Nahapilved: Atmosfäär. "noctilucent clouds" Maa atmosfääri kõrgeimad pilved

Veel paarsada aastat tagasi oli Maa täis tundmatust ja tühjade kohtade üle maalimiseks joonistati geograafilistele kaartidele hüpoteetilisi põliselanikke koerapeade ja inimnägudega kõhul. Sellest ajast peale on saladused meie planeedil vähenenud. Seda huvitavamad on need, mis kaasaegne teadus ikka ei saa aru...

Sergei Sysoev

Valguse polarisatsioon Valgus on elektromagnetlaine. Elektromagnetlainete polarisatsioon on elektri- ja magnetvälja tugevusvektorite suunavõnkumise nähtus. Lineaarne polarisatsioon on polarisatsiooni erijuhtum, kui intensiivsusvektori võnkumised elektriväli lamavad samas tasapinnas

Tänapäeval kasutatakse atmosfääri uurimiseks laialdaselt lidari installatsioone (LIDAR, English Light Identification, Detection and Ranging), milles valguskiire allikaks on laser. Väike osa selle atmosfääri hajutatud kiirgusest naaseb tagasi ja vastuvõtja püüab selle kinni. See võimaldab peegeldunud signaali saabumise ajast arvutada kauguse paigaldusest signaali hajutanud atmosfääri piirkonnani. Pildil Pierre Augeri observatooriumi (Argentiina) lidar

Diagramm näitab selgelt lidari paigalduse tööpõhimõtet. Kahjuks on meetodil ületamatu piirang: selleks on vaja selget taevast – tihedates pilvedes kaob laserkiir peaaegu täielikult

Hägupilved tekivad ligikaudu 80 km kõrgusel meso- ja termosfääriga piirneval alal ehk nn mesopausi. Mesosfäär on külm - temperatuur selles langeb -150 °C-ni. Termosfääri iseloomustavad väga kõrged temperatuurid – õhk (kui seda koletult haruldast ainet nii võib nimetada) soojeneb päikesekiirguse mõjul kohati kuni 1500 K. Gaasi molekulide kontsentratsioon termosfääris on nii madal, et tavapärased mehhanismid soojusenergia ülekandmiseks praktiliselt ei tööta ja ainus viis jahtuda - kiirata energiat. Nad "elavad" sellistes rasketes tingimustes ähmased pilved

Põhjus, miks ööpimeduspilvi täheldatakse öösel ja mitte päeval, selgub ülaltoodud diagrammist. Kui vaatleja on endiselt "öisel territooriumil", langevad ööpilved päikesevalgusesse. Hägusad pilved "armastavad" mitte ainult ööd, vaid ka suveööd. Põhjus on lihtne. Kummalisel kombel jahtub ülemine mesosfäär kõige tugevamalt suvel: selles on süüdi õhuvoolude dünaamika atmosfääris. Samuti pole probleeme kristallisatsioonikeskustega – meteoriitse päritoluga mikroosakesed on ju mesosfääris tõepoolest olemas

1885. aasta juunis märkasid mitmepäevase intervalliga mitmed Euroopa astronoomid ebatavalist nähtust: kummalised varemnägematu struktuuriga pilved, mis hõõgusid õhtuses või varahommikuses hämaruses, kui Päike oli horisondi all. Saksamaal jälgisid seda nähtust astronoomid Otto Jesse ja Thomas William Backhaus, Austria-Ungaris Vaclav Laska, Venemaal Witold Karlovich Cerasky. Kuna kõik esimesed vaatlused tehti üksteisest sõltumatult, oleks ebaõiglane pidada avastajaks ühte inimest. Jesse ja Tserasky pöörasid uuele nähtusele kõige tõsisemat tähelepanu. Viimasel õnnestus vastuvõetava täpsusega määrata uute pilvede kõrgus Maa pinnast – umbes 75 versta. Ta oli esimene, kes tuvastas pilvede tühise optilise tiheduse - nende poolt "suletud" tähtede sära peaaegu ei kaotanud jõudu! Jesse tegi ka vastavad mõõtmised, kuid veidi väiksema täpsusega. Kuid just tema mõtles välja nime, mis on sellest ajast alates laialt levinud - “hõbedased pilved”. Ingliskeelses kirjanduses nimetatakse seda nähtust tavaliselt noctilucent clouds ehk (eriti NASA materjalides) polaarmesosfääripilvedeks – PMC.

