В России пришло время серебристых облаков

Можно прожить жизнь и ни разу не увидеть серебристые облака. А можно наслаждаться их видом почти каждый год, если часто смотреть на небо. Но только примерно с середины мая по начало августа, в северном полушарии. Лучше всего это делать с 10 июня по 5 июля. На широте Москвы многие их уже наблюдали 18 мая. (В южном полушарии они наблюдаются с конца ноября по начало февраля).

Еще серебристые облака называют полярными мезосферными облаками (polar mesospheric clouds, PMC) или ночными светящимися облаками (noctilucent clouds, NLC). Последнее название, наиболее точно отвечающее их внешнему виду и условиям их наблюдения, принято как стандартное в международной практике.

Серебристые облака невидны в дневное время. Их можно наблюдать лишь ночью, примерно через час после захода. И за час до восхода они вновь исчезают. Серебристые облака появляются только в сумеречном сегменте неба, когда солнце находится ниже линии горизонта на 6-16°. Этого достаточно, чтобы затемнить большую часть небосвода, при этом солнечные лучи продолжают освещать высокие серебристые облака, которые находятся на высоте около 85 км.. Вначале они появляются на северо-западе, а потом, после середины ночи, их лучше видно на северо-востоке. При выходе из сумеречного сегмента серебристые облака становятся невидимыми. Помешать видеть их могут луна и тропосферные облака.

Серебристые облака хорошо наблюдать на широтах 45-70° - а это как раз наши российские широты. Правда сейчас серебристые облака видны даже в более южных, чем обычно широтах: в Альпах, на Балканах, в Италии, а на североамериканском континенте - в Юте и Колорадо.

Серебристые облака самые молодые. Считается, что это потрясающее явление открыли лишь в 1885 году. Наверное, до этого их действительно не было – трудно не заметить такую красоту!

Вот как пишет о серебристых облаках известный астроном В.А. Бронштэн, много занимавшийся этой тематикой, в статье, опубликованной в журнале «Наука и жизнь» (1984 г.):

«Эти облака действительно кажутся серебристыми - светлые, легкие, прозрачные. Ученые наблюдают их уже более ста лет. Неизвестное раньше явление в земной атмосфере - серебристые облака - было открыто в июне 1885 года почти одновременно и независимо друг от друга сразу несколькими учеными. Одним из первых их наблюдал тогда молодой астроном Московской университетской обсерватории В.Цераский, будущий директор обсерватории. Десятью днями позже серебристые облака заметили эстонский астроном Э.Гартвиг, немецкий метеоролог О.Иессе и другие. По характеру освещения серебристых облаков Солнцем В.Цераский понял, что они расположены очень высоко. Вместе с астрономом А.Белопольским (будущим академиком) Цераский уже через две недели после первого наблюдения определил среднюю высоту серебристых облаков - 79 километров. О.Иессе тоже высчитал высоту этих облаков и получил близкий результат. Сейчас хорошо известно, что серебристые облака плавают в земной атмосфере на высотах от 75 до 90 километров, в области так называемой мезопаузы. Этот атмосферный слой характерен крайне низкими температурами, доходящими до минус 140°С. Такой холод объясняется тем, что земное излучение сюда почти не доходит, а для излучений Солнца на этих высотах нет поглотителей (ниже таким поглотителем служит озон, а выше - атомарный кислород). Более всего здесь понижается температура летом, и притом в средних широтах, таковы особенности циркуляции и теплообмена в верхней атмосфере. Вот почему серебристые облака надо наблюдать именно летом и в средних широтах. (То же самое и в Южном полушарии). На вид серебристые облака похожи на обычные перистые: такие же волнистые "гребешки", длинные полосы, иногда завихрения, похожие на птичьи перья. Но в отличие от перистых облаков, которые видны днем, серебристые видны лишь во время навигационных сумерек (угол погружения Солнца под горизонт - 6-12°) на фоне сегмента зари. В это время видны наиболее яркие звезды (не только первой, но и второй-третьей звездной величины). Длительность этих сумерек различна в различные месяцы лета и зависит также от широты места. Выходя за пределы сегмента зари, который хорошо виден низко на севере, серебристые облака пропадают, становятся невидимыми, потому что их уже не освещает Солнце. Перистые и другие облака, плавающие в тропосфере, в сумерках выглядят темными силуэтами».

