|
Так как, чаще всего серебристые облака наблюдались после сильных, особенно катастрофических извержений, то была гипотеза о том, что они обусловлены вулканическим пеплом. Очень яркие серебристые облака и светлые белые ночи отмечались после падения Тунгусского метеорита. По данным наблюдений 34 метеорологических станций, поле серебристых облаков тогда имело площадь 51х106 км2.
Таким образом, природа серебристых и перламутровых облаков не везде одна и та же. В районах высоких и средних широт это настоящие конденсационные серебристые облака, а в низких широтах они обусловлены преимущественно вулканической и космической пылью. Не исключаются антропогенные серебристые и перламутровые облака, возникающие в результате ядерных взрывов, работы реактивных двигателей.
Серебристые облака совершенно не связаны с привычными нам облаками из водяных капель. Возникают серебристые облака на высотах около 80 км, раз в 10 выше, чем обычные. Подсвеченные солнцем, находящимся под горизонтом, они имеют серебристый или голубоватый оттенок, иногда окрашиваясь у горизонта в золотистый цвет. Кроме окраски, от обычных тонких облаков серебристые отличаются вытянутостью в направлении полюса.
Наблюдаются они только светлыми летними ночами в умеренных и северных широтах.
Природа серебристых облаков до сих пор не вполне изучена. Предположительно, они состоят из мельчайших частиц, покрытых льдом, и потому отражающих свет. Появление таких частиц в верхней атмосфере связывается с выбросом вулканической пыли при сильных извержениях или попаданием межпланетной пыли.
Излучением атмосферы, не связанным с излучением солнца, является полярное сияние. Полярные сияния возникают, когда движущиеся с высокой скоростью заряженные частицы (электроны и протоны), излучаемые Солнцем, попадают в магнитное поле Земли и сталкиваются с молекулами газа в верхних слоях атмосферы. Столкновения заряженных частиц с молекулами азота и кислорода, приводят их в возбужденное состояние. Выделяя избыток энергии, молекулы кислорода дают яркое излучение в зелёной и красной областях спектра, а молекулы азота - в фиолетовой. В результате в небе над полюсами возникают разноцветные полосы протяженностью около 4000 километров. Такие процесы происходят только в верхних слоях атмосферы, т.к. во-первых, в низких плотных слоях столкновения молекул воздуха друг с другом сразу отнимает у них энергию, получаемую от солнечных частиц, а во-вторых, сами космические частицы не могут проникнуть глубоко в атмосферу Земли. Последние исследования показали, что молекулы воздуха возбуждаются в основном электронами. Как следует из названия, полярные сияния возникают в основном в районе полюсов Земли. Причина тому - отклонение заряженных частиц к полюсам магнитным полем Земли. Возникают полярные сияния, то есть свечение верхних разреженных слоев атмосферы, после взаимодействия атомов и молекул на высотах 90-1000 км. Полярные сияния симметричны, т.е. наблюдаются на обоих полушариях. Кроме того, это свечение наблюдается не только с земли, но и из космоса. Полярные сияния периодически наблюдаются у Венеры и Юпитера.
Солнечные лучи, проникая сквозь прозрачную атмосферу, нагревают земную поверхность, заставляя ее излучать. Тепловое инфракрасное излучение земной поверхности не воспринимаемое глазом излучение земной поверхности с длинами волн от 3 до 80 мкм. Поток собственного излучения земной поверхности направлен вверх и почти целиком поглощается атмосферой, нагревая ее. За счет собственного излучения земная поверхность теряет тепло. Атмосфера Земли поглощает земное излучение и снова возвращает большую его часть к Земле (встречное излучение). Природа этого излучения, как и природа полярного сияния, состоит в возбуждении атомов и молекул квантами теплового излучения земли и спонтанным испусканием квантов возбужденными частицами. Установлено, что флуоресценция (люминесценция, прекращающаяся через 10^-8 cек.) атмосферы в основном определяется кислородом, при атмосферном давлении азот и водяной пар не вносят существенного вклада во флуоресценцию воздуха; с понижением давления вклад водяного пара становится более заметным. Кроме того, верхние слои атмосферы содержат ряд соединений металлов и чистых металлов, в частности натрия. В своём спектре натрий имеет так называемый дублет: линии излучения 589 и 589.6 нм. Это излучение относится к эмиссионному атмосферному излучению верхних слоёв атмосферы. Изучение свечения натрия проводится ночью, когда полностью исключено рассеянное солнечное излучения. Возбуждение эмиссионного излучения натрия происходит в результате цепи химических реакций, происходящих в верхних слоях атмосферы (в реакциях участвует натрий, оксид натрия, кислород и озон). Интенсивность реакций и излучения меняется с течением суток и зависит от времени года, максимум интенсивности свечения приходится на зимние сумерки. Интенсивность излучения химических элементов атмосферы мала, чувствительности человеческого глаза не достаточно для того, чтобы отреагировать на него. Кроме натрия способностью излучать обладают атомарный кислород (длина волны излучения 557,7) и гидроксильные OH группы.
Перейти на страницу: 1 2 3 4 |