Obserwacje chmur noctilucentowych. Noctilucent Clouds: Atmosfera błyszcząca w chmurach

Chmury srebrzyste to najwyższe formacje chmur w atmosferze ziemskiej, powstające na wysokościach 70–95 km. Nazywa się je również polarnymi chmurami mezosferycznymi (PMC) lub chmurami noctilucentowymi (NLC). To nazwisko najdokładniej im odpowiada wygląd a warunki ich obserwacji są przyjęte jako standard w praktyce międzynarodowej.

Nocne chmury można zaobserwować tylko w miesiącach letnich: na półkuli północnej w czerwcu-lipcu, zwykle od połowy czerwca do połowy lipca i tylko na szerokościach geograficznych od 45 do 70 stopni, a w większości przypadków od 55 do 65 stopni. Na półkuli południowej - pod koniec grudnia i w styczniu na szerokościach geograficznych od 40 do 65 stopni. O tej porze roku i na tych szerokościach geograficznych Słońce nawet o północy nie schodzi bardzo głęboko pod horyzont, a jego przesuwające się promienie oświetlają stratosferę, gdzie nocne chmury pojawiają się na średniej wysokości około 83 km. Z reguły są one widoczne nisko nad horyzontem, na wysokości 3-10 stopni w północnej części nieba (dla obserwatorów z półkuli północnej). Przy uważnej obserwacji są one zauważane co roku, ale nie osiągają co roku dużej jasności.

W ciągu dnia, nawet na tle czystego, błękitnego nieba, chmury te nie są widoczne: są bardzo cienkie, „eteryczne”. Tylko głęboki zmierzch i nocna ciemność czynią je widocznymi dla obserwatora naziemnego. To prawda, że \u200b\u200bprzy pomocy sprzętu podniesionego na duże wysokości chmury te można rejestrować w ciągu dnia. Łatwo jest dostrzec niesamowitą przezroczystość nocnych obłoków: gwiazdy są przez nie wyraźnie widoczne.

Dla geofizyków i astronomów dużym zainteresowaniem cieszą się obłoki noctilucentowe. Przecież te chmury rodzą się w rejonie minimalnej temperatury, gdzie atmosfera schładza się do -70 C, a czasami do -100 C. Wysokości od 50 do 150 km są wciąż słabo zbadane, ponieważ samoloty i balony nie mogą tam latać, a sztuczne satelity Ziemi nie mogą tam długo schodzić. Dlatego naukowcy wciąż spierają się zarówno o warunki panujące na tych wysokościach, jak i o naturę samych obłoków noctilucentowych, które w odróżnieniu od niskich chmur troposferycznych znajdują się w strefie aktywnego oddziaływania atmosfery ziemskiej z przestrzenią kosmiczną. Pył międzyplanetarny, materia meteorytowa, naładowane cząstki pochodzenia słonecznego i kosmicznego, pola magnetyczne stale uczestniczą w procesach fizycznych i chemicznych zachodzących w górnych warstwach atmosfery. Skutki tej interakcji obserwuje się w postaci zorzy polarnej, poświaty, zjawisk meteorytowych, zmian koloru i czasu trwania zmierzchu. Czas pokaże, jaką rolę odgrywają te zjawiska w rozwoju chmur noctilucentowych.

Obecnie chmury noctilcentowe stanowią jedyne naturalne źródło danych o wiatrach na dużych wysokościach i ruchach fal w okresie mezopauzy, co w znaczący sposób uzupełnia badanie ich dynamiki innymi metodami, takimi jak radar śladów meteorów, sondowanie rakietowe i laserowe. Rozległe obszary i znaczny czas życia takich pól chmurowych dają unikalną możliwość bezpośredniego określenia parametrów różnych typów fal atmosferycznych i ich ewolucji w czasie.

Obowiązujący cechy geograficzne Zjawisko to, chmury noctilucentowe, badane jest głównie w Europie Północnej, Rosji i Kanadzie. Rosyjscy naukowcy wnieśli i wnoszą do tych prac bardzo znaczący wkład, a znaczącą rolę odgrywają fachowe obserwacje uzyskane przez pasjonatów nauki.

Odkrycie noctilucent obłoków

W pracach europejskich naukowców z XVII i XVIII wieku można znaleźć wzmianki o chmurach świecących w nocy, są one jednak fragmentaryczne i niejasne. Za moment odkrycia noctilucentowych obłoków przyjmuje się czerwiec 1885 roku, kiedy to zostały one natychmiast dostrzeżone przez kilkudziesięciu obserwatorów w różne kraje Oh. Za odkrywców tego zjawiska uważa się T. Backhouse'a, który zaobserwował je 8 czerwca w Kissingen (Niemcy) oraz astronoma z Uniwersytetu Moskiewskiego Witolda Karlowicza Tserasky'ego, który odkrył je samodzielnie i po raz pierwszy zaobserwował wieczorem 12 czerwca (nowy styl). W następnych dniach Tserasky wraz ze słynnym astrofizykiem Pułkowo A.A. Pracujący wówczas w Obserwatorium Moskiewskim Biełopolski szczegółowo zbadał chmury srebrzyste i po raz pierwszy określił ich wysokość, uzyskując wartości od 73 do 83 km, co potwierdził 3 lata później niemiecki meteorolog O. Jesse.

Świecące w nocy chmury wywarły ogromne wrażenie na Tseraskim: „Chmury te jasno świeciły na nocnym niebie czystymi, białymi, srebrzystymi promieniami, z lekkim niebieskawym odcieniem, przybierając tam żółty, złoty odcień zdarzały się przypadki, gdy oświetlały ściany, budynki były bardzo zauważalnie oświetlone, a słabo widoczne obiekty wyróżniały się ostro. Czasami chmury tworzyły warstwy lub warstwy, czasami wyglądały jak rzędy fal lub przypominały mieliznę pokrytą zmarszczkami lub falistymi nierównościami. .. To tak genialne zjawisko, że całkowicie niemożliwe jest skomponowanie jego pomysłu bez rysunków i szczegółowy opis. Niektóre długie, olśniewające srebrne smugi, przecinające się lub równoległe do horyzontu, zmieniają się dość powoli i są na tyle ostre, że można je utrzymać w polu widzenia teleskopu.” (Szczegółowy opis odkrycia nocnych obłoków przez Ceraskiego , zobacz dodatek.)