Более подробно в книге «Серебристые облака и их наблюдение» (Москва, Изд-во Наука, 1984)

Серебристые облака образуются на высотах около 70-93 км, на несколько километров ниже мезосферы, самой холодной части атмосферы. Они состоят из мельчайших кристаллов, размером 10-6 м. Это слишком мало, чтобы производить радужный эффект (иризацию). Они имеют голубоватую окраску, скорее всего потому, что красный свет поглощается стратосферным озоном. Несмотря на это, все же иногда можно наблюдать и красные и золотистые оттенки.

Серебристые облака делают видимыми движения воздуха в слое, где образуются. Скорость их перемещения оценивается в 100 м/с (360 км/ч)

В 1955 году замечательный исследователь серебристых облаков из Каширы Н.И. Гришин предложил морфологическую классификацию форм серебристых облаков, которая затем стала международной. В ней выделялись 4 типа облаков:

I - флер, наиболее простая, ровная форма, заполняющая пространство между более сложными, контрастными деталями и имеющая туманное строение и слабое нежно-белое с голубоватым оттенком свечение.

2 - полосы, напоминающие узкие струйки, как будто бы увлекаемые потоками воздуха. Часто располагаются группами по несколько штук, параллельно друг другу или переплетаясь под небольшим углом. Полосы делят на две группы – размытые (II-a) и резко очерченные (II-b).

3 - волны подразделяют на три группы. Гребешки (III-a) – участки с частым расположением узких, резко очерченных параллельных полос, наподобие легкой ряби на поверхности воды при небольшом порыве ветра. Гребни (III-b) имеют более заметные признаки волновой природы; расстояние между соседними гребнями в 10–20 раз больше, чем у гребешков. Волнообразные изгибы (III-c) образуются в результате искривления поверхности облаков, занятой другими формами (полосами, гребешками).

4 - вихри также подразделяют на три группы. Завихрения с малым радиусом (IV-a): от 0,1° до 0,5°, т.е. не больше лунного диска. Они изгибают или полностью скручивают полосы, гребешки, а иногда и флер, образуя кольцо с темным пространством в середине, напоминающее лунный кратер. Завихрения в виде простого изгиба одной или нескольких полос в сторону от основного направления (IV-b). Мощные вихревые выбросы «светящейся» материи в сторону от основного облака (IV-c); это редкое образование характерно быстрой изменчивостью своей формы.

Считается, что для образования серебристых облаков необходимы три фактора.

Низкая температура. При очень низком давлении, которое наблюдается в мезосфере, дед может образоваться лишь при температуре ниже -123°С. Такая низкая температура наблюдается лишь в течение нескольких недель, близких к летнему солнцестоянию. Такое удивительное, на первый взгляд, сочетание является результатом, в том числе, и глобальной циркуляции в средней атмосфере. Самая низкая температура (-160°С ) отмечается на несколько километров выше, и считается, что ледяные кристаллы первоначально образуются там.

Водяной пар. До сих пор точно не известен источник водяного пара. Мезосфера особенно суха, но небольшие количества водяного пара могут поступать через разрывы в тропопаузе и посредством атмосферных гравитационных волн. Другим потенциальным источником предлагается считать метан, который, взаимодействия с радикалом OH, образует воду. В последние время дополнительными источниками воды могли стать ракетные выбросы.

Ядра конденсации. Их источник тоже проблематичен. Высказывалась гипотеза об их метеоритном происхождении. По другой теории источником может быть вулканическая пыль, тем более, что впервые серебристые облака наблюдались после извержения вулкана Кракатау в 1883 году.

Отмечается, что серебристые облака стали боле яркими, и теперь их видно в более южных широтах, и даже с МКС их наблюдали в районе экватора. Возможно, что температура в мезосфере в последнее время понижалась из-за более высокой концентрации углекислого газа. Кроме того, наблюдается и возрастание концентрация метана и водяного пара.

В апреле 2007 году NASA запустила на орбиту спутник с миссией изучения серебристых облаков и их возможной связи с изменениями климата – AIM (Aeronomy of Ice in the Mesosphere). Появилась возможность получать изображения облаков с разрешением 5х5 км. В декабре 2009 года специалисты представили первые результаты исследования.