Olemise tingimused

19. sajandi lõpuks oli Euroopas palju astronoome, kes regulaarselt taevast vaatlesid. Kuni 1885. aasta suveni ei kirjeldanud ükski neist midagi, mis meenutaks ööpilvi. Võib-olla ei salvestatud pilvevaatlusi teaduslik ajalugu triviaalsuse tõttu? Kuid 1885. aastaks oli seesama Witold Ceraski juba kümmekond aastat hämaruse taeva fotomeetriaga tegelenud. See vaevarikas ülesanne nõudis suurt tähelepanu kõikidele pilvedele, mis võivad andmeid moonutada. Tserasky kirjutas: "Mul oleks üsna raske mitte märgata nähtust, mis mõnikord katab ainult kogu taevavõlvi." Samal arvamusel oli ka Otto Jesse. Seetõttu lähtume tõsiasjast, et ööpilvi enne 1885. aasta suve tegelikult ei täheldatud ja tõenäoliselt neid ei olnudki. Muidugi püüti looduse uudsust selgitada väga kiiresti. Sel hetkel tundus kõige loogilisem seletus tänapäeva Indoneesia territooriumil toimunud Krakatoa vulkaani katastroofiline purse, mis viis võimas plahvatus, mis tõstis sõna otseses mõttes kogu saare õhku. Teooriaid oli teisigi – me vaatame neid allpool. Kuid enne kui me midagi udupilvede endi kohta ütleme, tasub pöörata tähelepanu nende eksisteerimise tingimustele.

Maa atmosfäär on keeruline objekt, mida iseloomustavad erinevad tingimused. Kõrguse järgi jaguneb see tavaliselt troposfääriks (kuni 10 km), stratosfääriks (10–50 km), mesosfääriks (50–85 km), termosfääriks ja eksosfääriks. Meso- ja termosfääriga piirnevale alale – nn mesopausile – tekivad udupilved.

Füüsilised tingimused mesopausi kohal ja all on erinevad. Mesosfäär on külm – temperatuur selles langeb -150°C-ni. Termosfääri, vastupidi, iseloomustavad väga kõrged temperatuurid - päikesekiirguse mõjul olev õhk soojeneb mõnikord kuni 1500 K. Gaasimolekulide kontsentratsioon termosfääris on nii madal, et tavapärased soojusenergia ülekandmise mehhanismid ei tööta ning ainuke võimalus jahtuda on energia kiirgamine.

Kujutage nüüd ette, millised pilved võivad sellistes "karmides" tingimustes tekkida? Tavalised rünkpilved “elavad” troposfääris, 5-6 km kõrgusel ja on midagi veeudu taolist. Pilve, mis võib tekkida 70 km kõrgusel, võib võrrelda inimesega, kes on kohanenud ilma kaitsevahenditeta eksisteerimisega näiteks Jupiteril...

Kust nad tulid?

Eespool mainisime saksa füüsiku Friedrich Kohlrauschi 19. sajandi lõpus välja pakutud vulkaanilist hüpoteesi ööpilvede tekke kohta. Paraku näitasid hilisemad uuringud, et pilvede omadused ja atmosfääris hõljuvate vulkaaniliste aerosoolide omadused on väga erinevad.

1920. aastatel pakkus meteoriidiuurija Leonid Kulik välja hüpoteesi udupilvede meteoriidi tekke kohta - selle järgi koosnevad need atmosfääri ülemistes kihtides hajutatud tillukestest meteoriidiaine osakestest. Tõepoolest, 1960. aastatel meteoroloogiliste rakettidega mesosfääri uuringud näitasid, et ööpilved sisaldavad teatud koguses selgelt meteoriidi päritolu ainet. Kuid selleks ajaks oli teaduse peavoolus juba teine teooria - kondensatsiooniteooria, mille algatas Nõukogude füüsik Ivan Andrejevitš Khvostikov.

Udupilvede oluline tunnus on see, et neid vaadeldakse aastast aastasse samadel kõrgustel (umbes 80 km), samadel laiuskraadidel (50–70 kraadi) ja ainult suvel ning kõiki neid reegleid järgitakse põhjas. ja lõunapoolkeral. Ei vulkaanilised ega meteoroloogilised hüpoteesid ei suutnud neid fakte selgitada. Kondensatsiooniteooria viitab sellele, et ööpilved koosnevad pisikestest jääkristallidest, mis on külmunud aerosooliosakestele. Tsoon, kus need nano-jäähelbed ilmuvad, on umbes 90 km kõrgusel, sealt triivivad nad raskusjõu mõjul järk-järgult allapoole, suurendades oma suurust. Umbes 85 km kõrgusel muutuvad nende kobarad nähtavaks õhtuhämaruses, kui neid altpoolt päike valgustada – tekivad pilved. Selliste jäätükkide tekkeks on vaja vähemalt kolme tingimust: madal temperatuur, piisav õhuniiskus ja kristallisatsioonikeskuste olemasolu.