Obserwujemy nocne chmury

Należy pamiętać, że chmury nocne można obserwować z powierzchni Ziemi jedynie podczas głębokiego zmierzchu, na tle niemal czarnego nieba i oczywiście przy braku niższych, troposferycznych chmur. Konieczne jest odróżnienie nieba o zmierzchu od nieba o świcie. Świty obserwuje się w okresie wczesnego zmierzchu cywilnego, kiedy środek dysku słonecznego schodzi poniżej horyzontu obserwatora na głębokość od 0 do 6 stopni. Jednocześnie promienie słoneczne oświetlają całą grubość warstw dolnej atmosfery i dolną krawędź chmur troposferycznych. Świt charakteryzuje się bogatą różnorodnością jasnych kolorów.

Po raz pierwszy srebrny chmury zostały opisane przez V.K. Tserasky’ego, prywatnego adiunkta na Uniwersytecie Moskiewskim, który obserwował je 12 czerwca 1885 roku. Odtąd srebrny chmury są regularnie obserwowane zarówno przez astronomów zawodowych, jak i amatorów. Dla miłośników astronomii obserwacja nocnych obłoków jest interesująca, ponieważ... do ich obserwacji nie potrzeba żadnych przyrządów optycznych, ponadto teleskop srebrny chmury trudne do obserwacji ze względu na małe pole widzenia instrumentu. Rób zdjęcia srebrny chmury nie nastręcza żadnych trudności, gdyż fotografowanie chmur nie różni się niczym od zwykłej fotografii, z wyjątkiem dłuższego czasu otwarcia migawki. Jeśli masz film lub kamerę wideo, obserwacja nocnych chmur nabiera wartości naukowej, ponieważ za pomocą zwolnionego tempa można prześledzić wszystkie zmiany zachodzące w srebrze chmury w okresie filmowania.

Przestrzegać srebrny chmury na półkuli północnej Ziemia możliwe na szerokościach geograficznych od 50 do 70 stopni. Srebrny chmury obserwowane są średnio na wysokościach 70-80 km i widoczne na tle odcinka zmierzchowego. Najlepsze warunki do widoczności nocnych chmur to okres zmierzchu nawigacyjnego, kiedy Słońce schodzi poniżej horyzontu obserwatora o 6-12°. W tym czasie na słabo oświetlonym tle zmierzchu nieba, świetliste chmury. Najlepszy czas obserwacje czerwiec i początek lipca, tj. czas, w którym nie kończy się zmierzch astronomiczny na średnich szerokościach geograficznych.

Srebrny chmury są wspaniałym widowiskiem, ponieważ świecą na tle nieba i dość szybko zmieniają wygląd i zewnętrznie przypominają nieco zorze polarne. Aby wykryć chmury nocne, należy codziennie oglądać północną część nieba, około godzinę po zachodzie słońca Słoneczny i w nocy na godzinę przed wschodem słońca. To właśnie w tym okresie możesz to zobaczyć srebrny chmury, ale jeśli nie znalazłeś chmur, musisz to wskazać, pamiętając, że wynik negatywny jest również wynikiem.

Jeśli chmury wykryte, należy przeprowadzić obserwacje i zapisać je w dzienniku obserwacji.

Cele amatorskich obserwacji chmur noctilucentowych mogą być następujące:

1. Obserwacje synoptyczne, tj. systematyczne obserwacje odcinka zmierzchowego w celu stwierdzenia obecności lub braku chmur noctilcentych, a jeżeli są one widoczne, w celu zarejestrowania ich obecności cechy charakterystyczne(zasięg azymutu i wysokości, jasność, formy morfologiczne). Aby przeprowadzić te obserwacje, potrzebujesz miejsca z otwartym północnym horyzontem i zegarem.

2. Badanie konstrukcji. Można tego dokonać poprzez obserwacje wizualne, fotografię lub filmowanie poklatkowe. Wartość obserwacji rośnie w miarę przechodzenia od pierwszej metody do trzeciej. Niezbędne narzędzia: aparat typu Zenit, kamera filmowa.

3. Badanie ruchu obłoków noctilucentowych. Powstało poprzez fotografowanie ich sekwencyjnie lub filmowanie w zwolnionym tempie.

4. Wyznaczanie wysokości. Aby rozwiązać ten problem, musisz zrobić zdjęcia srebrny chmury w ustalonych momentach z dwóch punktów oddalonych od siebie o 20-30 km. Kamery w obu punktach muszą być takie same. Potrzebujemy dokładnego zegara, który można zweryfikować drogą radiową.

Obserwacje synoptyczne mają na celu uwzględnienie statystyk pojawiania się chmur noctilucentowych. Na podstawie obserwacji synoptycznych konstruuje się rozkład pojawiania się chmur noctilucentowych według szerokości geograficznej, pory roku i innych cech (długość geograficzna, punkty jasności itp.).

Możliwość zobaczenia srebrny chmury w dużej mierze zależy od pogody, a dokładniej od obecności zwykłych chmur troposferycznych w segmencie zmierzchowym i jest określana w skali literowej:

A – niebo o zmierzchu jest całkowicie bezchmurne,
B - niebo o zmierzchu jest częściowo, do połowy zasłonięte przez osobniki chmury niższe lub wyższe poziomy,
B - niebo o zmierzchu zakryte jest chmurami troposferycznymi do 4/5,
G - zmierzchowe niebo widoczne jest tylko przez małe okienka w troposferze chmury,
D - niebo o zmierzchu jest całkowicie pokryte troposferą chmury.

Srebrny chmury mają określoną morfologię, w przeciwnym razie - strukturę. podzielone na cztery główne typy.

Typ I, fleur.

