Перламутровые облака. Перламутровые и серебристые облака. Загадки серебристых и перламутровых облаков

Мы все живем на дне огромного воздушного океана. Он хранит много тайн и загадок. Некоторые из них раскрыты и досконально изучены. Так про облака, кажется, известно все. Однако, есть такие виды облаков, которые до сих пор остаются загадкой. Это серебристые и перламутровые облака.
Перламутровые облака - очень тонкие просвечивающие облака, которые возникают на высотах 22-30 км, сходные по форме с чечевицеобразными. Эти облака имеют радужную окраску вследствие дифракции света на частицах облаков - переохлажденных каплях или ледяных кристаллов. В сумерки рассеянный и отраженный этими облаками свет столь ярок, что предметы на земле отбрасывают заметные тени. Эти облака наблюдаются в северных горных странах - Финляндии, Скандинавии, Аляске и у нас в северных районах. По-видимому, воздушные течения, возникающие над горами, обуславливают их происхождение. Вследствие редкости этого явления перламутровые облака мало изучены.

Что касается серебристых облаков, то их наблюдают ученые более ста лет. В июне 1885 года эти облака были открыты почти одновременно и независимо друг от друга сразу несколькими учеными.

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. Поэтому, серебристые облака наблюдаются только в летний период (июнь-сентябрь), и в средних широтах (в северном полушарии на широтах 45-70°, в южном - на широтах 40-65°)

В последние годы серебристые облака изучают не только с Земли, но и из космоса. Было установлено, что слабая дымка серебристых облаков образуется не только над средними широтами, но и в экваториальном поясе.

Серебристые облака - светлые прозрачные облака, (настолько прозрачные, что через них хорошо видны звезды) самые высокие облачные образования. На вид серебристые облака похожи на обычные перистые. Но в отличие от перистых облаков, которые видны днем, серебристые видны после захода солнца, или перед его восходом. Кроме того, серебристые облака обладают собственным свечением, т.е. всегда выглядят светлыми на фоне темного неба. Различают четыре основных класса серебристых облаков: флер, полосы, волны, вихри.
Длительные исследования серебристых облаков показали, что эти облака, состоят из мельчайших кристалликов льда. Весьма вероятно, что ядрами конденсации для намерзания льда служат частицы метеорной пыли, проникающие в нашу атмосферу из космического пространства или образующиеся в результате разрушения в атмосфере метеорных частиц.

Так как, чаще всего серебристые облака наблюдались после сильных, особенно катастрофических извержений, то была гипотеза о том, что они обусловлены вулканическим пеплом. Это предположение подтверждается тем, что после таких сильных извержений, как извержение вулкана Кракатау в 1883 году, серебристые облака появлялись чаще всего. Да и большая часть наблюденных космонавтами серебристых облаков была привязана в основном, к низким и экваториальным широтам, где отмечается максимальная вулканическая активность (Индонезия и западное побережье Тихого океана, Антильские острова). Очень яркие серебристые облака и светлые белые ночи отмечались после падения Тунгусского метеорита. По данным наблюдений 34 метеорологических станций, поле серебристых облаков тогда имело площадь 51х106 км2.

Таким образом, природа серебристых и перламутровых облаков не везде одна и та же. В районах высоких и средних широт это настоящие конденсационные серебристые облака, а в низких широтах они обусловлены преимущественно вулканической и космической пылью.

При аномально низких температурах (< 195 K) . Именно поэтому перламутровые облака, следуя современной терминологии, принято называть полярными стратосферными облаками (ПСО). ПСО наблюдаются на высотах от 15 до 27 км и являются достаточно редким явлением. Могут быть обнаружены в средних широтах . Лучшее время для их наблюдений - гражданские сумерки , когда Солнце на глубине 1 - 6 градусов ниже горизонта . Повышенный интерес к ПСО связан с их влиянием на формирование озоновых дыр в полярных областях (особенно антарктических озоновых дыр).

Энциклопедичный YouTube

1 / 3

НЕВЕРОЯТНЫЕ ВИДЫ ОБЛАКОВ!

Самые СТРАННЫЕ и Невероятные ПРИРОДНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

География 38. Формы облаков - Академия занимательных наук

Субтитры

Условия и механизм образования

ПСО возникают в средней атмосфере благодаря наличию в ней ядер конденсации . В качестве последних обычно выступает субмикронный 75%-й сернокислотный аэрозоль , содержание которого сильно зависит от вулканизма , поэтому при возмущениях стратосферы вулканогенным аэрозолем появляются дополнительные условия для образования ПСО. Вторым обязательным условием является низкая температура - она должна быть менее 195 К.

Кроме того, появление ПСО может быть связано с процессом возникновения внутренних гравитационных волн , образованных орографически . Когда струйное течение в средней и верхней тропосфере встречает преграду в виде горного хребта, происходит образование волн с подветренной стороны препятствия. Частицы воздуха, натекающие на препятствие, приобретают вертикальную составляющую скорости движения. Колебания частиц приобретают волновой характер, и волна, достигнув нижней стратосферы, образует в ней области пониженной температуры, что является ключевым фактором для образования ПСО.

