ابرهای شب تاب: اتمسفر. "ابرهای شب تاب" بلندترین ابرهای جو زمین

همین چند صد سال پیش، زمین پر از ناشناخته ها بود و برای نقاشی روی نقاط خالی، بومیان فرضی با سر سگ و صورت انسان بر روی شکم خود روی نقشه های جغرافیایی ترسیم شدند. از آن زمان، اسرار در سیاره ما کاهش یافته است. جالبتر آنهایی هستند که علم مدرنهنوز نمی توانم آن را بفهمم ...

سرگئی سیسوف

قطبش نور نور یک موج الکترومغناطیسی است. پلاریزاسیون برای امواج الکترومغناطیسی پدیده نوسان جهتی بردارهای قدرت میدان الکتریکی و مغناطیسی است. قطبش خطی یک مورد خاص از پلاریزاسیون است که نوسانات بردار شدت میدان الکتریکیدر همان هواپیما دراز بکش

امروزه، تأسیسات لیدار (LIDAR، شناسایی نور انگلیسی، تشخیص و محدوده)، که در آنها لیزر به عنوان منبع پرتو نور عمل می کند، به طور گسترده ای برای مطالعه جو استفاده می شود. بخش کوچکی از تشعشع آن که در جو پراکنده شده است، به عقب باز می گردد و توسط گیرنده گرفته می شود. این امکان محاسبه فاصله نصب تا ناحیه جوی را که سیگنال را از زمان رسیدن سیگنال منعکس شده پراکنده کرده است، می دهد. تصویر لیدار رصدخانه پیر اوگر (آرژانتین) است.

نمودار به وضوح اصل عملکرد نصب لیدار را نشان می دهد. متأسفانه، این روش یک محدودیت غیر قابل حل دارد: به یک آسمان صاف نیاز دارد - در ابرهای متراکم، پرتو لیزر تقریباً به طور کامل از بین می رود.

ابرهای شب‌تاب در ارتفاع تقریبی 80 کیلومتری، در منطقه‌ای که با مزوسفر و ترموسفر هم مرز است، تشکیل می‌شوند که اصطلاحاً مزوپوز نامیده می‌شود. مزوسفر سرد است - دمای آن تا -150 درجه سانتیگراد کاهش می یابد. ترموسفر با درجه حرارت بسیار بالا مشخص می شود - هوا (اگر بتوان این ماده هیولایی کمیاب را چنین نامید) تحت تأثیر تابش خورشیدی گاهی اوقات تا 1500 کلوین گرم می شود. غلظت مولکول های گاز در ترموسفر به قدری کم است که مکانیسم های معمول وجود دارد. برای انتقال انرژی حرارتی عملا کار نمی کند، و تنها راه خنک کردن - تابش انرژی است. آنها در چنین شرایط دشوار "زندگی" می کنند ابرهای شب تاب

دلیل مشاهده ابرهای شب تاب در شب و نه در روز از نمودار بالا مشخص است. در حالی که ناظر هنوز در "قلمرو شب" است، ابرهای شب تاب به منطقه نور خورشید می ریزند. ابرهای شب تاب نه فقط شب، بلکه شب تابستان را "دوست دارند". دلیل این امر ساده است. به اندازه کافی عجیب، مزوسفر فوقانی در تابستان به شدت خنک می شود: دینامیک جریان هوا در جو مقصر این است. همچنین هیچ مشکلی در مورد مراکز تبلور وجود ندارد - از این گذشته، ریزذرات منشأ شهاب‌سنگ در واقع در مزوسفر وجود دارند.

در ژوئن 1885، با فاصله ای چند روزه، چندین ستاره شناس اروپایی متوجه پدیده ای غیرعادی شدند: ابرهای عجیب و غریب از ساختاری که قبلا دیده نشده بود، که در غروب غروب یا اوایل صبح، زمانی که خورشید در زیر افق بود، می درخشید. در آلمان، این پدیده توسط اخترشناسان Otto Jesse و Thomas William Backhaus، در اتریش-مجارستان توسط Vaclav Laska، در روسیه توسط Witold Karlovich Cerasky مشاهده شد. از آنجایی که همه اولین مشاهدات مستقل از یکدیگر انجام شده اند، ناعادلانه است که یک نفر را کاشف بدانیم. جسی و تسراسکی جدی ترین توجه را به پدیده جدید معطوف کردند. دومی موفق شد با دقت قابل قبولی ارتفاع ابرهای جدید را بالای سطح زمین - حدود 75 ورست - تعیین کند. او اولین کسی بود که چگالی نوری ناچیز ابرها را ایجاد کرد - درخشش ستارگان "بسته" توسط آنها تقریباً قدرت را از دست نداد! جسی نیز اندازه گیری های مربوطه را انجام داد، اما با دقت کمی کمتر. اما این او بود که نامی را که از آن زمان به بعد رایج شده است - "ابرهای شب تاب" به دست آورد. در ادبیات انگلیسی زبان، این پدیده معمولاً ابرهای شب تاب یا (به ویژه در مواد ناسا) ابرهای مزوسفر قطبی - PMC نامیده می شود.

