|
11-01-2020, 11:00 мск
Подготовил: О. Малахов
Полярные стратосферные облака (ПСО), известные благодаря свой необычной цветовой гамме как перламутровые облака, формируются в зимней стратосфере, когда в ней достигает своего максимального развития циркумполярный вихрь. Форма этих облаков схожа с перистыми или высококучевыми чечевицеобразными облаками, что является следствием распространения гравитационных волн из тропосферы в нижнюю стратосферу и имеющих орографическое происхождение (возникают, например, с подветренной стороны горных хребтов), либо формирующихся при сильных ветрах в нижней части тропосферы.
ПСО образуются в диапазоне высот 15 – 25 км над поверхностью Земли и видны в зимние месяцы над Арктикой и Антарктикой (здесь они формируются чаще). В Северном полушарии лучше всего наблюдать ПСО из северных районов России, из Скандинавии, Канады и Аляски.
От тропосферных перистых и высококучевых чечевицеобразных облаков ПСО можно отличить следующим образом: при погружении Солнца под горизонт, тропосферные облака на фоне вечерей зари кажутся темными, в то время как облачные элементы ПСО остаются расцвеченными в перламутровые тона, которые постепенно угасают вместе с зарей (перед восходом Солнца наблюдается обратный процесс, при этом с восходом Солнца ПСО выглядят как обычные бледные перистые облака).
Отличительной чертой ПСО является яркая, насыщенная иризация (радужное свечение) облаков при погружении Солнца на несколько градусов под горизонт. Такая насыщенная иризация, возникающая благодаря дифракции и интерференции солнечных лучей, указывает, что облака состоят в основном из сферических кристаллов диаметром около 10 микрометров.
ПСО различают двух типов – Типа I и Типа II.
ПСО Типа I, состоящие из капелек воды и азотной, а также серной кислоты, формируются при температуре ниже –78°С. Исходя из химического состава, а также размера и формы частиц, ПСО Типа I делятся на три подтипа:
Тип Ia – ПСО, состоящие их больших асферичных частиц, состоящих из тригидрата азотной кислоты.
Полярные стратосферные облака, состоящие из азотной кислоты и воды
Тип Ib – ПСО, состоящие из мелких сферических переохлаждённых капель азотной, серной кислоты, а также воды.
Тип Ic – ПСО, состоящие из насыщенной водой азотной кислоты, находящейся в твердой фазе.
ПСО Типа I ассоциируются с областями стратосферы, в которых происходит разрушение озонового слоя. Облачные поля ПСО Типа I являются катализаторами этого процесса, так как при протекающих химических реакциях выделяется хлор, входящий в состав фреонов, используемых человеком, усиливающий разрушение озонового слоя.
ПСО Типа I не так ярки на небе, как ПСО Типа II, имеющие характерный перламутровый окрас. В отличии от Типа II ПСО Типа I не демонстрируют земному наблюдателю такой широкой палитры цветов, а скорее выглядят как обычный покров перисто-слоистой облачности с выраженным желтоватым оттенком. Хорошо заметны во время гражданских сумерек, когда Солнце находится под горизонтом на угловом расстоянии 1 – 6°, а перисто-слоистые облака, с которыми их легко спутать, кажутся уже темными.
ПСО Типа II формируются при еще более низких температурах в стратосфере – при –83°С (и ниже). Состоят в основном из кристаллов льда, образованных из воды. Благодаря иризации именно этот тип ПСО дает хорошо узнаваемую перламутровую гамму.
Перламутровые полярные стратосферные облака
Стоит отметить, что Всемирная Метеорологическая Организация вместо Типа I и Типа II разделяет ПСО на перламутровые облака и облака, состоящие из азотной кислоты и воды. Таким образом, это принципиально отличающиеся друг от друга ПСО.
Появление ПСО на небе происходит нечасто. Но, например, в холодном сезоне 2019/20 гг. в высоких широтах Северного полушария ПСО наблюдались намного чаще обычного. Причем в основном это были перламутровые облака (ПСО Типа II). Отсюда можно сделать вывод, что циркуляционные условия в атмосфере были таковыми, что в указанный период в зимнюю стратосферу поступало больше водяного пара, чем в другие годы.
Циркумполярный вихрь над Арктикой в начале января 2020 г. (АТ-10). Наиболее низкие температуры (до –85…–80°С) в нижней стратосфере наблюдались над Скандинавией и севером Европейской территории России, что объясняет целый поток красочных фотографий перламутровых облаков, сделанных именно из этих мест
Также появление чечевицеобразных ПСО связывают также с формированием наиболее сильных тропосферных штормов (обширных активных циклонов с выраженной системой сильных ветров) в тропосфере. Кстати, зима 2019/20 гг. как раз отличается высокой активностью циклонов в Северной Атлантике, что обусловило необычайно теплую зиму (как минимум, ее первые два месяца).
Также необходимо упомянуть, что и в летней стратосфере могут формироваться облака, состоящие из проникших в стратосферу из тропосферы аэрозолей, например, при крупных извержениях вулканов. Вот пример таких облаков, которые случайно удалось пронаблюдать автору этого материала на подмосковном небе вечером 10 июля 2009 года.
Дополнительные ссылки:
|
Экспедиции с Astrocamp
МИР ОБЛАКОВ