Suurim probleem on õhuniiskus. Mesosfääri ülemised kilomeetrid on kuivemad kui Sahara - vett on seal tühiselt ja see tuleb sinna peamiselt kahest allikast. See on esiteks altpoolt tulev veeaur ja teiseks metaani molekulide hävitamine päikese ultraviolettkiirguse mõjul, mille järel tekib õhuhapniku osalusel vesi. Raskus seisneb selles, et veemolekulid mõju all päikesekiirgus ka lagunevad – nende keskmine eluaeg mesopausis on mitu päeva. Pole veel täiesti selge, millistel tingimustel ja millise aja jooksul võib mesopausi koguneda piisav kogus vett, mistõttu, kuigi kondensatsiooniversioon on usutav, pole küsimus kaugeltki suletud.

Õppevahendid

Udupilvede uurimine pole lihtne. Õhk stratosfääri kohal on nii haruldane, et selles ei saa püsida ei lennuk ega õhupall; ainuke lennuk, mis suudab selliseid kõrgusi saavutada, on rakett. See tekitab teadlastele märkimisväärseid ebamugavusi: suurel kiirusel lendav rakett viibib uuritavas piirkonnas mõne sekundi ning omab väga piiratud kontakti keskkonnaga. Selle käivitamine pole kuskilt võimalik ja on üsna kallis.

20. sajandi esimesel poolel tehti ettepanek kasutada atmosfääri uurimiseks optilist sensorit. Algul kasutati selleks võimsat prožektorit. Täheldatud valgusvihu hajumine andis teavet õhumasside koostise ja oleku kohta. USA-s kasutati prožektorisondeerimist peamiselt õhutiheduse ja -temperatuuri määramiseks, oluliseks ülesandeks peeti ka atmosfääri aerosoolide uurimist, mille jaoks polariseeriti prožektori valgusvihk ja seejärel uuriti polarisatsiooni jaotust kõrgusega. Muidugi ei olnud prožektor valgusallikana kuigi mugav - kõlav lagi ei ületanud kordagi 70 km.

Alates 1960. aastatest on atmosfääri uurimiseks üha enam kasutatud nn lidari süsteeme, mille puhul on valguskiire allikaks laser. Väike osa selle atmosfääris hajutatud kiirgusest naaseb tagasi ja vastuvõtja püüab selle kinni. Laserkiirgus on koherentne, selle lainepikkust ja polarisatsiooni saab määrata suure täpsusega. Laserkiirt saab kiirata suure täpsusega määratud aja jooksul. See määrab valgusvihu pikkuse. See võimaldab peegeldunud signaali saabumisaega kasutada mitme meetri täpsusega, et arvutada kaugus paigaldusest atmosfääri piirkonnani, mis hajutas signaali. Noh, peegeldunud (hajutatud) kiirguse omadused kannavad teavet keskkonna kohta, kust see peegeldus.

Teine oluline tööriist on valguse polarisatsiooni uurimine. Selle, et päikesevalgus, mida me näeme, avastas 1809. aastal, avastas ta ka, et maksimaalne polarisatsioon on Päikesest 90-kraadise nurga kaugusel. Valguse polarisatsiooniastet mõjutavad keskkonna omadused, millele valgus hajub. Sellel meetod põhinebki. Eriti tähelepanuväärne on see, et hämaras, kui horisondi all olev Päike valgustab maakera atmosfääri altpoolt, annab polarimeetria teavet konkreetse õhukihi omaduste kohta, mis sel hetkel on kõige heledamad. Seega saab hämaras polarisatsiooni mõõtes saada omaduste jaotuse kõrguse järgi.

Kosmoseajastu algusega tekkis küsimus, et kosmosest saab vaadelda udupilvi. Esimene spetsiaalselt mesosfääri ja ööpilvede uurimiseks loodud aparaat oli Ameerika satelliit AIM (The Aeronomy of Ice in the Mesosphere), mis saadeti orbiidile 2007. aastal ja töötab siiani orbiidil.

