Загадка серебристых облаков: о чем они предупреждают и как их изучают в СКО
Казалось бы, за сотни лет ученые накопили немало знаний о разных явлениях во многих сферах и дали ответы на самые сложные вопросы. Однако до сих пор нет единого мнения о природе происхождения серебристых облаков. Исследователи всего мира пытаются понять, почему они появились и о чем предупреждают человечество.
В Северо-Казахстанской области работает целая школа исследователей серебристых облаков. В изучении загадочного явления участвуют 7 человек. А. Солодовник говорит, что штат можно расширить, но все зависит от объема финансирования. Ученый уверен, что вузу просто необходимо иметь докторантуру по направлению физики верхней атмосферы. Кандидатов наук в регионе достаточно. Тема серебристых облаков же далека от исчерпания и имеет огромные перспективы развития.
- Андрей Андреевич, почему астрономия занимается изучением серебристых облаков? Считается, что облака – это предмет исследования метеорологии.
- Среди наук существуют некие разделения сфер интересов. Мы привыкли, что астрономия – наука о небесных телах. Мы сами живем на небесном теле. Землю изучают разные науки. Астрономии остались две ипостаси: верхняя атмосфера Земли, начиная с высот около 80-90 км – довольно приличная высота, до которой не поднимаются самолёты, и феномен магнитного поля. Это поле взаимодействует с межпланетной средой. Так в поле зрения астрономии оказались и серебристые облака, расположенные как раз на высотах более 80 км.
- Чем они отличаются от обычных облаков?
- Серебристые облака состоят из кристаллов воды. Те облака, которые мы видим каждый день, находятся в нижнем слое атмосферы – тропосфере. Ими с успехом занимается метеорология. Серебристые же облака, открытые в 1885-м году, стали объектом исследования случайно. Их и открыли случайно. Эти облака обнаружили одновременно сразу несколько ученых в разных странах. Выдающиеся они уже тем, что на небе выглядят светящимися. Своего рода ночное шоу.
- Почему облака называют серебристыми?
- На фоне космоса они выглядят блистающими. Разлитое перламутровое серебро. В англоязычной литературе их называют ночными светящимися облаками. Свечение ученые быстро объяснили: солнце под горизонтом их хорошо освещает. Облака находятся на высоте более 80 км, близко к границе земной атмосфера и космоса.
- Невооруженным глазом в наших широтах можно увидеть серебристые облака?
- Конечно. Они бывают видны в северной части неба обычно на высотах 15-20 градусов от горизонта, примерно спустя час после захода солнца. Обычно появляются в районе яркой звезды Капеллы. Исчезают за 30-40 минут до восхода солнца. Они словно тают в лучах утренней зари. Как только солнце ушло под горизонт, они снова могут быть видны. Иногда они бывают феноменальной яркости. Наилучшие условия для наблюдения за серебристыми облаками – период с 20-го июня по 20-е июля. Их сразу можно отличить от обычных, тропосферных, которые на фоне заревого сегмента кажутся темными, серебристые же – гораздо ярче сумеречного сегмента. Они словно переливаются светом.
- Почему в другое время года серебристые облака не видно?
- Летом радикально перестраивается циркуляция земной атмосферы и температурные условия в мезосфере. В этот период восходящее движение в верхних слоях происходит из стратосферы в мезосферу – там становится холодно, и ветры на больших высотах дуют в направлении юга. В Антарктиде в это время зима и там воздух устремляется вниз. Когда у нас наступает зима – все меняется. И мезосфера становится теплой и серебристые облака не образуются.
- Днем можно увидеть серебристые облака?
- Этот вопрос ставили перед собой ученые. Предполагали, что днем их нет. Поскольку днем атмосферу прогревает солнце, ночью температура падает, хотя частичное освещение сохраняется. Но если бы они были днем, то экранировали солнечный свет и количество тепла, приходящего на Землю, было бы меньше. Пока точные результаты не получены. Хотя по данным наблюдений из космоса есть положительное мнение по этой части.
- Андрей Андреевич, и все-таки, чем эти облака заинтересовали астрономов? Наверняка, дело не в их красивом свечении.
