Сибиряки впервые наблюдают «летние» облака зимой. Что же происходит с природой?

С 17 по 19 декабря прошлого года жители Красноярского края, Иркутской области и Магадана стали свидетелями необычного свечения в небе. Это явление больше всего походило на серебристые облака – самые высокие в атмосфере Земли. Но ведь их обычно можно увидеть только летом! Неужели лето и зима поменялись местами?

Фотографии, сделанные любителями, быстро распространились в интернете и привлекли внимание старшего научного сотрудника Института космических исследований РАН Олега Угольникова.

Мы связались с Олегом Станиславовичем, и как раз вовремя. В Петербурге только что наблюдали другое редкое атмосферное явление – перламутровые облака. Эти облака обычно видны только за Полярным кругом и крайне редко заходят так далеко на юг. Что же изменилось в атмосфере? Давайте разберемся.

ЭХО ТУНГУССКОГО ДИВА

Что представляют собой серебристые облака? Почему летом тысячи людей стремятся их увидеть?

12 июня 1885 года приват-доцент Московского университета Витольд Цераский посмотрел на светлое ночное летнее небо и не поверил своим глазам. Над северным горизонтом висели невероятно яркие, жемчужного цвета волокнистые образования. Облака? Цераский осознавал: такого не бывает. Солнце было низко под горизонтом и не могло освещать облака, какие были известны на тот момент. Тем не менее, они напоминали «белогривых лошадок». Значит, они находились высоко… на высоте около 80 км или больше. Наука тогда лишь смутно осознавала, как устроена атмосфера. Считалось, что на высоте выше 30 км воздух так разрежен, что твердые или жидкие частицы там отсутствуют. И вот такое.

Еще одно неожиданное событие произошло более чем через 20 лет, когда аномально яркое «серебро» появилось над Россией в конце июня – начале июля 1908 года. В Петербурге узнали о том, что над Сибирской тайгой взорвалось небесное тело (впоследствии названное Тунгусским), позже, и даже яркие облака появились перед этим явлением! Значит, серебристые облака – в каком-то смысле космические?

Было высказано предположение, окончательно подтвержденное только в 2001 году, что «ночные облака» состоят из кристаллов льда, как и некоторые обычные облака, например, перистые. Однако серебристые облака находятся намного выше, на высоте от 75 до 90 км. С точки зрения обычного человека это уже космос (хотя формально граница по различным критериям проходит на высоте около 100 км). Если мы поднимемся туда, небо будет темным, а Земля представится огромным шаром с голубой полосой атмосферы по краю.

Что необходимо для их образования? Мелкие пылевые частицы и остатки метеоров могут способствовать их образованию. Именно поэтому яркие облака появились в летние ночи 1908 года. Тунгусское тело, согласно современным представлениям, было осколком кометы, а пылевые частицы оседали в атмосфере еще до самого падения! Важен также водяной пар, из которого образуется лед. Но самое главное – холод. Настоящий, «мезосферный» холод, минус 125 градусов и ниже. На таких высотах – очень низкое давление и малая концентрация водяного пара, и только при таких температурах может образоваться лед.

Молекулы воды «намерзают» на космические пылинки, кристаллизуется лед, и Солнце подсвечивает его вдоль поверхности Земли. Освещенные облака создают сильный контраст на фоне темного неба. Таков рецепт летнего волшебного зрелища.

СИБИРСКАЯ ТАЙНА

Теперь самое важное. «Космический холод», те самые минус 120-130 градусов, на таких высотах не бывает постоянно. И, что удивительно, холоднее всего там не зимой, а летом. Именно поэтому серебристые облака – это летнее явление. Зимой в мезосфере просто недостаточно холодно для образования ледяных кристаллов.

И вот они, на декабрьских фотографиях из Сибири!

Возможно, когда-то где-то серебристые облака в декабре уже наблюдали. Но доказательства не были найдены. Так что эти наблюдения – первые задокументированные в истории. Но действительно ли это серебристые, мезосферные облака?

Олег Угольников разработал оригинальную методику: как определить высоту серебристых облаков по одному снимку. Применив ее к сибирским фотографиям, он обнаружил, что загадочные образования находились на высоте 70 км. Это примерно на 10 км ниже, чем «серебро» летом, но это тоже мезосфера. Ясность появилась после анализа спутниковых измерений температуры в этой области атмосферы: в эти дни температура резко упала именно на этой высоте! Значит, над Сибирью видели настоящие серебристые облака. Но зимой.

Сибиряки впервые в истории увидели «летние» облака – зимой

Фото: Shutterstock.

Причина такой природной аномалии также может показаться удивительной: все началось с резкого повышения температуры над Евразией, только на меньших высотах – около 40 км. Ученые называют это «внезапным стратосферным потеплением» (английская аббревиатура SSW – sudden stratospheric warming). Холодный полярный стратосферный вихрь, возникающий над полюсом, сместился в западное полушарие, и его место заняли массы теплого воздуха. Как показали спутниковые данные, в те декабрьские дни стратосфера была на 50 градусов теплее нормы. Все изменения произошли за несколько дней. А выше, наоборот, температура резко упала: до -115 - 120 градусов. Полюс холода пришелся на высоту в 68-70 км – и именно там и появились серебристые облака.

Внимательный читатель заметит: минус 115-120 – близко, но может оказаться недостаточным для образования льда. По мнению Олега Угольникова, этого было достаточно, поскольку восходящие воздушные потоки из теплой стратосферы перенесли в мезосферу большое количество водяного пара. Чем больше пара – тем выше температура, необходимая для замерзания.

НЕСЛЫШИМАЯ МОЩЬ ВОЗДУШНЫХ ВОЛН

- Итак, глобальное потепление на подходе? Летние облака зимой, в Сибири?

- Я бы не связывал это напрямую с глобальным потеплением. Все это время мы говорили о потеплении в стратосфере, то есть на высоте 10-50 км. Но потепление там, на высоте, и в тропосфере (слой воздуха, в котором мы обитаем и дышим) не имеют ничего общего. Более того, есть признаки обратной зависимости. Если верхние слои (стратосфера) разогреваются, нижние (тропосфера) охлаждаются. Это может не действовать в глобальных, планетарных масштабах. Но это точно работало тогда, в декабре, и сейчас, в январе. Вот, на дворе – теплый январь. И как раз перед этим потеплением стратосфера, наоборот, охладилась. Сейчас там очень холодно, - говорит Олег Угольников.

Да, разобраться без подготовки сложно. Мы привыкли, конечно, мыслить масштабно: Земля разогревается, климат портится! А на деле атмосфера – это слоистый пирог