Chmury niemal równomierny blask poszczególnych fragmentów tła zmierzchowego nieba. Fleur jest bardzo łatwo wykryty dzięki swojej mglistej strukturze z delikatnym białym lub niebieskawym odcieniem. Fleur często poprzedza (o około pół godziny) pojawienie się nocnych chmur o bardziej rozwiniętej strukturze. Często można zobaczyć przegrzebki i inne nocne chmury pojawiające się w przerwach w atmosferze.

Typ II, paski.

Grupa a (II-a). Niewyraźne paski ułożone w grupy, równoległe do siebie lub splecione ze sobą pod niewielkim kątem.

Czasami paski zdają się rozchodzić od jednego odległego punktu znajdującego się na horyzoncie.

Grupa b (II - b). Paski, ostro zarysowane jak wąskie strumienie, obserwuje się głównie w obłokach noctilucent o dużej jasności i w obecności innych dobrze rozwiniętych form.

Typ III, przegrzebki.

Grupa a (III - a). Przegrzebki to obszary o częstym ułożeniu wąskich, ostro zarysowanych, równoległych, zwykle krótkich pasków, przypominających lekkie zmarszczki na powierzchni wody przy słabym podmuchu wiatru.

Grupa b (III-6). Grzbiety mają wyraźniej zdefiniowany nierównomierny rozkład jasności w kierunku poprzecznym z wyraźnie widocznymi „falami”

Grupa c (III-c). Krzywe przypominające fale. Zakręty nocnych chmur mają wyraźnie określony falowy charakter ruchu.

Typ IV, wiry.

Grupa (IV-a). Wiry i okrągłe szczeliny. Paski (II), przegrzebki (III), a czasami stylizacja (I) podlegają zawirowaniom.

Grupa b (IV-6). Skręt w postaci prostego zagięcia jednego lub więcej pasków od głównego kierunku.

Grupa c (IV-c). Potężne wirowe emisje świetlistej materii z dala od głównej chmury. Jest to rzadka formacja w srebrze chmury charakteryzuje się szybką zmiennością kształtu.

Fotografia srebrny chmury Można zastosować dowolny aparat przeznaczony dla ramki o wymiarach 24x36 mm. A takie zdjęcia mają wartość naukową. Podczas fotografowania aparat musi ustawić ostrość na nieskończoność. Konieczne jest strzelanie z pełnym otworem, a czas ekspozycji będzie wynosić od kilku sekund do 2-3 minut.

Widok na chmurę

Chmury nocne (znane również jako chmury mezosferyczne) to rzadkie zjawisko, zwykle obserwowane w miesiącach letnich na szerokościach geograficznych pomiędzy 50° a 60° (szerokość geograficzna północna i południowa). Wyróżniony jako niezależne zjawisko przez V.K. Badanie chmur noctilucentowych przeprowadził V.V. Szaronow.

Jak klimatycznie zjawisko optyczne, chmury noctilucent to chmury świecące srebrzystą barwą o różnych dziwnych kształtach, obserwowane o zmierzchu. Nie obserwowano w godzinach dziennych.

Najwięcej jest chmur mezosferycznych wysokie chmury w atmosferze ziemskiej; powstają w mezosferze na wysokości około 85 km i są widoczne tylko wtedy, gdy zostaną oświetlone przez słońce znad horyzontu, podczas gdy dolne warstwy atmosfery znajdują się w cieniu Ziemi; w dzień nie są widoczne. Co więcej, ich gęstość optyczna jest tak niewielka, że gwiazdy często przez nie zaglądają. Noctilucent chmury nie zostały w pełni zbadane. Sugerowano, że składają się one z pyłu wulkanicznego lub meteorycznego, ale z danych z satelity UARS wiadomo, że składają się głównie z lodu wodnego. Jest to zjawisko stosunkowo młode – po raz pierwszy opisano je w 1885 roku, niedługo po erupcji Krakatoa, i pojawiły się spekulacje. Badano je z ziemi i z kosmosu, a także za pomocą sond rakietowych; są one bardzo wysokie jak na balony stratosferyczne. Satelita AIM, wystrzelony w kwietniu 2007 roku, bada z orbity nocne obłoki. Warto zauważyć, że chmury noctilucentowe są jednym z głównych źródeł informacji o ruchu mas powietrza w górnych warstwach atmosfery. Noctylne chmury poruszają się niezwykle szybko w górnych warstwach atmosfery – ich średnia prędkość wynosi około 100 metrów na sekundę. Sporo ludzi fotografuje nocne chmury. Na forach astronomicznych znajdują się sekcje, w których obserwatorzy dzielą się swoimi zdjęciami.

Struktura obłoków noctilcentowych

W 1955 r. N.I. Grishin zaproponował morfologiczną klasyfikację form noctilucentowych chmur. Później stała się klasyfikacją międzynarodową. Połączenie różnych form chmur noctilucentowych utworzyło następujące główne typy:

Typ I. Fleur, najprostsza, równa forma, wypełniająca przestrzeń pomiędzy bardziej złożonymi, kontrastującymi detalami, posiadająca mglistą strukturę i słabą, miękką białą poświatę z niebieskawym odcieniem.
Typ II. Paski przypominające wąskie strumienie, jakby niesione przez prądy powietrza. Często rozmieszczone są w grupach po kilka, równolegle do siebie lub przeplatają się pod niewielkim kątem. Paski dzielą się na dwie grupy – rozmyte (II-a) i ostro zaznaczone (II-b).
Typ III. Fale dzielą się na trzy grupy. Przegrzebki (III-a) - obszary z częstym układem wąskich, ostro zarysowanych równoległych pasków, przypominających lekkie zmarszczki na powierzchni wody przy niewielkim podmuchu wiatru. Grzbiety (III-b) mają bardziej zauważalne oznaki charakteru falowego; odległość między sąsiednimi grzbietami jest 10–20 razy większa niż w przypadku przegrzebków. Zakręty falowe (III-c) powstają w wyniku zakrzywienia powierzchni chmur zajmowanej przez inne formy (paski, grzbiety).
Typ IV. Wiry są również podzielone na trzy grupy. Wiry o małym promieniu (IV-a): od 0,1° do 0,5°, tj. nie większy niż dysk księżycowy. Wyginają lub całkowicie zwijają paski, grzebienie, a czasem talenty, tworząc pierścień z ciemną przestrzenią pośrodku, przypominający krater księżycowy. Wiry w postaci prostego zagięcia jednego lub więcej pasków od głównego kierunku (IV-b). Potężna emisja wirowa „świetlistej” materii oddalona od głównej

Treść artykułu

nocne chmury, najwyższe formacje chmur w atmosferze ziemskiej, powstające na wysokościach 70–95 km. Nazywa się je również polarnymi chmurami mezosferycznymi (PMC) lub chmurami noctilucentowymi (NLC). To właśnie ta druga nazwa, która najdokładniej odpowiada ich wyglądowi i warunkom obserwacji, jest przyjęta jako standard w praktyce międzynarodowej.

