На днях широкие полосы серебра видели в разных регионах. Каждый год их можно наблюдать сразу после заката или перед рассветом в средней полосе России с конца мая до начала августа. Подробнее о физической природе этого явления рассказала Ольга Золина, ведущий научный сотрудник, заведующая лаборатории динамики климата МФТИ.
Серебристые облака над Россией. ТГК "Фобос".
Серебристые облака – это самые высокие облака на нашей планете. Они появляются каждый год на высоте 80-85 километров в районе мезопаузы – слое атмосферы, разделяющем мезосферу и термосферу. Также они называются полярными мезосферными облаками. Природа серебристых облаков полностью не изучена.
Предположительно они состоят из кристаллов льда очень маленького размера, которые могут образовываться на микрочастицах космической пыли диаметром примерно 0,3 мкм. Для образования серебристых облаков температура должна понизиться до -120 °C. Эти облака видны только при освещении Солнцем снизу при его высоте 6-16° под горизонтом. Поэтому их можно видеть только вечером и утром в средних широтах. Они редко встречаются на широтах ниже 45° и выше 75°.
Считается, что серебристые облака, которые мы видим, представляют собой край обширного поля полярных мезосферных облаков, которое видно из космоса. Отличительная особенность мезосферных облаков состоит в том, что на фоне зари они выглядят светлыми, в отличие от темных тропосферных облаков. Серебристые облака легко отличить от перистых облаков по яркому белому свету. Когда перистые облака освещает Солнце, стоящее под горизонтом, они обычно окрашены в желто-оранжевые и розовые цвета.
Серебристые облака с Международной космической станции. Фото космонавта Ф. Н. Юрчихина.
Серебристые облака впервые наблюдались в 1885 году после извержения вулкана Кракатау. Для образования облаков необходимо присутствие в атмосфере водяного пара и так называемых ядер конденсации, на которых частички водяного пара могли бы осаждаться. На таких высотах водяного пара практически уже нет, так как его источник – это поверхность Земли, с которой происходит испарение. Причина появления достаточного количества водяного пара для образования облаков на этих высотах до сих пор не ясна.
Существует несколько гипотез, откуда может появиться водяной пар на этих высотах. По одной из них в средних широтах в летнее время года на высотах 25-30 километров образуются восходящие потоки воздуха, переносящие водяной пар в область мезопаузы, где пар вымерзает и образует серебристые облака. При этом был установлен факт повышения влажности в те сезоны, над теми широтами и на том уровне, где образуются серебристые облака.
По другой гипотезе, получившей название «солнечного дождя», водяной пар на этих высотах образуется при взаимодействии атомов водорода, летящих к Земле от Солнца, с атомами кислорода верхних слоёв земной атмосферы. Однако эта гипотеза не объясняет увеличение в мезопаузе влажности, необходимой для образования серебристых облаков. Существуют также гипотеза о попадании водяного пара в верхнюю мезосферу с мини-кометами.
Также неясен вопрос о природе частиц, служащих ядрами конденсации для образования серебристых облаков. В настоящее время отдаётся предпочтение гипотезе о космическом происхождении ядер конденсации.
В 2012 году, после 5 лет работы спутника AIM, предназначенного для изучения мезосферы, была высказана гипотеза о том, что появление этих облаков связано с высокой концентрацией метана, который может подниматься до высоты 80 км, где он, взаимодействуя с метеорной пылью, превращается в кристаллы льда. Так как увеличение концентрации метана связано с антропогенной активностью, то это объясняет, почему серебристые облака стали наблюдать только 140 лет назад.
