Ночные серебристые облака

15 июня 2007 г. один венгерский фотограф сделал через некоторое время после захода солнца редкий снимок: лежащий в темноте Будапешт, над дальними горами полоса света - в середине серебристо-белая, сверху голубоватая, снизу розово-красная. Четко видны нитевидные, волнистые и чешуйчатые узоры, напоминающие перистые облака. Но в такое эти высокие ледяные облака в лучшем случае казались бы темными тенями, так что фотограф запечатлел другое явление природы.

Это были так называемые ночные серебристые облака, впервые обнаруженные в 2007 г. на снимках, полученных из космоса со спутника НАСА. 25 мая облака находились на 70° с.ш., 9 июня - над Северной Европой, а в середине июня - над Центральной Европой. Приблизившись к , они исчезли. Их волокнистая и волнообразная структура говорит о том, что серебристые облака двигались с большой скоростью - до 400 км/ч или больше от Заполярья к экватору. Такие облака светятся не сами по себе, а лишь отражают солнечный свет, когда светило уже (или еще) находится далеко за горизонтом. При этом на поверхности облаков в результате преломления наблюдается более или менее выраженное разложение солнечного света на спектральные цвета, точно так же, как на поверхности мыльного пузыря.

Спутник HACA, сфотографировавший в 2007 г. ночные облака из космоса, носит название «Аэрономия льда в мезосфере» (AIM). Аэрономия - раздел геофизики, изучающий атмосферные процессы с точки зрения атомных и молекулярных взаимодействий, а в данном случае ледяные облака в мезосфере. Мезосфера - средний слой атмосферы Земли; он находится на высоте 50-85 км от земной поверхности. На его верхней границе температура составляет -11 °С (самое низкое значение в пределах всей атмосферы). Удивительнее всего, что такая температура была зарегистрирована во время полярного лета, когда над льдами Арктического океана температура была на 1-2 °С выше нуля, а нагретые полуденным солнцем легкие воздушные массы поднимались кверху. Воздух, поднимаясь, охлаждается, а путь до светящихся ночных облаков на высоту 80-85 км очень долгий. На экваторе воздух тоже поднимается вверх и тоже охлаждается, только у земли он очень теплый, нередко выше 30 °С, и поэтому на высоту мезосферы поступает с более высокой температурой. Следовательно, в мезосфере полярному «холодному антициклону» противостоит экваториальный «теплый циклон». Как и в нижних слоях атмосферы, там тоже происходит циркуляция воздуха, а вместе с ней в результате конденсации водяных паров над полярными областями образуются ледяные облака, которые затем, следуя понижению атмосферного давления, направляются в экваториальные широты, где и растворяются в более теплом воздухе.

Формирование серебристых ночных облаков хотя и происходит по тем же законам, что и метеорологические явления у поверхности Земли, все же между тропосферой - «погодным слоем» нашей планеты - и мезосферой существуют определенные различия. Крайне сухой воздух мезосферы почти не содержит . В нем почти полностью отсутствуют частицы пыли, на которых мог бы конденсироваться водяной пар и формировать ледяные кристаллы. А ведь твердые частицы, служащие ядрами конденсации, необходимы для формирования облаков, поэтому одна из задач аэрономии - исследование возможных источников водяных паров и частиц пыли в верхней атмосфере.

Одно событие, возможно, проливает свет на нерешенный вопрос о происхождении серебристых ночных облаков: 27 августа 1883 г. вулкан Кракатау в Индонезии во время одного из самых сильных извержений в истории человечества выбросил в атмосферу гигантское облако водяных паров, газа и пепла на высоту до 80 км. Прошли годы и даже десятки лет, прежде чем медленно оседавшие частицы вновь оказались на земной поверхности.

Может, именно частицы пепла послужили ядрами кристаллизации в обычно безоблачной мезосфере. В пользу этой версии говорит тот факт, что на страницах старинных хроник часто упоминаются обычные облака, но о светящихся ночных облаках нет ни слова. Может, в прежние времена их вовсе не было или они были совсем прозрачными и незаметными? Характерно, что сообщения о светящихся серебристых облаках появились в научной литературе лишь через годы после извержения Кракатау. И в дальнейшем свидетельства о появлении таких облаков поступали одновременно с информацией о вулканах; например, о них писали в 1960-е годы после сильного извержения вулкана Агунг на Бали, сопровождавшегося фантастическими световыми явлениями в средних слоях атмосферы. Высотная пыль может иметь и другое происхождение: например, она может образоваться из частиц космического материала, оказавшегося в верхних слоях атмосферы.

Возможно, возникновение светящихся ночных облаков обусловлено и другими факторами. Некоторые ученые предполагают, что основная причина заключается не в повышенном содержании пыли в мезосфере, а в нарастающем охлаждении этого слоя атмосферы. В самом деле, мезосфера охлаждается уже десятки лет, и это может быть связано, как и тенденция потепления в нижних слоях атмосферы, прежде всего с деятельностью человека - с растущим выбросом углекислого газа и метана.