Nocne chmury można zaobserwować tylko w miesiącach letnich: na półkuli północnej w czerwcu-lipcu, zwykle od połowy czerwca do połowy lipca i tylko na szerokościach geograficznych od 45° do 70°, a w większości przypadków od 55° do 65° °. Na półkuli południowej pod koniec grudnia i w styczniu na szerokościach geograficznych od 40° do 65°. O tej porze roku i na tych szerokościach geograficznych Słońce nawet o północy nie schodzi bardzo głęboko pod horyzont, a jego przesuwające się promienie oświetlają stratosferę, gdzie nocne chmury pojawiają się na średniej wysokości około 83 km. Z reguły są one widoczne nisko nad horyzontem, na wysokości od 3° do 15° stopni w północnej części nieba (dla obserwatorów z półkuli północnej). Przy uważnej obserwacji są one zauważane co roku, ale nie osiągają co roku wysokiej jasności.

Dla geofizyków i astronomów dużym zainteresowaniem cieszą się obłoki noctilucentowe. Wszak chmury te rodzą się w obszarze temperatur minimalnych, gdzie atmosfera schładza się do –70°C, a czasami do –100°C. Wysokości od 50 do 150 km są słabo zbadane, ponieważ samoloty i balony nie mogą się wznieść tam, a sztuczne satelity Ziemi nie są w stanie przebywać tam przez dłuższy czas. Dlatego naukowcy wciąż spierają się zarówno o warunki panujące na tych wysokościach, jak i o naturę samych obłoków noctilucentowych, które w odróżnieniu od niskich chmur troposferycznych znajdują się w strefie aktywnego oddziaływania atmosfery ziemskiej z przestrzenią kosmiczną. Pył międzyplanetarny, materia meteorytowa, naładowane cząstki pochodzenia słonecznego i kosmicznego, pola magnetyczne są stale zaangażowane w procesy fizyczne i chemiczne zachodzące w górnych warstwach atmosfery. Skutki tej interakcji obserwuje się w postaci zorzy polarnej, poświaty, zjawisk meteorytowych, zmian koloru i czasu trwania zmierzchu. Czas pokaże, jaką rolę odgrywają te zjawiska w rozwoju chmur noctilucentowych.

Obecnie chmury noctilcentowe stanowią jedyne naturalne źródło danych o wiatrach na dużych wysokościach i ruchach fal w okresie mezopauzy, co w istotny sposób uzupełnia badanie ich dynamiki innymi metodami, takimi jak radar śladów meteorów, sondowanie rakietowe i laserowe. Rozległe obszary i znaczny czas życia takich pól chmurowych dają unikalną możliwość bezpośredniego określenia parametrów różnych typów fal atmosferycznych i ich ewolucji w czasie.

Ze względu na cechy geograficzne tego zjawiska chmury noctilucentowe są badane głównie w Europie Północnej, Rosji i Kanadzie. Rosyjscy naukowcy wnieśli i wnoszą do tych prac bardzo znaczący wkład, a znaczącą rolę odgrywają fachowe obserwacje uzyskane przez pasjonatów nauki.

Odkrycie noctilucent obłoków.

W pracach europejskich naukowców z XVII i XVIII wieku można znaleźć wzmianki o chmurach świecących w nocy, są one jednak fragmentaryczne i niejasne. Za moment odkrycia nocnych obłoków przyjmuje się czerwiec 1885 roku, kiedy to zauważyło je kilkudziesięciu obserwatorów w różnych krajach. Za odkrywców tego zjawiska uważa się T. Backhouse'a (T.W. Backhouse), który zaobserwował je 8 czerwca w Kissingen (Niemcy), oraz astronoma z Uniwersytetu Moskiewskiego Witolda Karłowicza Tseraskiego, który odkrył je niezależnie i po raz pierwszy zaobserwował je na Ziemi wieczór 12 czerwca (w nowym stylu). W kolejnych dniach Tserasky wraz ze słynnym astrofizykiem Pułkowo A.A. Belopolskim, pracującym wówczas w Obserwatorium Moskiewskim, szczegółowo zbadał obłoki srebrzyste i po raz pierwszy określił ich wysokość, uzyskując wartości od 73 do 83 km, potwierdzone 3 lata później przez niemieckiego meteorologa Otto Jesse (O. Jesse).

Świecące w nocy chmury wywarły na Tseraskim wielkie wrażenie: „Chmury te jasno świeciły na nocnym niebie czystymi, białymi, srebrzystymi promieniami, z lekkim niebieskawym odcieniem, przybierając w bezpośrednim sąsiedztwie horyzontu żółto-złoty odcień. Zdarzały się przypadki, gdy pojawiało się światło, ściany budynków były bardzo zauważalnie oświetlone, a słabo widoczne obiekty ostro wystawały. Czasami chmury tworzyły warstwy lub warstwy, czasami wyglądały jak rzędy fal lub przypominały mieliznę pokrytą zmarszczkami lub falistymi nierównościami... To jest tak genialne zjawisko, że absolutnie nie da się o nim pojęcia bez rysunków i szczegółowego opisu opis. Niektóre długie, olśniewające srebrne smugi, przecinające horyzont lub równoległe do horyzontu, zmieniają się dość powoli i są tak ostre, że można je utrzymać w polu widzenia teleskopu.”

Obserwacja chmur noctilucentowych.