شرایط وجود

در پایان قرن نوزدهم، ستاره شناسان زیادی در اروپا وجود داشتند که به طور منظم آسمان را رصد می کردند. تا تابستان 1885، هیچ یک از آنها چیزی شبیه ابرهای شب تاب را توصیف نکردند. شاید مشاهدات ابر در ثبت نشده باشد تاریخ علمیبه دلیل بی اهمیتی؟ اما در سال 1885، همان ویتولد سراسکی قبلاً به مدت ده سال درگیر نورسنجی آسمان گرگ و میش بود. این کار پر زحمت مستلزم توجه دقیق به هر ابری بود که می تواند داده ها را مخدوش کند. تسراسکی نوشت: "برای من بسیار دشوار است که متوجه پدیده ای نشوم که گاهی بیش از کل طاق بهشت را در بر نمی گیرد." اتو جسی نیز همین نظر را داشت. بنابراین، ما از این واقعیت نتیجه خواهیم گرفت که ابرهای شب تاب در واقع قبل از تابستان 1885 مشاهده نشده اند و احتمالاً وجود نداشته اند. البته تلاش ها برای توضیح تازگی طبیعت خیلی سریع انجام شد. منطقی ترین توضیح در آن لحظه به نظر می رسید فوران فاجعه بار آتشفشان کراکاتوآ در قلمرو اندونزی مدرن باشد که منجر به یک انفجار قوی، که به معنای واقعی کلمه کل جزیره را به هوا برد. تئوری های دیگری نیز وجود داشت - در زیر به آنها نگاه خواهیم کرد. اما قبل از اینکه درباره خود ابرهای شب تاب چیزی بگوییم، باید به شرایطی که در آن وجود دارند توجه کنیم.

جو زمین جسم پیچیده ای است که با شرایط مختلف مشخص می شود. از نظر ارتفاع، معمولاً به تروپوسفر (تا 10 کیلومتر)، استراتوسفر (10-50 کیلومتر)، مزوسفر (50-85 کیلومتر)، ترموسفر و اگزوسفر تقسیم می شود. ابرهای شب تاب در منطقه ای که در مرز میان و ترموسفر قرار دارد تشکیل می شود - به اصطلاح مزوپوز.

شرایط فیزیکی بالا و پایین مزوپوز متفاوت است. مزوسفر سرد است - دمای آن تا -150 درجه سانتیگراد کاهش می یابد. برعکس، ترموسفر با درجه حرارت بسیار بالا مشخص می شود - هوا تحت تأثیر تابش خورشیدی گاهی اوقات تا 1500K گرم می شود. غلظت مولکول های گاز در ترموسفر به حدی کم است که مکانیسم های معمول برای انتقال انرژی حرارتی کار نمی کند و تنها راه خنک شدن، تابش انرژی است.

حال تصور کنید چه نوع ابرهایی می توانند در چنین شرایط "خشن" ظاهر شوند؟ ابرهای معمولی سیروکومولوس در تروپوسفر، در ارتفاع 5-6 کیلومتری "زندگی" می کنند و چیزی شبیه مه آب هستند. ابری که می تواند در ارتفاع 70 کیلومتری تشکیل شود را می توان با فردی مقایسه کرد که بدون تجهیزات حفاظتی، مثلاً در مشتری...

آنها از کجا آمده اند؟

در بالا به فرضیه آتشفشانی تشکیل ابرهای شب تاب که توسط فیزیکدان آلمانی فردریش کولراوش در پایان قرن نوزدهم ارائه شد اشاره کردیم. افسوس، مطالعات بعدی نشان داد که خواص ابرها و خواص آئروسل های آتشفشانی معلق در جو بسیار متفاوت است.

در دهه 1920، لئونید کولیک، محقق شهاب‌سنگ، فرضیه‌ای مبنی بر منشأ شهاب‌سنگ ابرهای شب‌تاب ارائه کرد - طبق آن، آنها از ذرات ریز ماده شهاب‌سنگ پراکنده در لایه‌های بالایی جو تشکیل شده‌اند. در واقع، مطالعات مربوط به مزوسفر توسط موشک های هواشناسی در دهه 1960 نشان داد که ابرهای شب تاب حاوی مقدار مشخصی از ماده هستند که به وضوح منشأ شهاب سنگی دارند. اما در آن زمان نظریه دیگری در جریان اصلی علمی قرار داشت - نظریه تراکم که توسط فیزیکدان شوروی ایوان آندریویچ خووستیکوف آغاز شد.

یکی از ویژگی‌های مهم ابرهای شب‌تاب این است که سال به سال در همان ارتفاعات (حدود 80 کیلومتر)، همان عرض‌های جغرافیایی (50 تا 70 درجه) و فقط در تابستان مشاهده می‌شوند و همه این قوانین در شمال رعایت می‌شوند. و در نیمکره جنوبی. نه فرضیه های آتشفشانی و نه شهاب سنگی نمی توانند این حقایق را توضیح دهند. تئوری تراکم نشان می دهد که ابرهای شب تاب از بلورهای یخ کوچک منجمد شده روی ذرات آئروسل تشکیل شده اند. منطقه ای که این تکه های نانو یخ در آن ظاهر می شوند در ارتفاع حدود 90 کیلومتری است، از آنجا به تدریج تحت تأثیر گرانش به سمت پایین حرکت می کنند و اندازه آنها افزایش می یابد. در ارتفاع حدود 85 کیلومتری، خوشه های آنها در غروب هنگام روشن شدن توسط خورشید از پایین قابل مشاهده می شوند - ابرها ظاهر می شوند. برای تشکیل چنین دسته های یخی حداقل سه شرط لازم است: دمای پایین، رطوبت کافی و وجود مراکز تبلور.

