Человек и природа

ТАЙНА СЕРЕБРИСТЫХ ОБЛАКОВ

М. НАЗИРОВ

Таинственные облака эти показываются людям лишь в лучах утренней или вечерней зари, когда они ярко светятся в сумеречном небе белым и серебристым светом. Отсюда и название их — серебристые облака. Считается, что они впер­вые открыты вечером 12 июня 1885 г. извест­ным русским астрономом В. К. Цераским. Но, как выяснилось впоследствии, за 4 дня до него, 8 июня, серебристые облака (возможно, те же самые) наблюдал также в Германии Т. Бакгауз, а 10 июня в Праге — Ласка.

После захода Солнца, когда начинаются су­мерки, или перед его восходом, когда пробуж­дается утренняя заря, нижние слои атмосферы не освещаются прямыми солнечными лучами (см. рис. на стр. 20). В этом случае, зная угол погружения Солнца за горизонт, можно при­кинуть высоту облаков. Она составит около 82 км. А высота обычных облаков ограничи­вается 10—15 км. Поэтому, когда обычные и серебристые облака наблюдаются одновремен­но из точки О (как это показано на схеме пунктирными линиями), первые, будучи в тени Земли, выделяются темной массой на фоне располагающихся выше этой тени и потому ярко освещенных серебристых облаков. Такие случаи удавалось фотографировать. На фото (стр. 23) можно видеть красочное сочетание темных, почти черных, обычных облаков с пе­реливающими белизной серебристыми обла­ками, которые особенно эффектны при отра­жении в воде.

Прошло уже почти 90 лет со дня открытия этих облаков, а природа их до сих пор остается неизвестной, несмотря на энергичные усилия ученых всего мира. Дело в том, что в отличие от обычных серебристые облака имеют пока необъяснимые особенности.

Во-первых, они появляются всегда на одной и той же высоте. Во-вторых, наблюдаются только в определенное время года — с апреля по октябрь, а чаще всего в июле в северном полушарии и январе — в южном. В-третьих, они как будто бы не выходят за пределы ши­ротной зоны 45—65° (рис. на стр. 21). Этими своими особенностями серебристые облака и привлекают внимание все большего числа уче­ных, особенно в последнее десятилетие.

Удивительную своим постоянством высоту серебристых облаков некоторые ученые объяс­няют тем, что они образуются путем сгущения водяного пара. При этом принимают во вни­мание соотношение между парциальным (час­тичным) давлением собственно водяного пара, или, иначе говоря, упругости водяного пара Е (см. схему на стр. 22) и давлением воздуха в  атмосфере Р. На схеме двумя кривыми пока­заны величины атмосферного давления на раз­ных высотах, а также давления водяного пара, когда он при наблюдающихся на этих высотах температурах может насыщать воздух и об­разовывать облака, то есть величины упру­гости насыщения водяного пара Е. Места пе­ресечения кривых Р и Е (что связано с темпера­турной инверсией) определяют высоты, где возможно образование облаков и где оно не­возможно.

Известно, что полное, или общее, атмосфер­ное давление Р представляет собой сумму парциальных давлений всех газов, входящих в состав воздуха. Следовательно, на любой высоте упругость водяных паров Е всегда мень­ше атмосферного давления Р. Отсюда, напри­мер, следует, что если на высоте, скажем, 40 км Р меньше Е (как это видно из схемы на стр. 22), то ни при каких возможных коли­чествах водяного пара воздух на высоте 40 км не может быть насыщенным.  Следовательно,  на этой высоте немыслимо  образование  об­лаков.

Судя по указанной схеме, такой сухой слой, где Р<Е, простирается в атмосфере от 33 до 79 км и выше 84 км. Ниже 33 км и вплоть до земной поверхности, где Р>Е, облака могут образоваться. Облака, носящие еще одно кра­сивое название — перламутровые, встречаются главным образом на высотах 22—27 км. Сереб­ристые же облака сосредоточены на высоте от 79 до 84 км, где также Р>Е.

Как же попадает водяной пар на такие боль­шие высоты? Ответить однозначно на этот вопрос пока что не представляется возможным. Одни ученые считают, что водяной пар может подняться сюда из тропосферы, другие дока­зывают возможность образования молекул во­ды непосредственно в верхних слоях атмосферы благодаря реакции соединения атомов водоро­да и кислорода под действием солнечного из­лучения. Но важно то, что захваченные с помощью  метеорологических  ракет  частички    

серебристых облаков действительно содержали воду в виде ледяной оболочки вокруг ядер, состоящих из железа и никеля, как и в метео­ритах. Последний факт говорит в пользу сто­ронников пылевой гипотезы, которые считают, что серебристые облака — это частички пыли преимущественно космического происхожде­ния. Сюда же может быть отнесена также гипотеза образования серебристых облаков из вулканической пыли при извержениях земных вулканов.