Należy pamiętać, że chmury nocne można obserwować z powierzchni Ziemi jedynie podczas głębokiego zmierzchu, na tle niemal czarnego nieba i oczywiście przy braku niższych, troposferycznych chmur. Konieczne jest odróżnienie nieba o zmierzchu od nieba o świcie. Świty obserwuje się w okresie wczesnego zmierzchu cywilnego, kiedy środek dysku słonecznego schodzi poniżej horyzontu obserwatora na głębokość od 0° do 6°. Jednocześnie promienie słoneczne oświetlają całą grubość warstw dolnej atmosfery i dolną krawędź chmur troposferycznych. Świt charakteryzuje się bogatą różnorodnością jasnych kolorów.

W drugiej połowie zmierzchu cywilnego (głębokość Słońca 3–6°) zachodnia część nieba jest nadal dość jasna o porannym oświetleniu, ale w sąsiednich obszarach niebo nabiera już głębokich, ciemnoniebieskich i niebiesko-zielonych odcieni. Obszar największej jasności nieba w tym okresie nazywany jest segmentem zmierzchu.

Najkorzystniejsze warunki do wykrywania chmur nocnych powstają w okresie zmierzchu nawigacyjnego, kiedy Słońce schodzi poniżej horyzontu na głębokość 6–12° (pod koniec czerwca na średnich szerokościach geograficznych następuje to na 1,5–2 godziny przed północą). W tym czasie cień Ziemi pokrywa dolne, najgęstsze, obciążone pyłem warstwy atmosfery i oświetlane są tylko rozrzedzone warstwy, zaczynając od mezosfery. Światło słoneczne rozproszone w mezosferze tworzy słabą poświatę na zmierzchającym niebie; Na tym tle łatwo dostrzec blask nocnych obłoków, który przyciąga uwagę nawet przypadkowych świadków. Różni obserwatorzy określają ich kolor jako perłowo-srebrny z niebieskawym odcieniem lub niebiesko-biały.

O zmierzchu kolor nocnych chmur wydaje się niezwykły. Czasami chmury wydają się fosforyzujące. Poruszają się wzdłuż nich ledwo zauważalne cienie. Niektóre obszary pola chmur stają się znacznie jaśniejsze niż inne. Po kilku minutach sąsiednie obszary mogą wydawać się jaśniejsze.

Pomimo tego, że prędkość wiatru w stratosferze wynosi 100–300 m/s, duża wysokość chmur nocnych sprawia, że w polu widzenia teleskopu lub kamery są one niemal nieruchome. Dlatego też pierwsze zdjęcia tych chmur Jesse uzyskał już w 1887 roku. Kilka grup badaczy na całym świecie systematycznie bada obłoki srebrzyste zarówno na półkuli północnej, jak i południowej. Badanie obłoków nocnych, podobnie jak innych trudnych do przewidzenia zjawisk naturalnych, wymaga szerokiego zaangażowania pasjonatów nauki. Każdy przyrodnik, niezależnie od głównego zawodu, może przyczynić się do gromadzenia faktów na temat tego niezwykłego zjawiska atmosferycznego. Wysokiej jakości zdjęcie nocnych chmur można uzyskać prostym amatorskim aparatem. Można na przykład używać aparatu Zenit ze standardowym obiektywem Helios-44; z aperturą 2,8–3,5 i czułością kliszy 100–200 jednostek. GOST zaleca czasy otwarcia migawki od 2–3 do 10–15 sekund. Bardzo ważne jest, aby aparat nie drgał podczas naświetlania; W tym celu wskazane jest użycie niezawodnego statywu, ale w skrajnych przypadkach wystarczy docisnąć aparat dłonią do ramy okna, drzewa lub kamienia; Podczas zwalniania migawki pamiętaj o użyciu kabla.

Aby powstałe obrazy miały nie tylko walor estetyczny, ale także miały znaczenie naukowe i stanowiły materiał do późniejszej analizy, konieczne jest dokładne zarejestrowanie okoliczności wykonania zdjęcia (czas, parametry sprzętu i materiały fotograficzne), a także korzystaj także z najprostszych urządzeń: filtrów świetlnych, filtrów polaryzacyjnych, lustra do określania prędkości ruchu kontrastujących szczegółów chmur.

Z wyglądu chmury noctilucentowe mają pewne podobieństwa do wysokich chmur cirrus. Aby opisać formy strukturalne chmur noctilucentowych podczas ich obserwacji wizualnej, opracowano międzynarodową klasyfikację morfologiczną:

Typ I. Fleur, najprostsza, równa forma, wypełnia przestrzeń pomiędzy bardziej złożonymi, kontrastującymi detalami, ma mglistą strukturę i słabą, delikatną białą poświatę z niebieskawym odcieniem.

Typ II. Paski przypominające wąskie strumienie, jakby niesione przez prądy powietrza. Często rozmieszczone są w grupach po kilka, równolegle do siebie lub przeplatają się pod niewielkim kątem. Paski dzielą się na dwie grupy – rozmyte (II-a) i ostro zaznaczone (II-b).

Typ III. Fale dzielą się na trzy grupy. Przegrzebki (III-a) - obszary z częstym układem wąskich, ostro zarysowanych równoległych pasków, przypominających lekkie zmarszczki na powierzchni wody przy niewielkim podmuchu wiatru. Grzbiety (III-b) mają bardziej zauważalne oznaki charakteru falowego; odległość między sąsiednimi grzbietami jest 10–20 razy większa niż w przypadku przegrzebków. Zakręty falowe (III-c) powstają w wyniku zakrzywienia powierzchni chmur zajmowanej przez inne formy (paski, grzbiety).

Typ IV. Wiry są również podzielone na trzy grupy. Wiry o małym promieniu (IV-a): od 0,1° do 0,5°, tj. nie większy niż dysk księżycowy. Wyginają lub całkowicie zwijają paski, grzebienie, a czasem talenty, tworząc pierścień z ciemną przestrzenią pośrodku, przypominający krater księżycowy. Wiry w postaci prostego zagięcia jednego lub więcej pasków od głównego kierunku (IV-b). Silne emisje wirowe „świetlistej” materii z dala od głównego obłoku (IV-c); Ta rzadka formacja charakteryzuje się szybką zmiennością kształtu.