بزرگترین مشکل رطوبت هوا است. کیلومترهای بالای مزوسفر خشک‌تر از صحرا است - آب در آنجا ناچیز است و عمدتاً از دو منبع به آنجا می‌آید. این اولاً بخار آب از پایین است و ثانیاً تخریب مولکول های متان تحت تأثیر تابش فرابنفش خورشیدی است که پس از آن آب با مشارکت اکسیژن اتمسفر تشکیل می شود. مشکل این است که مولکول های آب تحت تأثیر قرار می گیرند تابش خورشیدیهمچنین متلاشی می شوند - میانگین زمان زندگی آنها در مزوپوز چندین روز است. هنوز کاملاً مشخص نیست که در چه شرایطی و در چه بازه زمانی مقدار کافی آب می‌تواند در مزوپوز جمع شود، بنابراین، در حالی که نسخه متراکم قابل قبول است، این سؤال کاملاً بسته نیست.

ابزار مطالعه

مطالعه ابرهای شب تاب کار آسانی نیست. هوای بالای استراتوسفر آنقدر کمیاب است که نه هواپیما و نه بالن نمی توانند در آن بمانند. تنها هواپیمایی که قادر به رسیدن به چنین ارتفاعی است یک موشک است. این ناراحتی قابل توجهی برای محققان ایجاد می کند: موشکی که با سرعت بالا پرواز می کند برای چند ثانیه در منطقه مورد مطالعه قرار دارد و تماس بسیار محدودی با محیط دارد. راه اندازی آن از جایی امکان پذیر نیست و بسیار گران است.

در نیمه اول قرن بیستم، استفاده از حسگر نوری برای مطالعه جو پیشنهاد شد. در ابتدا از یک نورافکن قدرتمند برای این کار استفاده شد. پراکندگی مشاهده شده پرتو نور اطلاعاتی در مورد ترکیب و وضعیت توده های هوا ارائه می دهد. در ایالات متحده آمریکا، صداگذاری نورافکن عمدتا برای تعیین چگالی و دما در اتحاد جماهیر شوروی استفاده شد، مطالعه ذرات معلق در هوا نیز یک کار مهم در نظر گرفته شد، که برای آن پرتو نورافکن قطبی شد و سپس توزیع قطبش با ارتفاع مورد مطالعه قرار گرفت. البته نورافکن به عنوان منبع نور خیلی راحت نبود - سقف صدا هرگز از 70 کیلومتر تجاوز نکرد.

از دهه 1960، سیستم های به اصطلاح لیدار، که در آنها لیزر به عنوان منبع پرتو نور عمل می کند، به طور فزاینده ای برای مطالعه جو مورد استفاده قرار گرفته است. بخش کوچکی از تشعشع آن که در جو پراکنده شده است، به عقب باز می گردد و توسط گیرنده گرفته می شود. تابش لیزر منسجم است، طول موج و قطبش آن را می توان با دقت زیادی تعیین کرد. پرتو لیزر را می توان برای مدت زمان تعیین شده با دقت بالا منتشر کرد. این طول پرتو نور را تعیین می کند. این اجازه می دهد تا از زمان رسیدن سیگنال منعکس شده برای محاسبه فاصله نصب تا ناحیه جوی که سیگنال را با دقت چند متر پراکنده کرده است استفاده شود. خوب، ویژگی های تابش منعکس شده (پراکنده) حاوی اطلاعاتی در مورد محیطی است که از آن منعکس شده است.

دومین ابزار مهم مطالعه قطبش نور است. این واقعیت که نور خورشیدی که ما می بینیم قطبی است توسط فرانسوا آراگو در سال 1809 کشف شد که او همچنین ثابت کرد که حداکثر قطبش در فاصله زاویه ای 90 درجه از خورشید است. درجه قطبش نور تحت تأثیر خواص محیطی است که روی آن پراکنده شده است. این همان چیزی است که روش بر اساس آن است. آنچه به ویژه قابل توجه است این است که در گرگ و میش، زمانی که خورشید در زیر افق جو زمین را از پایین روشن می کند، قطب سنجی اطلاعاتی در مورد ویژگی های یک لایه خاص از هوا ارائه می دهد که در آن لحظه درخشان ترین است. بنابراین، با اندازه گیری قطبش در هنگام گرگ و میش، می توان توزیع خواص بر ارتفاع را به دست آورد.

با شروع عصر فضا، این سوال مطرح شد که می توان ابرهای شب تاب را از فضا مشاهده کرد. اولین دستگاهی که به طور خاص برای مطالعه مزوسفر و ابرهای شب‌تاب ایجاد شد، ماهواره آمریکایی AIM (هواپیمایی یخ در مزوسفر) بود که در سال 2007 پرتاب شد و هنوز در مدار کار می‌کند.