...ja Tunguska meteoriit

Kuulsaim massiline ööpilvede vaatlus toimus 1908. aasta suvel, vahetult pärast Tunguska meteoriit ja loogiliselt võttes sellega seoses. "Valged ööd" algasid peaaegu kogu Euroopas helendavate pilvede tõttu, isegi seal, kus keegi polnud neist kunagi kuulnud. Pealtnägijad meenutasid, et keset ööd oli piisavalt valgust ajalehe lugemiseks. Kahjuks pole usaldusväärseid instrumentaalseid mõõtmisi tehtud peaaegu üldse ning tänapäevased hinnangud erinevad suuresti – nende ööde valgustatus on hinnanguliselt 10-8000 korda suurem kui looduslik foon.

Kaasaegsed ei seostanud Tunguska meteoriidiga reeglina ebaharilikke pilvi, kuna nad ei teadnud selle olemasolust. Teati juba tõsiasi, et mingi taevakeha kuskil Jenissei provintsis langes – seda üritati isegi otsida, kuid juhtunu tegelikku ulatust suutsid teadlased hinnata alles kaks aastakümmet hiljem. Lisaks ei täheldatud just neis kohtades atmosfäärianomaaliaid, vähemalt ilmseid. Öist valgustust seletati vulkanismiga, mis kõlas tol ajal usutavalt.

Tänaste ideede seisukohalt seostuvad 1908. aasta suve udupilved siiski tõenäolisemalt Tunguskaga – aga kuidas? Kuigi 1908. aastal juhtunust on sadakond versiooni, usaldavad teadlased kõige rohkem kahte: meteoriiti ja komeeti. Meteoriit komistab põhimõttelise probleemi otsa – kuhu kadus kivike? Komeet tundub igas mõttes parem, kuid udupilvede ilmumist selle sees tundub raske seletada. Atmosfääris hajutatud aine oleks pidanud Vanavarast minema lendama itta ning Vladivostokis ja Tokyos oleks paistnud udupilved – aga midagi sellist ei juhtunud. Lisaks ulatub komeedi "aura" suurus sadadesse tuhandetesse ja mõnikord miljonitesse kilomeetritesse. Ligikaudu Päikese suunast Maale lähenedes oleks sabaga külaline paar päeva enne langemist pidanud atmosfääri tolmu ladestuma ja Maa pöörlemine oleks jaotunud kogu aine ümbermõõdul ühtlaselt täiesti loomulikul viisil. .

Nii selgub, et salapärane Tunguska fenomen suurendab märgatavalt udupilvede kohta esitatavate küsimuste hulka. 125 aastat pärast seda, kui eraisik Witold Karlovitš Tserasky nägi hommikul taevas ebatavalisi pilvi, ei saa me ikka veel kindlalt väita, et mõistame, kust ja kuidas need tulid.

Peaaegu Maa atmosfääri ja kosmose piiril moodustuvad ööpilved, mis raskendavad nende uurimist, hoiavad endiselt palju saladusi oma olemuse ja päritolu kohta.

Esimesed dokumenteeritud tõendid ööpilvede vaatlemise kohta leidub Vana Maailma teadlaste astronoomilistes töödes. Need ülestähendused pärinevad 17. sajandi keskpaigast ning neid iseloomustavad äärmine nappus, ebasüstemaatiline ja vastuolulised faktid. Alles 1885. aasta suvel äratas see kummaline nähtus mitmete astronoomide tähelepanu erinevad riigid Põhjapoolkera. Sõltumatute vaatluste tulemuste põhjal ebatavaliste pilvede avastamise au jagasid vene teadlane V.K. ja Saksa teadlane T.W. Just kodumaine astronoom lähenes teaduses uue nähtuse uurimisele kõige vastutustundlikumalt. Ta suutis määrata ligikaudse kauguse ainulaadse atmosfääriprotsessi avaldumise piiridest (umbes 80 km) ja nende moodustiste tühise optilise tiheduse. Järgmise kolme aasta jooksul uuris ööpilvi teine saksa teadlane Otto Jesse. Ta kinnitas Tserasky saadud andmeid ja andis äsjaavastatud nähtusele praeguse nime.