Strefa największej częstotliwości obserwacji chmur noctilcentych na półkuli północnej leży na szerokości geograficznej 55–58°. Wiele osób należy do tej kategorii głównych miast Rosja: Moskwa, Jekaterynburg, Iżewsk, Kazań, Krasnojarsk, Niżny Nowogród, Nowosybirsk, Czelabińsk itd. Oraz tylko kilka miast w Europie Północnej i Kanadzie.

Właściwości i natura chmur noctilucentowych.

Zasięg wysokości, na którym tworzą się chmury srebrzyste, jest na ogół dość stabilny (73–95 km), jednak w niektórych latach zwęża się do 81–85 km, a czasami rozszerza się do 60–118 km. Często pole chmur składa się z kilku raczej wąskich warstw. Główną przyczyną blasku chmur jest rozpraszanie przez nie światła słonecznego, ale możliwe jest, że pewną rolę odgrywa również efekt luminescencji pod wpływem promieni ultrafioletowych ze Słońca.

Przezroczystość chmur noctilucent jest niezwykle wysoka: typowe pole chmur blokuje tylko około 0,001% przechodzącego przez nie światła. To właśnie charakter rozpraszania światła słonecznego przez chmury noctilucentowe umożliwił ustalenie, że są to skupiska cząstek o wielkości 0,1–0,7 mikrona. Wysuwano różne hipotezy na temat natury tych cząstek: zakładano, że mogą to być kryształki lodu, drobne cząstki pył wulkaniczny, kryształki soli w „płaszczu lodowym”, pył kosmiczny, cząstki pochodzenia meteorycznego lub kometarnego.

Jasne nocne chmury, zaobserwowane po raz pierwszy w latach 1885–1892 i najwyraźniej wcześniej nie zauważone, sugerowały, że ich pojawienie się było związane z jakimś potężnym, katastroficznym procesem. Takim zjawiskiem była erupcja wulkanu Krakatoa w Indonezji 27 sierpnia 1883 roku. W rzeczywistości była to kolosalna eksplozja o energii równej eksplozji dwudziestu bomby wodorowe(20 Mt TNT). Do atmosfery wyrzucono około 35 milionów ton pyłu wulkanicznego, wznoszącego się na wysokość 30 km i ogromną masę pary wodnej. Po eksplozji Krakatau zaobserwowano anomalie optyczne: jasne wschody słońca, spadek przezroczystości atmosfery, anomalie polaryzacyjne, pierścień Bishopa (brązowo-czerwona korona wokół Słońca o zewnętrznym promieniu kątowym około 22° i szerokości 10°; niebo wewnątrz pierścienia jest jasne z niebieskawym odcieniem). Anomalie te utrzymywały się przez około dwa lata, stopniowo słabnąc, a chmury noctilucentne pojawiły się dopiero pod koniec tego okresu.

Hipotezę o wulkanicznym charakterze chmur noctilucentowych po raz pierwszy sformułował niemiecki badacz W. Kohlrausch w 1887 roku; uważał je za skroploną parę wodną uwolnioną podczas erupcji. Jesse w latach 1888–1890 rozwinął ten pomysł, wierząc, że to nie woda, ale jakiś nieznany gaz (prawdopodobnie wodór) został wyrzucony przez wulkan i zamrożony w małe kryształki. Sugerowano, że pył wulkaniczny odgrywa również rolę w tworzeniu się chmur noctilucentowych, służąc jako jądra krystalizacji pary wodnej.

Stopniowe gromadzenie danych obserwacyjnych dostarczyło faktów, które wyraźnie przemawiały przeciwko hipotezie wulkanicznej. Analiza anomalii świetlnych po większych erupcjach wulkanów (Mont Pele, 1902; Katmai, 1912; Kordyliera, 1932) wykazała, że jedynie w rzadkich przypadkach towarzyszyło im pojawienie się nocnych chmur; najprawdopodobniej były to przypadkowe zbiegi okoliczności. Obecnie hipoteza wulkaniczna, która na początku XX wieku. uważane za powszechnie przyjęte, a nawet przeniknięte do podręczników meteorologii, mają jedynie znaczenie historyczne.

Pojawienie się hipotezy meteorytu o pochodzeniu nocnych chmur jest również związane z imponującą wielkością zjawisko naturalne– Katastrofa tunguska 30 czerwca 1908 r. Z punktu widzenia obserwatorów, wśród których byli bardzo doświadczeni astronomowie i meteorolodzy (V. Denning, F. Bush, E. Esclangon, M. Wolf, F. Arkhengold, D. O. Svyatsky itp.) .) zjawisko to objawiało się głównie różnymi anomaliami optycznymi obserwowanymi w wielu krajach Europy, w europejskiej części Rosji i zachodniej Syberii, aż po Krasnojarsk. Oprócz jasnych świtów i „białych nocy”, które zdarzały się w miejscach, gdzie zwykle nie występują nawet pod koniec czerwca, wielu obserwatorów odnotowało pojawienie się nocnych chmur. Jednak w 1908 roku żaden z naocznych świadków anomalii optycznych i świetlistych chmur nie wiedział nic o meteorycie Tunguska. Informacje o nim ukazały się drukiem dopiero około 15 lat później.

W 1926 roku ideę związku między tymi dwoma zjawiskami niezależnie wyrazili pierwszy badacz miejsca katastrofy w Tunguskiej L.A. Kulik i meteorolog L. Apostołow. Leonid Alekseevich Kulik szczegółowo rozwinął swoją hipotezę, proponując bardzo specyficzny mechanizm powstawania chmur noctilucentowych. Uważał, że nie tylko duże meteoryty, ale także zwykłe meteoryty, które całkowicie zapadają się na wysokościach 80–100 km, dostarczają do mezosfery produkty sublimacji, które następnie kondensują się w cząstki najdrobniejszego pyłu, tworząc chmury.

