Исследователи выявили удивительный факт: природный феномен, известный как внезапное стратосферное потепление, способен менять структуру и интенсивность атмосферного свечения на высотах свыше 70 км. Это завораживающее явление, часто именуемое «светящимся покрывалом ночи», наполняет небо над Сибирью мягким мерцанием даже в самые тёмные часы. Благодаря совместному анализу данных с наземных обсерваторий и космических спутников учёным впервые удалось оценить масштаб влияния стратосферных изменений на яркость свечения. Открытие подчеркивает гармоничную взаимосвязь между слоями атмосферы, что открывает новые возможности для изучения климатических трансформаций. Мониторинг ночного сияния также становится ключом к точному прогнозированию космической погоды, столь важному для успешных запусков спутниковых систем. Работа выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда (РНФ).
Атмосферное свечение — это удивительный природный феномен, раскрашивающий небо на высотах от 70 км. Его волшебные переливы рождаются благодаря взаимодействию космических частиц с молекулами азота, кислорода, гидроксил-ионов и натрия. Изучая эти световые узоры, исследователи раскрывают тайны атмосферных процессов: от реакции на солнечную активность до динамики воздушных потоков при температурных колебаниях. Каждое наблюдение приближает нас к пониманию хрупкого баланса нашей планеты.
Особенный интерес вызывает влияние стратосферных потеплений — мощных температурных всплесков, способных за несколько дней нагреть воздух на 30-километровой высоте на десятки градусов. Эти редкие события, происходящие в Северном полушарии раз в 1-2 года, словно дирижёры, управляют высотными слоями атмосферы. Они могут менять плотность и расположение светящихся зон, делая их менее заметными для наземных наблюдений. Преодолевая эти вызовы, учёные разрабатывают инновационные методы изучения верхних слоёв атмосферы, что приближает нас к новым прорывам в космических технологиях и экологическом мониторинге.
Ученые Института солнечно-земной физики СО РАН (Иркутск) в партнерстве с коллегами из Якутска и Томска совершили прорыв в изучении атмосферных явлений! Они раскрыли, как внезапные стратосферные потепления воздействуют на сияние неба над Сибирью — регионом, где эти события происходят особенно ярко и часто. Ранее их влияние на свечение воздуха оставалось загадкой, но теперь исследователи подарили миру новые знания!
Для захватывающих наблюдений команда использовала уникальный научный арсенал. В Бурятии, близ поселка Торы, интерферометр Фабри-Перо с ювелирной точностью фиксировал изумрудное свечение атомарного кислорода на высоте 90–100 км. А в якутской Маймаге спектрограф Shamrock запечатлел танец инфракрасного излучения гидроксила на 80–85 км. Космический спутник NASA TIMED с радиометром SABER дополнял картину, сканируя температуру и состав атмосферы по всей планете!
Синтезировав данные с Земли и орбиты, ученые впервые проследили 17 динамичных эпизодов, охватив 15 дней до и после каждого потепления. Результаты впечатляют: на высотах 40–110 км атмосфера буквально оживает! Температура и яркость свечения меняются, как ритмы космического вальса, раскрывая удивительные закономерности.
Самый захватывающий феномен — трансформация кислородного свечения на 95 км. За несколько дней до пика события зеленое сияние усиливается, будто атмосфера готовится к празднику, но в кульминационный момент затихает. Спутниковые данные раскрыли причину: слои свещения совершают грациозный «нырок» — сжимаются, опускаются, а затем взмывают вверх! После потепления кислородный слой поднимается выше исходного, а гидроксильный остается ниже, создавая эффект атмосферного дыхания. Это волшебство рождается благодаря ветрам, которые, словно дирижеры, управляют сжатием и расширением воздушных масс.
Открытие сибирских ученых не только приближает нас к пониманию климатических механизмов, но и вдохновляет на новые исследования! Каждое такое достижение — шаг к разгадке удивительных тайн нашей планеты, напоминая, как прекрасна и динамична Земля, даже в своих самых высоких слоях.
Новые данные демонстрируют, что внезапные стратосферные потепления обладают значительно более многогранным влиянием на верхние слои атмосферы, чем предполагалось. Эти явления генерируют волновые процессы, которые вызывают колебания воздушных масс на высоте около 100 километров, что приводит к изменениям температуры и интенсивности свечения атмосферных слоёв. Исследование таких изменений особенно важно в контексте глобального климата, поскольку яркость свечения напрямую связана с климатическими сдвигами. Кроме того, понимание процессов в верхней атмосфере открывает возможности для совершенствования прогнозов космической погоды, что критически важно при планировании космических миссий и эксплуатации спутников.
«Полученные результаты расширяют наши представления о влиянии стратосферных потеплений на атмосферу Земли, что особенно ценно для улучшения методов прогнозирования космической погоды. В перспективе мы намерены детально изучить, как стратосферные процессы взаимодействуют со всей атмосферной оболочкой в глобальном масштабе», — поделилась Ольга Зоркальцева, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Института солнечно-земной физики СО РАН.
Источник: scientificrussia.ru