Üldine informatsioon

Noctilucent (öised helendavad, polaarmesomorfsed) pilved on Maa atmosfääri rekordiomanikud, nende tekkekõrgus varieerub vahemikus 70-95 km. Seda tüüpi nähtuste teke on võimalik ainult stratosfääri piirkondades, kus minimaalsed temperatuurirežiimid on vahemikus -70 kuni -120 °C. Udupilvede ilmumise aeg on õhtune ja koidueelne hämarus. Tsoonilised iseärasused, milles nende moodustumise protsessid toimuvad, on paljude aastate jooksul muutnud selle hämmastava atmosfäärinähtuse kohta objektiivse teabe hankimise praktiliselt võimatuks. Täiendavad negatiivsed tegurid olid kosmose lähedus, läbistavad meteoriidiosakesed ja tähtedevaheline tolm, magnetväljade mõju, erinevad füüsikalised ja keemilised reaktsioonid ning vaatluste sõltuvus Maa asendist ja kellaajast. Lisaks osutus paljudele kaasaegsetele lennukitele raskesti ligipääsetavaks mesosfääris olevate ööpilvede kõrgus merepinnast (lennukite jaoks liiga kõrge, satelliitide jaoks madal). Täna õppetöös ja teadustöös ainulaadne nähtus Domineerivad teaduse geofüüsikaliste ja astronoomiliste suundumuste esindajad.

Omadused ja tüübid

AIM-satelliidi udupilvede võrgupilt

Udupilvede alus koosneb külmunud niiskuse kristallidest, mis kondenseeruvad ja moodustavad seejärel maapealse või kosmilise päritoluga mikroskoopiliste osakeste (0,1–0,7 mikronit) ümber jääkest. See seletab selliste moodustiste maksimaalset läbipaistvust, mis blokeerivad vaid tuhandiku valgusvoost.

Tähed on selgelt nähtavad läbi udupilvede. Kristallide tuumaks võivad olla meteoori- või komeedimaterjali nähtamatud killud, vulkaaniline või planeetidevaheline tolm, külmunud veeauru osakesed. Alates selle nähtuse avastamisest on teadlased esitanud selle põhjuste ja päritolu kohta erinevaid oletusi. Hüpoteesid arenesid järgmiselt: vulkaaniline (alates 1887), meteoriline (alates 1926), kondensatsioon (alates 1950). Perioodiliselt ilmus ka teisi teooriaid, mis püüdsid atmosfäärinähtust seletada erinevate geofüüsikaliste nähtuste abil, kuid need ei leidnud teadusringkondades toetust.

Noktiilsetel pilvedel on mitmekesine struktuur, mille põhjal liigitatakse need nende tunnuste järgi mitmeks tüübiks:

Fleur– kõige primitiivsem vorm, mida iseloomustab udune struktuur ja tuhm valkjas sära.
Triibud– reastuda väikeste paralleelsete või põimuvate joontega, mis meenutavad jugasid. Need võivad olla teravalt määratletud või hägused.
Lained- visuaalselt väga sarnane väikeste lainetega moonutatud veepinnaga. Need jagunevad 3 alamliiki.
Keerised– kujutavad tumeda keskosaga keerdunud rõngakujulisi keeriseid. Struktuuri raadiuse ja keerukuse alusel eristatakse 3 alarühma, millest viimane hõlmab kõige haruldasemat nähtust - plahvatusest hajuvat helendavat ainet meenutavad pilved.

Tänapäeval on ööpilved ainulaadsed ja ainulaadsed moodustised, mis kannavad teaduslikult olulist teavet mesopausis toimuvate protsesside kohta. Selle nähtuse uurimisel kasutatakse raketi-, laser- ja radarsondeerimise meetodeid, mis annavad uut teavet lainete atmosfääri liikumiste, kõrgtuulte ja nende ajalisi muutusi mõjutavate protsesside kohta.

Pildigalerii

Vaatluse tingimused ja aeg

Valguse ajal on vähetõenäoline, et taevas udupilvi leitakse ja nähakse. Nende aeg on tume selge taevas sügavas õhtu- või koidueelses hämaruses, mil maatäht langeb 6-12° horisondi alla. Sellel perioodil Päikesekiired lakkavad alumiste atmosfäärimasside valgustamisest, jätkates nende mõju haruldastele ülemistele piirkondadele: stratosfäärile ja mesosfäärile. Sellistes tingimustes loodud taust on ööpilvede ilu vaatlemiseks optimaalne. Vaatamata olulisele tuulejõule suurtel kõrgustel on moodustatud objektid üsna staatilised, mis teeb nende uurimise ja pildistamise lihtsamaks, luues suurepärase võimaluse uurida kõiki detaile haruldane nähtus. Nii lõuna- kui ka põhjapoolkera elanikud saavad nautida udupilvede fantastilisi kujundeid ja värve. Esimese puhul on see võimalik jaanuaris-veebruaris 40°-65° laiuskraadil, teisel juunis-juulis 45°-70°. Kõige võimalikum koht objektide ilmumiseks on taeva põhjaosa kõrgusel horisondi kohal 3–15 kraadi.