W 1930 roku słynny amerykański astronom H. Shapley, a w 1934 niezależnie od niego angielski meteorolog F. J. Whipple (nie mylić z amerykańskim astronomem F. L. Whipple) postawili hipotezę, że Meteoryt tunguski było jądrem małej komety z zakurzonym ogonem. Ich zdaniem przenikanie materii ogonowej do atmosfery ziemskiej doprowadziło do pojawienia się anomalii optycznych i pojawienia się nocnych obłoków. Jednak pogląd, że przyczyną anomalii optycznych z 1908 r. było przejście Ziemi przez chmurę kosmicznego pyłu, wyraził już w 1908 r. jeden z naocznych świadków „jasnych nocy” tego okresu, F. de Roy, który oczywiście nic nie wiedział o meteorycie Tunguska.

W kolejnych latach hipotezę meteorytu wspierało i rozwijało wielu astronomów, próbując za jej pomocą wyjaśnić obserwowane cechy obłoków noctilucentowych – ich morfologię, rozkład równoleżnikowy i czasowy, właściwości optyczne itp. Jednak hipoteza meteorytu w czystej postaci nie sprostała temu zadaniu i od 1960 r. jej rozwój praktycznie ustał. Jednak rola cząstek meteorytów jako jąder kondensacji i wzrostu kryształków lodu tworzących nocne chmury jest nadal niekwestionowana.

Sama hipoteza kondensacji (lodu) rozwija się niezależnie od 1917 r., jednak przez długi czas nie miała wystarczających podstaw eksperymentalnych. W 1925 roku niemiecki geofizyk A. Wegener na podstawie tej hipotezy obliczył, że aby para mogła skroplić się w kryształki lodu na wysokości 80 km, temperatura powietrza powinna wynosić około –100°C; jak się okazało podczas eksperymentów rakietowych 30 lat później, Wegener okazał się bardzo bliski prawdy. Od 1950 r. Hipoteza kondensacji meteorów w chmurach noctilucentowych jest rozwijana w pracach V.A. Bronshtena, I.A. Khvostikova i innych; w nim cząsteczki meteorytów pełnią rolę jąder kondensacji, bez których powstawanie kropelek i kryształów z pary w atmosferze jest niezwykle trudne. Hipoteza ta częściowo opiera się na wynikach eksperymentów rakietowych, podczas których na wysokościach 80–100 km zebrano mikroskopijne cząstki stałe z zamrożoną na nich „płaszczem” lodowym; kiedy rakiety wystrzelono w strefę obserwowanych obłoków noctilcentowych, liczba takich cząstek okazała się stukrotnie większa niż w przypadku braku chmur.

Oprócz wspomnianych hipotez „klasycznych” wysunięto inne, mniej tradycyjne; związek między nocnymi chmurami a aktywność słoneczna, ze zorzą polarną i innymi zjawiskami geofizycznymi. Za źródło pary wodnej w mezosferze uznano na przykład reakcję tlenu atmosferycznego z protonami wiatr słoneczny(hipoteza „deszczu słonecznego”). Jedna z najnowszych hipotez łączy nocne chmury z powstawaniem dziur ozonowych w stratosferze. Obszar powstawania tych chmur jest coraz aktywniej badany w powiązaniu z transportem kosmicznym i stratosferycznym: z jednej strony wystrzelenie potężnych rakiet z silnikami wodorowo-tlenowymi służy jako ważne źródło pary wodnej w mezosferze i z jednej strony stymulują powstawanie chmur, a z drugiej strony pojawienie się chmur na tym obszarze stwarza problemy po powrocie statek kosmiczny na Ziemię. Konieczne jest stworzenie wiarygodnej teorii chmur noctilucentowych, umożliwiającej przewidywanie, a nawet kontrolowanie tego naturalnego zjawiska. Jednak nadal wiele faktów w tej dziedzinie jest niekompletnych i sprzecznych.

Włodzimierz Surdin

Nocne chmury, tworzące się niemal na granicy ziemskiej atmosfery i przestrzeni, co znacznie komplikuje ich badanie, wciąż skrywają wiele tajemnic na temat ich natury i pochodzenia.

Pierwsze udokumentowane dowody obserwacji obłoków srebrzystych można znaleźć w pracach astronomicznych naukowców Starego Świata. Zapisy te pochodzą z połowy XVII wieku i charakteryzują się wyjątkową rzadkością, niesystematycznością i sprzecznymi faktami. Dopiero latem 1885 roku to dziwne zjawisko przyciągnęło uwagę kilku astronomów z różnych krajów półkuli północnej. Zaszczyt odkrycia niezwykłych chmur na podstawie wyników niezależnych obserwacji przypadł rosyjskiemu naukowcowi V.K. Tseraskyemu i niemieckiemu naukowcowi T.W. To astronom domowy najbardziej odpowiedzialnie podszedł do badania nowego zjawiska w nauce. Udało mu się określić przybliżoną odległość do granic manifestacji unikalnego procesu atmosferycznego (około 80 km) oraz znikomą gęstość optyczną tych formacji. Przez następne trzy lata nocne chmury badał inny niemiecki naukowiec, Otto Jesse. Potwierdził dane uzyskane przez Tseraskiego i nadał nowo odkrytemu zjawisku obecną nazwę.

Informacje ogólne

Chmury nocne (świecące w nocy, mezomorficzne polarne) są rekordzistami atmosfery ziemskiej, wysokość ich powstawania waha się w granicach 70-95 km. Powstawanie tego rodzaju zjawisk jest możliwe tylko w rejonach stratosfery o minimalnych reżimach temperaturowych od -70 do -120°C. Czas pojawiania się nocnych chmur to wieczór i zmierzch przedświtu. Strefowe cechy, w których zachodzą procesy ich powstawania, od wielu lat praktycznie uniemożliwiają uzyskanie obiektywnej informacji o tym niesamowitym zjawisku atmosferycznym. Dodatkowymi negatywnymi czynnikami była bliskość kosmosu, przenikające cząstki materii meteorycznej i pyłu międzygwiazdowego, działanie pól magnetycznych, różne reakcje fizyczne i chemiczne oraz zależność obserwacji od położenia Ziemi i pory dnia. Ponadto wysokość nocnych chmur w mezosferze okazała się trudna do osiągnięcia dla wielu współczesnych samolotów (zbyt wysoka dla samolotów, niska dla satelitów). Dziś w nauce i badaniach unikalne zjawisko Dominują przedstawiciele nurtów geofizycznych i astronomicznych w nauce.