و شهاب سنگ تونگوسکا

مشهورترین مشاهده انبوه ابرهای شب تاب در تابستان 1908، بلافاصله پس از سقوط رخ داد. شهاب سنگ تونگوسکاو منطقاً در ارتباط با آن. "شب های سفید" تقریباً در سراسر اروپا به دلیل ابرهای درخشان شروع شد، حتی در جایی که هیچ کس تا به حال نام آنها را نشنیده بود. شاهدان عینی به یاد آوردند که در نیمه های شب نور کافی برای خواندن روزنامه وجود داشت. متأسفانه، تقریباً هیچ اندازه گیری ابزاری قابل اعتمادی انجام نشده است، و برآوردهای مدرن بسیار متفاوت است - روشنایی آن شب ها 10-8000 برابر بیشتر از پس زمینه طبیعی تخمین زده می شود.

معاصران، به عنوان یک قاعده، ابرهای غیر معمول را با شهاب سنگ تونگوسکا مرتبط نمی کردند، زیرا از وجود آن اطلاعی نداشتند. حقیقت سقوط فلان جرم آسمانی در جایی در استان ینیسی شناخته شده بود - آنها حتی سعی کردند به دنبال آن بگردند، اما دانشمندان توانستند مقیاس واقعی آنچه را که تنها دو دهه بعد اتفاق افتاد ارزیابی کنند. علاوه بر این، در آن مکان ها بود که هیچ ناهنجاری جوی، حداقل مشهود، مشاهده نشد. روشنایی شب با آتشفشان توضیح داده شد، که در آن زمان قابل قبول به نظر می رسید.

از نقطه نظر ایده‌های امروزی، ابرهای شب‌تاب تابستان 1908 هنوز بیشتر با Tunguska مرتبط هستند - اما چگونه؟ اگرچه حدود صد نسخه از آنچه در سال 1908 اتفاق افتاد وجود دارد، دانشمندان بیشترین اعتماد را به دو مورد دارند: شهاب سنگ و دنباله دار. شهاب سنگ به یک مشکل اساسی برخورد کرد - سنگریزه کجا رفت؟ دنباله دار از همه جهات بهتر به نظر می رسد، اما توضیح ظاهر ابرهای شب تاب درون آن دشوار به نظر می رسد. ماده پراکنده در اتمسفر باید از وانوارا به سمت شرق پرواز می کرد و ابرهای شب تاب در ولادیووستوک و توکیو قابل مشاهده بودند - اما چنین اتفاقی نیفتاد. علاوه بر این، اندازه "هاله" دنباله دار به صدها هزار و گاهی میلیون ها کیلومتر می رسد. با نزدیک شدن به زمین تقریباً از جهت خورشید، میهمان دمدار باید چند روز قبل از سقوط در اتمسفر گرد و غبار رسوب می کرد و چرخش زمین به طور کاملاً طبیعی همه مواد را به طور مساوی در اطراف محیط توزیع می کرد. .

بنابراین معلوم می شود که پدیده مرموز Tunguska به طور قابل توجهی تعداد سوالات در مورد ابرهای شب تاب را افزایش می دهد. 125 سال پس از آنکه ویتولد کارلوویچ تسراسکی خصوصی، ابرهای غیرعادی را در صبح دید، هنوز نمی‌توانیم با قاطعیت بگوییم که می‌دانیم آنها از کجا و چگونه آمده‌اند.

ابرهای شب‌تاب که تقریباً در مرز جو زمین و فضا شکل می‌گیرند، که مطالعه آنها را بسیار پیچیده می‌کند، هنوز اسرار زیادی را در مورد ماهیت و منشاء خود نگه می‌دارند.

اولین شواهد مستند از رصد ابرهای شب تاب را می توان در کارهای نجومی دانشمندان دنیای قدیم یافت. این سوابق به اواسط قرن هفدهم باز می گردد و با کمبود شدید، غیر سیستماتیک و حقایق متناقض مشخص می شود. تنها در تابستان 1885 این پدیده عجیب توجه چندین ستاره شناس را به خود جلب کرد کشورهای مختلفنیمکره شمالی. افتخار کشف ابرهای غیرمعمول بر اساس نتایج مشاهدات مستقل بین دانشمند روسی V.K. و دانشمند آلمانی T.W. این اخترشناس داخلی بود که با مسئولیت پذیری به مطالعه یک پدیده جدید در علم نزدیک شد. او توانست فاصله تقریبی تا مرزهای تجلی یک فرآیند جوی منحصر به فرد (حدود 80 کیلومتر) و چگالی نوری ناچیز این سازندها را تعیین کند. طی سه سال بعد، ابرهای شب تاب توسط دانشمند آلمانی دیگری به نام اتو جسی مورد مطالعه قرار گرفتند. او داده های به دست آمده توسط Tserasky را تایید کرد و نام فعلی آن را به پدیده تازه کشف شده داد.