Udupilvede reisid taevas Valgevene kohal 2013. aasta suvel!

Esimesed kvaliteetsed fotod ööpilvedest tegi Saksa teadlane Otto Jesse juba 1887. aastal.

Seda tüüpi ainulaadseid atmosfäärimoodustisi on väga raske eristada nende sulelistest kolleegidest, nii et taevaste valgussaadete armastajate seas tekib selles küsimuses perioodiliselt segadus.

Venemaa elanike jaoks on selle huvitava nähtuse vaatlemiseks optimaalne piirkond laiuskraadid 55° kuni 58°.

Meie poolkeral on ööpilvede uurimine ja uurimine kättesaadav ainult Vene Föderatsiooni, Kanada ja Põhja-Euroopa astronoomidele ja meteoroloogidele. Pealegi ei kuulu selle valdkonna avastuste maksimaalne panus mitte professionaalsetele teadlastele, vaid amatööridele.

Kõrgusvahemik, milles nähtus tekkivad protsessid toimuvad, on seletamatult võimeline tõmbuma 80-85 km-ni, laienedes seejärel 60-120 km-ni.

Noktillugentsete pilvede värvilise kuma peamiseks põhjuseks on päikesevalguse ultraviolettspektri hajutav mõju.

2007. aastaks töötasid NASA spetsialistid välja ja käivitasid AIM projekti. Missioon koosnes satelliidist, mille seadmed salvestavad meie planeedi mesosfääris toimuvad peamised protsessid. Kõrgtäpsed instrumendid on laiendanud teadmiste valdkonda keemiline koostisööpilved, analüüsides ja mõõtes jääkristalle, gaasimolekule ja kosmilisi tolmuosakesi.

Loeng O.S. Ugolnikov ööpilvedest

Hämarpilved on maakera atmosfääri kõrgeimad pilvemoodustised, mis tekivad 70-95 km kõrgusel. Neid nimetatakse ka polaarseteks mesosfääripilvedeks (PMC) või ööpilvedeks (NLC). See on perekonnanimi, mis vastab nende nimele kõige täpsemalt välimus ja nende vaatlemise tingimused on rahvusvahelises praktikas standardsed.

Reeglina on need nähtavad madalal horisondi kohal, 3-10 kraadi kõrgusel taeva põhjaosas (põhjapoolkeral vaatlejatel). Hoolikalt jälgides märgatakse neid igal aastal, kuid kõrge heleduseni nad igal aastal ei jõua. Raamatus V.A. Bronshten “Noctilucent pilved ja nende vaatlus” pakub andmeid 2000. aasta vaatluste põhjal, mille koostas N.P. Fast aastatel 1885–1964. See kataloog annab järgmise vaatluspunktide jaotuse laiuskraadide järgi:

Laiuskraad........................ 50...... 50-55..... 55-60..... 60
Vaatluste arv (%).....3,8 .....28,1 ......57,4 .....10,8

Mis on selle põhjuseks? Sel ajal luuakse just nendel laiuskraadidel nende nähtavuse jaoks soodsad tingimused, kuna just nendel laiuskraadidel laskub Päike isegi keskööl madalalt horisondi alla ja hämaruse taeva taustal on ilus. täheldatakse hõbedaseid moodustisi, mille struktuur meenutab kergeid rünkpilvi. See juhtub seetõttu, et nad helendavad peamiselt Päikese peegeldunud valgusega, kuigi osa nende saadavatest kiirtest võib tekkida fluorestsentsi protsessis – Päikeselt saadud energia taasemissioon teistel lainepikkustel. Selleks, et see juhtuks, peavad Päikesekiired valgustama ööpilvi. Nende tundmine keskmine pikkus Maapinnast kõrgemal võib arvutada, et päikese sukeldumine ei tohiks ületada 19,5 kraadi. Samas, kui Päike on vajunud alla 6 kraadi, siis on veel liiga hele (tsiviilhämarus) ning heledas taevas ei pruugi pilvi näha. Seega kõige soodsamad tingimused ööpilvede vaatlemiseks vastavad nn navigatsiooni- ja astronoomilise hämaruse ajale ning mida pikemad need hämarused on, seda suurem on nende tõenäosus. Sellised tingimused luuakse suvel kesklaiuskraadidel juuni keskpaigast juuli keskpaigani (lõunapoolkeral - detsembri lõpus ja jaanuaris laiuskraadidel 40 kuni 65 kraadi). Kõige sagedamini täheldatakse ööpilvi mai lõpust augusti keskpaigani keskmistel laiuskraadidel. Tõsi, see kokkusattumus on puhtjuhuslik. Õigupoolest tekivad ööpilved just suvel ja just keskmistel laiuskraadidel, sest sel ajal toimub nendel laiuskraadidel mesopausis märkimisväärne jahenemine ning tekivad vajalikud tingimused jääkristallide tekkeks.