Właściwości i typy

Internetowe zdjęcie noctilucentowych chmur z satelity AIM

Podstawą obłoków noctilucentowych są kryształy zamrożonej wilgoci, która skrapla się, a następnie tworzy powłokę lodową wokół mikroskopijnych cząstek (0,1-0,7 mikrona) pochodzenia ziemskiego lub kosmicznego. To wyjaśnia maksymalną przezroczystość takich formacji, które blokują tylko jedną tysięczną strumienia światła.

Gwiazdy są wyraźnie widoczne przez noctilucent obłoki. Jądrem kryształów mogą być niewidoczne fragmenty materii meteorycznej lub kometarnej, pył wulkaniczny lub międzyplanetarny, zamrożone cząstki pary wodnej. Od czasu odkrycia tego zjawiska naukowcy wysunęli różne założenia na temat jego przyczyn i pochodzenia. Hipotezy ewoluowały w następujący sposób: wulkaniczna (od 1887 r.), meteoryczna (od 1926 r.), kondensacyjna (od 1950 r.). Okresowo pojawiały się inne teorie, próbujące wyjaśnić zjawisko atmosferyczne za pomocą różnych zjawisk geofizycznych, ale nie zyskały one wsparcia w kręgach naukowych.

Chmury nocne mają zróżnicowaną budowę, na podstawie której dzieli się je według tych cech na kilka typów:

Fleur- najbardziej prymitywna forma, charakteryzująca się rozmytą strukturą i matową białawą poświatą.
Paski– ustawiają się w małe równoległe lub przeplatające się linie, przypominające odrzutowce. Mogą być ostro zarysowane lub rozmyte.
Fale- wizualnie bardzo podobna do powierzchni wody zniekształconej drobnymi zmarszczkami. Dzielą się na 3 podgatunki.
Wiry– przedstawiają skręcone wiry w kształcie pierścienia z ciemną częścią środkową. Na podstawie promienia i złożoności konstrukcji wyróżnia się 3 podgrupy, z których ostatnia obejmuje najrzadsze zjawisko - chmury przypominające świecącą substancję rozpraszającą się w wyniku eksplozji.

Obłoki noctilucentowe są dziś formacjami unikalnymi i jedynymi w swoim rodzaju, niosącymi ze sobą ważne naukowo informacje na temat procesów zachodzących w okresie mezopauzy. Badania tego zjawiska prowadzone są metodami sondowania rakietowego, laserowego i radarowego, dostarczając nowych informacji o ruchach fal w atmosferze, wiatrach wysokogórskich i procesach wpływających na ich zmiany czasowe.

Galeria zdjęć

Warunki i czas obserwacji

W ciągu dnia jest mało prawdopodobne, aby na niebie można było znaleźć i zobaczyć nocne chmury. Ich czas to ciemne, czyste niebo w głęboki wieczór lub zmierzch przedświtu, kiedy ziemska gwiazda schodzi 6-12° poniżej horyzontu. W tym okresie promienie słoneczne przestają oświetlać niższe masy atmosferyczne, kontynuując swój wpływ na rozrzedzone górne obszary: stratosferę i mezosferę. Tło utworzone w takich warunkach jest optymalne do obserwacji piękna nocnych chmur. Pomimo znacznej siły wiatru na dużych wysokościach powstające obiekty są dość statyczne, co ułatwia ich studiowanie i fotografowanie, stwarzając doskonałą okazję do dostrzeżenia wszystkich szczegółów rzadkie zjawisko. Mieszkańcy półkuli południowej i północnej mogą cieszyć się fantastycznymi kształtami i kolorami nocnych chmur. W przypadku pierwszego jest to możliwe w okresie styczeń-luty na 40°-65° szerokości geograficznej, w przypadku drugiego - czerwiec-lipiec, 45°-70°. Najbardziej możliwym miejscem pojawienia się obiektów jest północna część nieba na wysokości nad horyzontem od 3 do 15 stopni.

Podróże nocnych chmur po niebie nad Białorusią latem 2013 roku!

Pierwsze wysokiej jakości zdjęcia noctilucentowych chmur uzyskał niemiecki naukowiec Otto Jesse już w 1887 roku.

Unikalne formacje atmosferyczne tego typu są bardzo trudne do odróżnienia od ich pierzastych odpowiedników, dlatego wśród miłośników niebiańskich pokazów świetlnych okresowo pojawia się zamieszanie w tej kwestii.

Dla mieszkańców Rosji optymalnym obszarem obserwacji tego ciekawego zjawiska będą szerokości geograficzne od 55° do 58°.

Na naszej półkuli badanie i badanie obłoków noctilucentowych jest dostępne tylko dla astronomów i meteorologów z Federacji Rosyjskiej, Kanady i Europy Północnej. Co więcej, maksymalny wkład odkryć w tej dziedzinie nie należy do zawodowych naukowców, ale do amatorów.

Zakres wysokości, na którym zachodzą procesy formowania się zjawiska, w niewytłumaczalny sposób może się kurczyć do 80–85 km, a następnie rozszerzać się do 60–120 km.

Główną przyczyną kolorowego blasku nocnych chmur jest efekt rozpraszania ultrafioletowego widma światła słonecznego.

Do 2007 roku specjaliści NASA opracowali i uruchomili projekt AIM. Misję tworzył satelita, którego sprzęt rejestruje główne procesy zachodzące w mezosferze naszej planety. Przyrządy o wysokiej precyzji poszerzyły dziedzinę wiedzy nt skład chemiczny obłoki noctilucent poprzez analizę i pomiar kryształków lodu, cząsteczek gazu i cząstek pyłu kosmicznego.

Wykład O.S. Ugolnikov o nocnych chmurach