Облака, облака, сияющие ярко

Высоко в небе вблизи полюсов, на высоте около 50 миль (80 км) над землей, иногда появляются серебристо-голубые облака, ярко светящиеся в ночи. Впервые замеченные в 1885 году, эти облака известны как серебристые, или "ночесветящиеся". Их открытие породило более чем вековое исследование условий их формирования и изменчивости – вопросы, которые до сих пор интригуют ученых. С 2007 года миссия NASA под названием Aeronomy of Ice in the Mesosphere (AIM) показывает, что формирование этих облаков меняется из года в год, и этот процесс, как полагают, тесно связан с погодой и климатом всей планеты.

Появление серебристых облаков, также известных как полярные мезосферные облака (PMC), поскольку они возникают в слое атмосферы под названием мезосфера, может давать информацию о температуре и других характеристиках атмосферы. Это, в свою очередь, помогает исследователям больше понять о погодных системах на малых высотах Земли, и они обнаружили, что события в одном полушарии могут оказывать существенное влияние на другое.

«Формирование облаков требует как наличия воды, так и невероятно низких температур, которые являются одним из основных факторов их появления», – говорит Чарльз Джекман, атмосферный ученый из Центра космических полетов имени Годдарда NASA. В северном полушарии мезосфера стабильно достигает необходимых для образования кристаллов льда температур (ниже -134 °C) к середине мая, и начало сезона облаков с момента наблюдений AIM варьируется не более чем на неделю. Однако в южном полушарии сезон оказался высоковариабельным: в 2010 году он начался почти на месяц позже, чем в 2009.

Исследовательница команды AIM Бодил Карлссон анализирует причины такой изменчивости. Она связывает начало сезона облаков с южным стратосферным вихрем – зимней ветровой циркуляцией над полюсом. В 2010 году этот вихрь сохранялся далеко в летний сезон, охлаждая нижние слои воздуха и препятствуя формированию облаков. Кроме того, исследователи AIM полагают, что существует связь между, казалось бы, разными атмосферными процессами на севере и юге. Восходящие потоки полярного воздуха, способствующие образованию облаков, являются частью более крупной циркуляционной петли между полюсами. Поэтому ветровая активность в северном полушарии, на расстоянии около 13 000 миль (20 920 км), по-видимому, влияет на циркуляцию в южном. Данные AIM позволили обнаружить временной лаг в 3–10 дней между погодными событиями у поверхности в северном полушарии и событиями в мезосфере на юге.

«Реальная важность этого заключается не только в том, что события там, где мы живем, могут влиять на облака на высоте 50 миль, но и в том, что вся атмосфера от одного полюса до другого довольно тесно связана», – отмечает Джеймс Рассел, главный исследователь миссии AIM из Университета Хэмптона. Ученые надеются использовать серебристые облака, чтобы понять, как солнечный цикл влияет на атмосферу Земли и взаимодействие между естественными и антропогенными изменениями.