Hämarpilvi täheldati esmakordselt 1885. aastal. Enne seda polnud udupilvede kohta teavet. Udupilvede avastajaks peetakse Moskva ülikooli eradotsendit V.K. Ta täheldas ööpilvi 12. juunil 1885, kui märkas ebatavaliselt heledaid pilvi, mis täitsid koidueelses taevas hämaruse lõigu. Teadlane nimetas neid öisteks helendavateks pilvedeks. Teadlast üllatas eriti asjaolu, et pilved paistsid hämarasegmendi taustal eredalt silma ja kadusid selle piiridest väljudes täielikult. Ta oli selle pärast väga mures, sest ilma nähtavale jõudmata võivad need neelata tähevalgust ja moonutada fotomeetriliste mõõtmiste tulemusi. Kuid juba esimesed helendavate pilvede mõõtmised näitasid, et need pilved on väga läbipaistvad ega nõrgenda märgatavalt tähtede valgust.

Esimesed oletused ööpilvede olemuse kohta olid seotud Krakatoa vulkaani purskega 27. augustil 1883. aastal. 20. sajandi kahekümnendatel aastatel esitas kuulsa Tunguska meteoriidi uurija L.A.Kulik meteoriidihüpoteesi udupilvede tekke kohta. Kulik pakkus ka välja, et ööpilvede tekke allikaks pole mitte ainult hiidmeteoriidid, vaid ka tavalised meteoriidid. Meteoorihüpotees oli pikka aega populaarne, kuid ei osanud vastata terve rida küsimused:
Miks nad ilmuvad kitsasse kõrgusvahemikku keskmise väärtusega 82-83 kilomeetrit?
Miks täheldatakse neid ainult suvel ja ainult keskmistel laiuskraadidel?
Miks on neil iseloomulik peen struktuur, mis on väga sarnane rünkpilvede omaga?

Kõigile neile küsimustele andis vastuse kondensatsiooni (või jää) hüpotees. See hüpotees sai 1952. aastal tõsise põhjenduse I. A. Khvostikovi töös, kes juhtis tähelepanu öö- ja rünkpilvede välisele sarnasusele. Rünkpilved koosnevad jääkristallidest. I.A. Khvostikov väitis, et ööpilvedel on sama struktuur. Kuid selleks, et veeaur jääks kondenseeruks, on vaja teatud tingimusi. 1958. aastal V.A. Bronshten selgitas ööpilvede ilmumise hooajalisi ja laiuskraadisid sellega, et suvehooaja keskmistel laiuskraadidel langeb temperatuur mesopausis ülimadalatele väärtustele 150–165 K. Seega, I. A. Khvostikovi hüpotees udupilvede atmosfääri tekkimise võimalusest selles piirkonnas leidis kinnitust.

Tõsi, teadlaste ees seisis veel üks küsimus: kas on olemas selline suur kõrgus piisavalt veeauru udupilvede moodustamiseks? Nüüd eelistatakse hüpoteesi kondensatsioonituumade kosmilise päritolu kohta. Tegelikult toimub maa atmosfääri tungivate ja meteooridena täheldatud meteoroidide hävimine peamiselt vahetult mesopausi kohal, 120–80 km kõrgusel. Uuringud näitavad, et iga päev “langeb” Maale kuni 100 tonni ainet ning 10 grammi massiga osakeste arv, mis sobivad kondensatsioonituumadeks, on täiesti piisav, et tagada udupilvede teke. On püütud leida seost ööpilvede ilmumise ja meteoorisaju intensiivsuse vahel.

Udupilvede struktuur.

Aastal 1955 N.I. Grishin pakkus välja ööpilvede vormide morfoloogilise klassifikatsiooni. Hiljem sai sellest rahvusvaheline klassifikatsioon. Erinevate ööpilvede vormide kombinatsioon moodustas järgmised põhitüübid:

Tüüp I. Fleur, kõige lihtsam, ühtlane vorm, mis täidab ruumi keerukamate, kontrastsemate detailide vahel ja millel on udune struktuur ja nõrk, pehme valge helgi sinaka varjundiga.