Можно указать наиболее благоприятные условия для развития горных волн:

• Постепенное увеличение скорости ветра с высотой.
• Направление ветра в пределах около 30° по отношению к линии горного хребта.
• Сильные ветры на малых высотах в условиях стабильной атмосферы.
• Скорость ветра не менее 20 узлов (10 м/с)

В полярных районах высота тропосферы не превышает 7-8 км. Вершина волны, таким образом, оказывается в стратосфере, что создает благоприятные условия для формирования стратосферных (перламутровых) облаков.

Классификация и характеристики

В зависимости от термодинамического состояния полярного стратосферного воздуха образуются частицы ПСО в разном агрегатном состоянии и разного композиционного состава . По этим характеристика ПСО классифицируют на два типа - I и II. Первый из них дополнительно подразделяют на два подтипа (a и b ). Частицы I типа ПСО образуются при температуре стратосферного воздуха ниже 195 К (< -78 °С). Тип Ia состоит в основном из твердых частиц тригидрата азотной кислоты (NAT (HNO 3 -3H 2 O)), образующихся при медленном понижении температуры (< 5K / день). Тип 1b представляет собой переохлажденные капли тернарного раствора (H 2 O/H 2 SO 4 /HNO 3), возникающие при резком понижении стратосферной температуры до значений T STS < T NAT (STS - supercooled ternary solution). Переохлажденные капли могут сохраняться до 190 К (-83°С). При этом с уменьшением окружающей температуры преобладающая сначала квазибинарная смесь H 2 O/H 2 SO 4 постепенно уступает в пользу квазибинарной смеси H 2 O/HNO 3 . Частицы ПСО II типа образуются при температурах ~188 К (-85 °С) и представляют собой кристаллики льда. Частицы I типа имеют размер ~1 мкм, а кристаллы II типа могут превышать 10 мкм. Кроме того, различают еще тип ПСО Id - твердые частицы, которые представляют собой смесь типов Ia и Ib .

Перламутровые облака

Перламутровые облака II типа (водяные)

Перламу́тровые облакá (полярные стратосферные облака) - это конденсационные образования , которые образуются в нижней стратосфере в зимне-весенний период, преимущественно в полярных широтах при аномально низких температурах (< 195 K) . Именно поэтому перламутровые облака, следуя современной терминологии, принято называть полярными стратосферными облаками (ПСО). ПСО наблюдаются на высотах от 15 до 27 км и являются достаточно редким явлением. Могут быть обнаружены в средних широтах . Лучшее время для их наблюдений - гражданские сумерки , когда Солнце на глубине 1 - 6 градусов ниже горизонта . Повышенный интерес к ПСО связан с их влиянием на формирование озоновых дыр в полярных областях (особенно антарктических озоновых дыр).

Условия и механизм образования

ПСО возникают в средней атмосфере благодаря наличию в ней ядер конденсации . В качестве последних обычно выступает субмикронный 75%-й сернокислотный аэрозоль , содержание которого сильно зависит от вулканизма , поэтому при возмущениях стратосферы вулканогенным аэрозолем появляются дополнительные условия для образования ПСО. Вторым обязательным условием является низкая температура - она должна быть менее 195 К.

Кроме того, появление ПСО может быть связано с процессом возникновения внутренних гравитационных волн , образованных орографически . Когда струйное течение в средней и верхней тропосфере встречает преграду в виде горного хребта, происходит образование волн с подветренной стороны препятствия. Частицы воздуха, натекающие на препятствие, приобретают вертикальную составляющую скорости движения. Колебания частиц приобретают волновой характер, и волна, достигнув нижней стратосферы, образует в ней области пониженной температуры, что является ключевым фактором для образования ПСО.

Можно указать наиболее благоприятные условия для развития горных волн:

• Постепенное увеличение скорости ветра с высотой.
• Направление ветра в пределах около 30° по отношению к линии горного хребта.
• Сильные ветры на малых высотах в условиях стабильной атмосферы.
• Скорость ветра не менее 20 узлов (10 м/с)

В полярных районах высота тропосферы не превышает 7-8 км. Вершина волны, таким образом, оказывается в стратосфере, что создает благоприятные условия для формирования стратосферных (перламутровых) облаков.