اطلاعات عمومی

ابرهای شب تاب (شب نورانی، مزومورف قطبی) رکوردداران جو زمین هستند، ارتفاع تشکیل آنها بین 70-95 کیلومتر متغیر است. شکل‌گیری پدیده‌هایی از این دست تنها در مناطقی از استراتوسفر با حداقل رژیم‌های دمایی از -70 تا -120 درجه سانتی‌گراد امکان‌پذیر است. زمان ظهور ابرهای شب تاب شب و غروب قبل از طلوع فجر است. ویژگی‌های ناحیه‌ای که در آن فرآیندهای شکل‌گیری آنها اتفاق می‌افتد، سال‌هاست که دستیابی به اطلاعات عینی در مورد این پدیده شگفت‌انگیز جوی را عملاً غیرممکن کرده است. عوامل منفی دیگر شامل نزدیکی فضا، ذرات نافذ ماده شهاب‌سنگ و غبار بین‌ستاره‌ای، تأثیر میدان‌های مغناطیسی، واکنش‌های مختلف فیزیکی و شیمیایی، و وابستگی مشاهدات به موقعیت زمین و زمان روز بود. علاوه بر این، رسیدن به ارتفاع ابرهای شب‌تاب در مزوسفر برای بسیاری از هواپیماهای مدرن دشوار بود (برای هواپیماها خیلی زیاد، برای ماهواره‌ها کم). امروزه در مطالعه و تحقیق پدیده منحصر به فردنمایندگان گرایش های ژئوفیزیکی و نجومی در علم تسلط دارند.

خواص و انواع

تصویر آنلاین ابرهای شب تاب از ماهواره AIM

اساس ابرهای شب تاب از کریستال هایی از رطوبت منجمد تشکیل شده است که متراکم می شود و سپس پوسته یخی را در اطراف ذرات میکروسکوپی (0.1-0.7 میکرون) با منشاء زمینی یا کیهانی تشکیل می دهد. این حداکثر شفافیت چنین تشکل هایی را توضیح می دهد که تنها یک هزارم شار نور را مسدود می کنند.

ستارگان به وضوح از میان ابرهای شب تاب قابل مشاهده هستند. هسته کریستال ها می تواند قطعات نامرئی ماده شهاب سنگی یا دنباله دار، گرد و غبار آتشفشانی یا بین سیاره ای، ذرات یخ زده بخار آب باشد. از زمان کشف این پدیده، دانشمندان مفروضات مختلفی را در مورد علل و منشا آن مطرح کرده اند. فرضیه ها به شرح زیر تکامل یافتند: آتشفشانی (از سال 1887)، شهاب سنگ (از سال 1926)، تراکم (از سال 1950). تئوری های دیگری به صورت دوره ای ظاهر می شدند و سعی می کردند پدیده جوی را با کمک پدیده های مختلف ژئوفیزیک توضیح دهند، اما در محافل علمی مورد حمایت قرار نگرفتند.

ابرهای شب تاب ساختار متنوعی دارند که بر اساس آن بر اساس این ویژگی ها به چند نوع طبقه بندی می شوند:

فلور- ابتدایی ترین شکل که با ساختاری تار و درخشش مایل به سفید مشخص می شود.
راه راه- در خطوط کوچک موازی یا در هم تنیده قرار بگیرید که یادآور جت ها است. آنها می توانند به وضوح مشخص یا محو شوند.
امواج- از نظر بصری بسیار شبیه به سطح آب منحرف شده توسط امواج کوچک است. آنها به 3 زیرگونه تقسیم می شوند.
گرداب ها- نشان دهنده چرخش های حلقه ای شکل پیچ خورده با قسمت مرکزی تیره است. بر اساس شعاع و پیچیدگی ساختار، 3 زیر گروه متمایز می شود که آخرین آنها شامل نادرترین پدیده است - ابرهایی شبیه به یک ماده درخشان که از انفجار پراکنده می شوند.

امروزه، ابرهای شب‌تاب، تشکل‌های منحصربه‌فرد و منحصربه‌فردی هستند که اطلاعات علمی مهمی در مورد فرآیندهای رخ‌داده در مزوپوز دارند. تحقیقات در مورد این پدیده با استفاده از روش‌های موشکی، لیزری و راداری انجام می‌شود و اطلاعات جدیدی در مورد حرکات جوی امواج، بادهای بلند و فرآیندهای مؤثر بر تغییرات زمانی آنها ارائه می‌کند.

گالری تصاویر

شرایط و زمان مشاهده

در ساعات روشنایی روز، بعید است که ابرهای شب تاب در آسمان پیدا و دیده شوند. زمان آنها آسمانی تاریک و صاف در غروب عمیق یا غروب قبل از سحر است، زمانی که نور زمین 6 تا 12 درجه به زیر افق می رسد. در این مدت اشعه های خورشیدروشن کردن توده‌های پایین‌تر اتمسفر متوقف می‌شود، و تأثیر آن‌ها بر نواحی فوقانی کمیاب: استراتوسفر و مزوسفر ادامه می‌یابد. پس زمینه ایجاد شده در چنین شرایطی برای مشاهده زیبایی ابرهای شب تاب بهینه است. با وجود نیروی باد قابل توجه در ارتفاعات، اجسام تشکیل شده کاملا ثابت هستند که مطالعه و عکاسی از آنها را آسان تر می کند و فرصتی عالی برای بررسی تمام جزئیات ایجاد می کند. پدیده نادر. ساکنان هر دو نیمکره جنوبی و شمالی می توانند از شکل ها و رنگ های خارق العاده ابرهای شب تاب لذت ببرند. برای اولی، این در ژانویه-فوریه در عرض جغرافیایی 40-65 درجه، برای دومی - ژوئن-ژوئیه، 45-70 درجه امکان پذیر است. محتمل ترین مکان برای ظاهر شدن اجرام قسمت شمالی آسمان در ارتفاع 3 تا 15 درجه بالاتر از افق است.