II tüüp. Kitsasid ojasid meenutavad triibud, mis oleksid justkui õhuvoolude poolt kaasa viidud. Need paiknevad sageli mitmekaupa, üksteisega paralleelselt või põimunud väikese nurga all. Triibud jagunevad kahte rühma - hägused (II-a) ja teravalt piiritletud (II-b).

III tüüp. Lained jagunevad kolme rühma. Kammkarbid (III-a) - alad, kus on sagedased kitsad, teravalt piiritletud paralleelsed triibud, nagu kerged lained veepinnal koos väikese tuuleiiliga. Harjadel (III-b) on märgatavamad lainelise iseloomu tunnused; külgnevate harjade vaheline kaugus on 10–20 korda suurem kui kammkarpidel. Lainetaolised kurvid (III-c) tekivad pilvepinna kumeruse tagajärjel, mille hõivavad muud vormid (triibud, kaljud).

IV tüüp. Ka keerised jagunevad kolme rühma. Väikese raadiusega keerised (IV-a): 0,1° kuni 0,5°, s.o. mitte suurem kui Kuu ketas. Nad painutavad või kõverduvad täielikult triibud, kammid ja mõnikord ka hõngud, moodustades rõnga, mille keskel on tume ruum, mis meenutab Kuu kraatrit. Keerised ühe või mitme triibu lihtsa painde kujul põhisuunast eemale (IV-b). "helendav" aine võimas pöörisheide põhipilvest eemal (IV-c); Seda haruldast moodustist iseloomustab selle kuju kiire muutlikkus.

Kuid isegi tüübi piires on ööpilved erinevad. Seetõttu on igas pilvetüübis identifitseeritud rühmad, mis viitavad konkreetsele pilvestruktuurile (udused triibud, teravalt piiritletud triibud, kaljud, harjad, lainelised kurvid jne.) Tavaliselt on udupilvede vaatlemisel mitmeid nende vorme näha kl. üks kord erinevad tüübid ja rühmad.

Hämarpilvi on uuritud nii maapinnalt kui kosmosest, samuti raketisondide abil; need on stratosfääri õhupallide jaoks liiga kõrged. 2007. aasta aprillis orbiidile saadetud satelliit AIM uurib orbiidilt lendlevaid pilvi.
Udupilvede uuringud on vajalikud Maa atmosfääri tsirkulatsiooni, aga ka paljude väljaspool Maad Päikesel toimuvate protsesside sügavamaks mõistmiseks.
Tähelepanuväärne on, et ööpilved on üks peamisi teabeallikaid õhumasside liikumise kohta atmosfääri ülemistes kihtides. Noktiilsed pilved liiguvad atmosfääri ülakihtides ülikiiresti – nende keskmine kiirus on umbes 100 meetrit sekundis.

Allikad: http://www.astrogalaxy.ru/775.html
http://ru.wikipedia.org/wiki/Noctilucent_clouds
http://www.astronet.ru/db/msg/1214909
http://www.cloudappreciationsociety.org

(80-85 km kõrgusel maapinnast) ja sügavamal nähtav hämarus . Täheldatud suvekuudel aastal laiuskraadid 43° ja 60° vahel (põhja- ja lõunalaiuskraad).

Mesosfäär(kreeka keelest μεσο- - "keskmine" ja σφαῖρα - "pall", "kera" - kihtõhkkond kõrgustel 40-50 kuni 80-90 km. Iseloomustab temperatuuri tõus koos kõrgusega; maksimaalne (umbes +50° C ) temperatuur asub umbes 60 km kõrgusel, misjärel hakkab temperatuur langema –70° või –80°-ni. C . See temperatuuri langus on seotud päikesekiirguse (kiirguse) energeetilise neeldumisega osoon Tähtaeg aktsepteeritud Geograafiline ja Geofüüsikaline Liit aastal 1951.

Gaasi koostis mesosfäär, nagu need, mis asuvad atmosfääri kihtide all, on konstantne ja sisaldab umbes 80% lämmastikku ja 20% hapnikku.

Mesosfäär eraldub aluspinnast stratosfääri stratopaus , ja pealispinnast termosfäär – mesopaus . Mesopaus langeb põhimõtteliselt kokku turbo paus.

Näiteid udupilvedest