристых облаков можно встретить в астрономических трудах ученых из Старого Света. Эти записи датируются серединой 17 века и отличаются крайней скудостью, бессистемностью и противоречивостью фактов.

Лишь летом 1885 года это странное явление привлекло внимание сразу нескольких астрономов из разных стран Северного полушария. Честь открытия необычных облаков по результатам независимых друг от друга наблюдений разделили между собой российский ученый В. К. Цераский и немецкий – Т. У. Бэкхаус.

Наиболее ответственно к исследованию нового для науки явления подошел именно отечественный астроном. Он сумел определить примерное расстояние до границ проявления уникального атмосферного процесса (около 80 км) и ничтожно малую оптическую плотность этих формирований. В течение следующих трех лет серебристые облака изучал еще один немецкий ученый – Отто Йессе. Он подтвердил данные, полученные Цераским, и дал вновь открытому явлению его нынешнее название.

Общие сведения

Серебристые облака вблизи

Серебристые (ночные светящиеся, полярные мезоморфные) облака – это рекордсмены земной атмосферы, высота образования которых варьирует в пределах 70-95 км. Формирование явлений такого рода возможно только в областях стратосферы с минимальными температурными режимами, составляющими диапазон от -70 до -120°С. Время появления серебристых облаков – вечерние и предрассветные сумерки.

Зональные особенности, в которых протекают процессы их образования, долгие годы обусловливали практическую невозможность получения объективных сведений об этом удивительном атмосферном феномене. К дополнительным отрицательным факторам относилась близость космоса, проникающие частицы метеорного вещества и межзвездной пыли, действие магнитных полей, различные физико-химические реакции, зависимость наблюдений от положения Земли и времени суток. К тому же, высота расположения серебристых облаков в мезосфере оказалась труднодоступной для многих современных летательных аппаратов (слишком высоко для самолетов, низко – для спутников). Сегодня в изучении и исследовании уникального явления доминируют представители геофизических и астрономических направлений в науке.

Свойства и виды

Онлайн снимок серебристых облаков со спутника AIM

Основу серебристых облаков составляют кристаллы замерзшей влаги, конденсируемой, а после формирующей ледовую оболочку вокруг микроскопических частиц (0,1-0,7 мкм) земного или космического происхождения. Этим объясняется максимальная прозрачность таких образований, задерживающих собой всего лишь тысячную долю светового потока.

Материалы по теме

Полярные сияния на других планетах

Сквозь серебристые облака превосходно просматриваются звезды. Ядром кристаллов могут служить невидимые глазу фрагменты метеорного или кометного вещества, вулканическая или межпланетная пыль, замерзшие частички водяного пара. С момента открытия этого явления учеными выдвигались различные предположения по поводу его причин и происхождения. Гипотезы эволюционировали следующим образом: вулканическая (с 1887 г.), метеорная (с 1926 г.), конденсационная (с 1950 г.). Периодически появлялись и другие теории, пытавшиеся объяснить атмосферный феномен с помощью различных геофизических явлений, но они не снискали поддержки в научных кругах.

Серебристые облака имеют разнообразную структуру, исходя из чего они и классифицируются по этим признакам на несколько видов:

• Флер – самая примитивная форма, характеризующаяся размытым строением и тусклым белесым свечением.
• Полосы – выстраиваются небольшими параллельными или переплетающимися линиями, напоминающими струи. Бывают резко очерченными или размытыми.
• Волны – визуально очень похожи на искаженную небольшой рябью поверхность воды. Делятся на 3 подвида.
• Вихри – представляют скрученные кольцеобразные завихрения с темной центральной частью. По радиусу и сложности структуры различают 3 подгруппы, к последней из которых принадлежит наиболее редкое явление – облака, напоминающие разлетающееся от взрыва светящееся вещество.

Сегодня серебристые облака – это уникальные и единственные в своем роде образования, несущие важную для науки информацию о процессах, происходящих в мезопаузе. Исследования этого явления проводятся методами ракетного, лазерного и радиолокационного зондирования, давая все новые сведения о волновых атмосферных движениях, высотных ветрах и процессах, влияющих на их временные изменения.

Галерея изображений

Условия и время наблюдения

В светлые часы суток найти и рассмотреть на небе серебристые облака удастся едва ли. Их время – темное чистое небо в глубоких вечерних или предрассветных сумерках, когда земное светило опускается на 6-12° за линию горизонта.

В этот период солнечные лучи перестают освещать нижние атмосферные массы, продолжая свое воздействие на разреженные верхние области: стратосферу и мезосферу. Создаваемый при таких условиях фон является оптимальным для наблюдения красот серебристых облаков.

Несмотря на значительную силу ветра на больших высотах, образуемые объекты довольно статичны, что упрощает их исследование и съемку, создавая прекрасную возможность рассмотреть все детали редкого явления. Насладиться фантастическими формами и красками серебристых облаков могут жители и Южного, и Северного полушарий. Для первых это возможно в январе-феврале на 40°-65° широты, для последних – июнь-июль, 45°-70°. Наиболее возможное место появления объектов – северная часть небосвода на высоте над линией горизонта от 3 до 15 градусов.

Путешествия серебристых облаков в небе над Беларусью летом 2013 года!

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

Похожие статьи

Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!

Источник: spacegid.com