Классификация и характеристики

В зависимости от термодинамического состояния полярного стратосферного воздуха образуются частицы ПСО в разном агрегатном состоянии и разного композиционного состава . По этим характеристика ПСО классифицируют на два типа - I и II. Первый из них дополнительно подразделяют на два подтипа (a и b ). Частицы I типа ПСО образуются при температуре стратосферного воздуха ниже 195 К (< -78 °С). Тип Ia состоит в основном из твердых частиц тригидрата азотной кислоты (NAT (HNO 3 -3H 2 O)), образующихся при медленном понижении температуры (< 5K / день). Тип 1b представляет собой переохлажденные капли тернарного раствора (H 2 O/H 2 SO 4 /HNO 3), возникающие при резком понижении стратосферной температуры до значений T STS < T NAT (STS - supercooled ternary solution). Переохлажденные капли могут сохраняться до 190 К (-83°С). При этом с уменьшением окружающей температуры преобладающая сначала квазибинарная смесь H 2 O/H 2 SO 4 постепенно уступает в пользу квазибинарной смеси H 2 O/HNO 3 . Частицы ПСО II типа образуются при температурах ~188 К (-85 °С) и представляют собой кристаллики льда. Частицы I типа имеют размер ~1 мкм, а кристаллы II типа могут превышать 10 мкм. Кроме того, различают еще тип ПСО Id - твердые частицы, которые представляют собой смесь типов Ia и Ib .

Мы все живем на дне огромного воздушного океана. Он хранит много тайн и загадок. Некоторые из них раскрыты и досконально изучены. Так про облака, кажется, известно все. Однако, есть такие виды облаков, которые до сих пор остаются загадкой. Это серебристые и перламутровые облака.

Перламутровые облака - очень тонкие просвечивающие облака, которые возникают на высотах 22-30 км, сходные по форме с чечевицеобразными. Эти облака имеют радужную окраску вследствие дифракции света на частицах облаков - переохлажденных каплях или ледяных кристаллов. В сумерки рассеянный и отраженный этими облаками свет столь ярок, что предметы на земле отбрасывают заметные тени. Эти облака наблюдаются в северных горных странах - Финляндии, Скандинавии, Аляске. По-видимому, воздушные течения, возникающие над горами, обуславливают их происхождение. Вследствие редкости этого явления перламутровые облака мало изучены.

Что касается серебристых облаков, то их наблюдают ученые более ста лет. В июне 1885 года эти облака были открыты 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. Он определил среднюю высоту серебристых облаков - 79 километров.

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. Поэтому, серебристые облака наблюдаются только в летний период (июнь-сентябрь), и в средних широтах (в северном полушарии на широтах 45-70°, в южном - на широтах 40-65°). В последние годы серебристые облака изучают не только с Земли, но и из космоса. Было установлено, что слабая дымка серебристых облаков образуется не только над средними широтами, но и в экваториальном поясе.

Серебристые облака - светлые прозрачные облака, (настолько прозрачные, что через них хорошо видны звезды) самые высокие облачные образования. На вид серебристые облака похожи на обычные перистые. Но в отличие от перистых облаков, которые видны днем, серебристые видны после захода солнца, или перед его восходом. Кроме того, серебристые облака обладают собственным свечением, т.е. всегда выглядят светлыми на фоне темного неба. Различают четыре основных класса серебристых облаков: флер, полосы, волны, вихри.

1) Флер - это тонкая дымка, более или менее однородная. Часто флер сочетается с другими формами - заполняет промежутки между полосами и гребнями. Но нередко бывает виден только флер.

2) Полосы, параллельные горизонту - основная форма серебристых облаков. Реже появляются полосы, наклоненные к горизонту или перекрещивающиеся.

3) Волновые образования имеют вид гребней волн. Их принято делить на три подкласса: гребешки (короткие, идущие на небольших расстояниях параллельно друг другу), гребни (более длинные и часто иначе ориентированные, чем маленькие гребешки), волнообразные изгибы, накладывающиеся на другие образования так, что вся система облаков словно колышется на большой волне.

4) Вихри - облака этого класса, пожалуй, самые эффектные, но встречаются они реже других. Вихревые образования порой напоминают причудливые перья диковинных птиц, иногда похожи на "воронки" с темной серединой.

Длительные исследования серебристых облаков показали, что эти облака, состоят из мельчайших кристалликов льда. Весьма вероятно, что ядрами конденсации для намерзания льда служат частицы метеорной пыли, проникающие в нашу атмосферу из космического пространства или образующиеся в результате разрушения в атмосфере метеорных частиц.

Так как, чаще всего серебристые облака наблюдались после сильных, особенно катастрофических извержений, то была гипотеза о том, что они обусловлены вулканическим пеплом. Это предположение подтверждается тем, что после таких сильных извержений, как извержение вулкана Кракатау в 1883 году, серебристые облака появлялись чаще всего. Да и большая часть наблюденных космонавтами В.В.Ковалёнком и В.П.Савиных серебристых облаков была привязана в основном, к низким и экваториальным широтам, где отмечается максимальная вулканическая активность (Индонезия и западное побережье Тихого океана, Антильские острова). Очень яркие серебристые облака и светлые белые ночи отмечались после падения Тунгусского метеорита. По данным наблюдений 34 метеорологических станций, поле серебристых облаков тогда имело площадь 51х106 км 2 .