سفر ابرهای شب تاب در آسمان بلاروس در تابستان 2013!

اولین عکس های با کیفیت بالا از ابرهای شب تاب توسط دانشمند آلمانی Otto Jesse در سال 1887 به دست آمد.

تشکل های جوی منحصر به فرد از این نوع بسیار دشوار است که از همتایان پر خود تشخیص داده شوند، بنابراین سردرگمی دوره ای در بین دوستداران نمایش نور آسمانی در مورد این موضوع ایجاد می شود.

برای ساکنان روسیه، منطقه بهینه برای مشاهده یک پدیده جالب، عرض جغرافیایی از 55 درجه تا 58 درجه خواهد بود.

در نیمکره ما، مطالعه و تحقیق در مورد ابرهای شب تاب فقط برای ستاره شناسان و هواشناسان از فدراسیون روسیه، کانادا و شمال اروپا در دسترس است. علاوه بر این، حداکثر سهم اکتشافات در این زمینه متعلق به دانشمندان حرفه ای نیست، بلکه به آماتورها تعلق دارد.

دامنه ارتفاعی که فرآیندهای تشکیل پدیده در آن انجام می شود به طور غیرقابل توضیحی قادر است تا 80-85 کیلومتر فشرده شود و پس از آن به 60-120 کیلومتر گسترش یابد.

دلیل اصلی درخشش رنگارنگ ابرهای شب‌تاب، اثر پراکندگی طیف فرابنفش نور خورشید است.

تا سال 2007، متخصصان ناسا پروژه AIM را توسعه و راه اندازی کردند. این ماموریت از ماهواره ای تشکیل شده بود که تجهیزات آن فرآیندهای اصلی رخ داده در مزوسفر سیاره ما را ثبت می کند. ابزارهای با دقت بالا زمینه دانش در مورد آن را گسترش داده اند ترکیب شیمیاییابرهای شب‌تاب با تجزیه و تحلیل و اندازه‌گیری کریستال‌های یخ، مولکول‌های گاز و ذرات غبار کیهانی.

سخنرانی توسط O.S. اوگولنیکوف در مورد ابرهای شب تاب

ابرهای شب تاب، مرتفع ترین تشکیلات ابر در جو زمین هستند که در ارتفاعات 70-95 کیلومتری شکل می گیرند. آنها همچنین ابرهای مزوسفری قطبی (PMC) یا ابرهای شب‌تاب (NLC) نامیده می‌شوند. این نام خانوادگی است که به دقت با آنها مطابقت دارد ظاهرو شرایط مشاهده آنها به عنوان استاندارد در عمل بین المللی پذیرفته شده است.

به عنوان یک قاعده، آنها در ارتفاع پایین بالای افق، در ارتفاع 3-10 درجه در قسمت شمالی آسمان (برای ناظران در نیمکره شمالی) قابل مشاهده هستند. با مشاهده دقیق هر ساله مورد توجه قرار می گیرند اما هر سال به درخشندگی بالایی نمی رسند. در کتاب V.A. Bronshten "ابرهای شب تاب و مشاهده آنها" داده هایی از کاتالوگ ابرهای شب تاب ارائه می دهد که توسط N.P بر اساس 2000 مشاهدات برای سال های 1885-1964 گردآوری شده است. این کاتالوگ توزیع زیر را از نقاط مشاهده بر اساس عرض جغرافیایی ارائه می دهد:

عرض جغرافیایی........................ 50...... 50-55..... 55-60..... 60
تعداد مشاهدات (%).....3.8 .....28.1 ......57.4 .....10.8

دلیل این امر چیست؟ در این زمان، در این عرض های جغرافیایی است که شرایط مساعدی برای دید آنها ایجاد می شود، زیرا در این عرض های جغرافیایی در این زمان است که خورشید، حتی در نیمه شب، به صورت کم عمق از افق پایین می آید و در پس زمینه آسمان گرگ و میش زیبا است. تشکل‌های نقره‌ای رنگ مشاهده می‌شوند، ساختاری که یادآور ابرهای سیروس سبک است. این به این دلیل اتفاق می‌افتد که آنها عمدتاً با نور منعکس شده خورشید می‌درخشند، اگرچه برخی از پرتوهایی که می‌فرستند ممکن است در فرآیند فلورسانس ایجاد شوند - انتشار مجدد انرژی دریافتی از خورشید در طول موج‌های دیگر. برای اینکه این اتفاق بیفتد، پرتوهای خورشید باید ابرهای شب تاب را روشن کنند. شناخت آنها قد متوسطدر بالای سطح زمین، می توان محاسبه کرد که غوطه ور شدن خورشید نباید از 19.5 درجه بیشتر شود. در عین حال، اگر خورشید کمتر از 6 درجه غرق شده باشد، هنوز خیلی روشن است (گرگ و میش مدنی) و ممکن است ابرها در آسمان روشن قابل مشاهده نباشند. بنابراین مساعدترین شرایط برای رصد ابرهای شب تاب مربوط به زمان به اصطلاح گرگ و میش ناوبری و نجومی است و هر چه این گرگ و میش ها طولانی تر باشد، احتمال آنها بیشتر است. چنین شرایطی در تابستان در عرض های جغرافیایی از اواسط ژوئن تا اواسط ژوئیه (در نیمکره جنوبی - در پایان دسامبر و در ژانویه در عرض های جغرافیایی از 40 تا 65 درجه) ایجاد می شود. در عرض‌های جغرافیایی میانی از اواخر ماه مه تا اواسط اوت است که اغلب ابرهای شب‌تاب مشاهده می‌شوند. درست است، این تصادف کاملا تصادفی است. در واقع ابرهای شب‌تاب دقیقاً در تابستان و دقیقاً در عرض‌های جغرافیایی میانی تشکیل می‌شوند زیرا در این زمان در این عرض‌های جغرافیایی خنک‌سازی قابل توجهی در مزوپوز وجود دارد و شرایط لازم برای تشکیل کریستال‌های یخ ایجاد می‌شود.