- Серебристые облака появились внезапно, чем и привлекли внимание исследователей. Существует несколько версий их происхождения. Незадолго до их появления произошла одна из величайших геологических катастроф – извержение вулкана Кракатау на Индонезийском архипелаге. Взрыв был такой силы, что пылевые облака были выброшены на высоту в несколько десятков километров. Появились кроваво-красные зори, которые запечатлел на своей картине «Крик» норвежский художник Эдвард Мунк. Через два года появились серебристые облака. Поэтому поначалу господствовала вулканическая гипотеза. Но вскоре ее пришлось оставить. Были ведь и другие извержения вулканов, но ничего подобного не происходило. В 1908-м году упал Тунгусский метеорит. В умеренных широтах тогда наблюдались потрясающие по яркости серебристые облака. Надо сказать, что наблюдаются они в обоих полушариях, севернее 55 градусов широты. Появилась метеоритная гипотеза. Но и она со временем тоже стала затухать. И только после войны, когда появилась ракетная техника, обнаружили, что на высоте 80 км есть температурный минимум. Он образуется в летний сезон. Стало понятно, что облака испытывают тяготение к полярным областям Земли. И даже сложилось еще одно название – полярные мезосферные облака.
- То есть облака находятся в мезосфере – в высшем слое атмосферы?
- «Мезо» означает «средняя». Это область атмосферы между стратосферой и термосферой, на высоте от 60 до 100 км. И там существует выраженный температурный минимум. Советский ученый Иван Хвостиков выдвинул гипотезу о том, что температуры там настолько низкие, что даже ничтожное количество водяных паров эти облака образует. Оставался вопрос характера их эволюции и почему они внезапно появились. Что-то же произошло с планетой, раз они появились? Точек зрения много, от избитых до оригинальных.
- Когда начали изучать серебристые облака в Казахстане?
- Впервые начали изучать в 1994-м году, когда Академия наук РК попыталась реализовывать программу космических исследований. Ее называли «Гарыш». Одним из ее координаторов и участников был Талгат Мусабаев. Он наблюдал облака из космоса, астрономы – с поверхности Земли. Серебристые облака входили в программу. Тогда еще на пленку фотографировали и мы получили архив данных. Второй раз Т. Мусабаев полетел в 1998-м году и эксперименты по наблюдению за облаками повторили. В Алматы, кстати, они не видны. Петропавловск – идеальное место для наблюдения. Каждый год мы составляем журнал наблюдений. Мы тесно сотрудничаем с Институтом Физики Атмосферы им. Обухова в Москве и шведским Институтом физики космоса и атмосферы, который находится за Полярным кругом, в городе Кируна.
- Какая версия происхождения серебристых облаков близка североказахстанской школе исследователей?
- Конец 19-го века – это начало климатических изменений. С ними может быть связано появление серебристых облаков. К этому склоняется и наша школа.
Подозревается связь образования серебристых облаков с процессами в тропосфере. Скорее всего, влияние идет снизу-вверх. Здесь плотность атмосферы и энергии выше. Мы стали рассматривать эту идею. Наладили контакты с нашей Гидрометслужбой, они делились с нами метеокартами. Со временем доказали, что есть связь серебристых облаков с циклонами. Когда-то метеокарты были в свободном доступе и используя их мы могли с точностью сказать, когда будут видны серебристые облака. Разработали схему картографического наложения. Спутники снимали систему серебристых облаков и на эти данные накладывали метеокарты – все совпало! Дальше мы обратили внимание на Антарктиду. Нашли метеоданные, построили графики смены температуры и площади облаков. Обнаружили потрясающее совпадение! Получилось, что процессами в мезосфере управляет температурное поле вблизи земной поверхности, по крайней мере, это справедливо для Южного полушария. На полюсах у поверхности Земли летом всегда образуются обширные антициклоны, воздух попускается вниз и растекается вдоль земной поверхности. Толщина этого слоя 8-10 км. Вращается он по часовой стрелке. Выше, в стратосфере, образуются циклоны – это восходящее движение воздуха, которое вызывает охлаждение мезосферы и образование локальных минимумов температуры, где конденсируются водяные пары. Если на планете идёт глобальное потепление, то количество водяных паров увеличивается, и интенсивность серебристых облаков будет возрастать. Это тема наших следующих исследований. Мы рассчитываем получить грант, чтобы продолжить исследования.
- Серебристые облака могут нести угрозу планете?
- Можно говорить о том, что серебристые облака действительно отражают климатические изменения. Не зря некоторые бьют тревогу по поводу глобального потепления. Если облака со временем приобретут высокую плотность, то они будут работать как защитники, задерживать солнечные лучи и климатические изменения не ускорятся. Вопрос заключается в том, на каком уровне остановятся эти изменения, будет ли приемлемым температурный режим. Биологи говорят, что предел выживаемости растительных организмов – плюс 53 градуса. В прошлом году в некоторых странах наблюдалась температура на уровне 52 градусов. На мой взгляд, тема глобального потепления должна перестать вызывать улыбки.
Олеся Жуковень