ابرهای شب تاب اولین بار در سال 1885 مشاهده شدند. قبل از این، هیچ اطلاعاتی در مورد ابرهای شب تاب وجود نداشت. کاشف ابرهای شب تاب، V.K Tserasky، دانشیار خصوصی در دانشگاه مسکو در نظر گرفته می شود. او ابرهای شب‌تاب را در 12 ژوئن 1885 مشاهده کرد، زمانی که متوجه ابرهای درخشان غیرمعمولی شد که بخش گرگ و میش را در آسمان قبل از طلوع پر می‌کردند. دانشمند آنها را ابرهای درخشان شبانه نامید. این دانشمند به ویژه از این واقعیت شگفت زده شد که ابرها به خوبی در پس زمینه بخش گرگ و میش برجسته می شوند و زمانی که از محدوده آن فراتر می روند کاملاً ناپدید می شوند. او در این مورد بسیار نگران بود، زیرا بدون اینکه قابل رویت باشند، می‌توانستند نور ستاره‌ها را جذب کنند و نتایج اندازه‌گیری‌های فتومتریک را مخدوش کنند. اما اولین اندازه گیری ابرهای درخشان نشان داد که این ابرها بسیار شفاف هستند و نور ستاره ها را به طور محسوسی تضعیف نمی کنند.

اولین فرضیات در مورد ماهیت ابرهای شب تاب با فوران آتشفشان کراکاتوآ در 27 اوت 1883 مرتبط بود. در دهه بیست قرن بیستم، L.A. Kulik، محقق شهاب سنگ معروف Tunguska، فرضیه شهاب سنگی را برای تشکیل ابرهای شب تاب مطرح کرد. کولیک همچنین پیشنهاد کرد که نه تنها شهاب‌سنگ‌های غول‌پیکر، بلکه شهاب‌سنگ‌های معمولی نیز منبع تشکیل ابرهای شب‌تاب هستند. فرضیه شهاب سنگ برای مدت طولانی محبوب بود، اما نمی توانست پاسخ دهد یک سری کاملسوالات:
چرا آنها در یک محدوده ارتفاعی باریک با مقدار متوسط 82-83 کیلومتر ظاهر می شوند؟
چرا آنها فقط در تابستان و فقط در عرض های جغرافیایی میانی مشاهده می شوند؟
چرا آنها ساختار ظریف مشخصی دارند که بسیار شبیه به ابرهای سیروس است؟

پاسخ به همه این سوالات با فرضیه تراکم (یا یخ) داده شد. این فرضیه در سال 1952 در کار I.A. Khvostikov که توجه را به شباهت خارجی ابرهای شبانه و سیروس جلب کرد، توجیه جدی گرفت. ابرهای سیروس از کریستال های یخ تشکیل شده اند. I.A. Khvostikov پیشنهاد کرد که ابرهای شب تاب دارای همان ساختار هستند. اما برای اینکه بخار آب به یخ متراکم شود، شرایط خاصی لازم است. در سال 1958 V.A. برونشتن در مورد اثرات فصلی و عرضی ظهور ابرهای شب‌تاب توضیح داد که در عرض‌های جغرافیایی متوسط در فصل تابستان در میان‌پاز است که دما به مقادیر بسیار پایین 150-165 کلوین کاهش می‌یابد. فرضیه I.A. Khvostikov در مورد امکان تشکیل اتمسفر ابرهای شب تاب در این منطقه تأیید شد.

درست است، محققان با یک سوال دیگر روبرو شدند: آیا چنین چیزی وجود دارد ارتفاع بالابخار آب کافی برای تشکیل ابرهای شب تاب؟ فرضیه منشا کیهانی هسته های تراکم اکنون ترجیح داده می شود. در واقع، تخریب شهاب‌سنگ‌هایی که در جو زمین نفوذ می‌کنند و به شکل شهاب‌ها مشاهده می‌شوند، عمدتاً در بالای مزوپوز، در ارتفاعات 120-80 کیلومتری رخ می‌دهد. تحقیقات نشان می دهد که روزانه بیش از 100 تن ماده روی زمین می ریزد و تعداد ذرات با جرم 10 گرم که به عنوان هسته های متراکم مناسب هستند برای اطمینان از تشکیل ابرهای شب تاب کافی است. تلاش‌هایی برای یافتن ارتباطی بین ظهور ابرهای شب‌تاب و شدت بارش‌های شهابی صورت گرفته است.

ساختار ابرهای شب تاب

در سال 1955 N.I. گریشین یک طبقه بندی مورفولوژیکی از اشکال ابرهای شب تاب ارائه کرد. بعدها به یک طبقه بندی بین المللی تبدیل شد. ترکیب اشکال مختلف ابرهای شب تاب، انواع اصلی زیر را تشکیل می دهد:

نوع I. Fleur، ساده‌ترین و یکنواخت‌ترین شکل، فضای بین جزئیات پیچیده‌تر و متضاد را پر می‌کند و ساختاری مه‌آلود دارد و درخشش سفید ضعیف و ملایمی با رنگ مایل به آبی دارد.

نوع II. نوارهایی شبیه جویبارهای باریک، گویی توسط جریان هوا منتقل می شود. آنها اغلب در گروه های چندتایی، موازی با یکدیگر یا با زاویه ای جزئی در هم تنیده شده اند. نوارها به دو گروه تقسیم می شوند - تار (II-a) و واضح (II-b).

نوع III. امواج به سه گروه تقسیم می شوند. گوش ماهی (III-a) - مناطقی با آرایش مکرر نوارهای موازی باریک و واضح، مانند امواج نور روی سطح آب با وزش باد خفیف. برآمدگی ها (III-b) نشانه های قابل توجه تری از ماهیت موجی دارند. فاصله بین پشته های مجاور 10 تا 20 برابر بیشتر از گوش ماهی است. خم های موج مانند (III-c) در نتیجه انحنای سطح ابر که توسط اشکال دیگر (راه راه ها، برآمدگی ها) اشغال شده است، ایجاد می شود.

نوع IV گرداب ها نیز به سه گروه تقسیم می شوند. گرداب های شعاع کوچک (IV-a): از 0.1 درجه تا 0.5 درجه، یعنی. بزرگتر از قرص ماه نیست. آنها نوارها، شانه‌ها و گاهی اوقات ظرافت‌ها را خم می‌کنند یا کاملاً پیچ می‌دهند و حلقه‌ای با فضای تاریک در وسط تشکیل می‌دهند که یادآور دهانه ماه است. چرخش به شکل یک خم ساده از یک یا چند راه راه دور از جهت اصلی (IV-b). انتشار گرداب قدرتمند ماده "درخشنده" دور از ابر اصلی (IV-c). این سازند نادر با تنوع سریع شکل آن مشخص می شود.

اما حتی در یک نوع، ابرهای شب تاب متفاوت هستند. بنابراین در هر نوع ابر، گروه هایی مشخص می شوند که ساختار خاصی از ابرها را نشان می دهند (راه راه های تار، نوارهای مشخص، برآمدگی ها، برجستگی ها، خمیدگی های مواج و ...) معمولاً هنگام مشاهده ابرهای شب تاب، می توان چندین مورد از آنها را مشاهده کرد. یکباره تشکیل می شود انواع مختلفو گروه ها

ابرهای شب تاب هم از زمین و هم از فضا و همچنین توسط کاوشگرهای موشکی مورد مطالعه قرار گرفته اند. آنها برای بالن های استراتوسفری بسیار بالا هستند. ماهواره AIM که در آوریل 2007 پرتاب شد، ابرهای شب تاب را از مدار مطالعه می کند.
مطالعات ابرهای شب‌تاب برای درک عمیق‌تر گردش جو زمین، و همچنین بسیاری از فرآیندهایی که در خارج از زمین، روی خورشید رخ می‌دهند، ضروری است.
قابل ذکر است که ابرهای شب تاب یکی از منابع اصلی اطلاعات در مورد حرکت توده های هوا در لایه های بالایی جو هستند. ابرهای شب تاب در اتمسفر فوقانی بسیار سریع حرکت می کنند - سرعت متوسط آنها حدود 100 متر در ثانیه است.

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

(در ارتفاع 80-85 کیلومتری از سطح زمین) و در عمق قابل مشاهده استغروب . مشاهده شده در ماه های تابستان درعرض جغرافیایی بین 43 تا 60 درجه (عرض جغرافیایی شمالی و جنوبی).

مزوسفر(از یونانی μεσο- - «متوسط» و σφαῖρα - "توپ"، "کره") - لایهجو در ارتفاعات از 40-50 تا 80-90 کیلومتر. با افزایش دما با ارتفاع مشخص می شود. حداکثر (حدود 50+ درجهسی ) دما در ارتفاع حدود 60 کیلومتری قرار دارد و پس از آن دما شروع به کاهش به -70 درجه یا -80 درجه می کند.سی . این کاهش دما با جذب انرژی تابش خورشیدی (تابش) همراه است.ازن ترم پذیرفته شد اتحادیه جغرافیایی و ژئوفیزیکدر سال 1951

ترکیب گازمزوسفر، مانند آنهایی که در زیر لایه های جوی قرار دارند، ثابت است و حدود 80 درصد را شامل می شود.نیتروژن و 20 درصد اکسیژن.

مزوسفر از زیرین جدا می شوداستراتوپوز استراتوسفر ، و از پوشانندهترموسفر - مزوپوز . مزوپوز اساساً بامکث توربو

نمونه هایی از ابرهای شب تاب