Перламутровые облака

Перламу́тровые облакá (полярные стратосферные облака) — это конденсационные образования, которые образуются в нижней стратосфере в зимне-весенний период, преимущественно в полярных широтах при аномально низких температурах (< 195 K)^[1]. Именно поэтому перламутровые облака, следуя современной терминологии, принято называть полярными стратосферными облаками (ПСО). ПСО наблюдаются на высотах от 15 до 27 км и являются достаточно редким явлением. Могут быть обнаружены в средних широтах^[2]. Лучшее время для их наблюдений — гражданские сумерки, когда Солнце на глубине 1—6 градусов ниже горизонта. Повышенный интерес к ПСО связан с их влиянием на формирование озоновых дыр в полярных областях (особенно антарктических озоновых дыр).

Перламутровые облака II типа (водяные)

Условия и механизм образованияПравить

ПСО возникают в средней атмосфере благодаря наличию в ней ядер конденсации^[1]. В качестве последних обычно выступает субмикронный 75%-й сернокислотный аэрозоль, содержание которого сильно зависит от вулканизма, поэтому при возмущениях стратосферы вулканогенным аэрозолем появляются дополнительные условия для образования ПСО. Вторым обязательным условием является низкая температура — она должна быть менее 195 К.

Кроме того, появление ПСО может быть связано с процессом возникновения внутренних гравитационных волн, образованных орографически. Когда струйное течение в средней и верхней тропосфере встречает преграду в виде горного хребта, происходит образование волн с подветренной стороны препятствия. Частицы воздуха, натекающие на препятствие, приобретают вертикальную составляющую скорости движения. Колебания частиц приобретают волновой характер, и волна, достигнув нижней стратосферы, образует в ней области пониженной температуры, что является ключевым фактором для образования ПСО.

Можно указать наиболее благоприятные условия для развития горных волн:

Постепенное увеличение скорости ветра с высотой.
Направление ветра в пределах около 30° по отношению к линии горного хребта.
Сильные ветры на малых высотах в условиях стабильной атмосферы.
Скорость ветра не менее 20 узлов (10 м/с)

В полярных районах высота тропосферы не превышает 7—8 км. Вершина волны, таким образом, оказывается в стратосфере, что создаёт благоприятные условия для формирования стратосферных (перламутровых) облаков.

Классификация и характеристикиПравить

В зависимости от термодинамического состояния полярного стратосферного воздуха образуются частицы ПСО в разном агрегатном состоянии и разного композиционного состава^[1]. По этим характеристикам ПСО классифицируют на два типа — I и II. Первый из них дополнительно подразделяют на два подтипа (a и b). Частицы I типа ПСО образуются при температуре стратосферного воздуха ниже 195 К (< −78 °С). Тип Ia состоит в основном из твердых частиц тригидрата азотной кислоты (NAT (HNO₃−3H₂O)), образующихся при медленном понижении температуры (< 5K / день). Тип 1b представляет собой переохлаждённые капли тернарного раствора (H₂O/H₂SO₄/HNO₃), возникающие при резком понижении стратосферной температуры до значений T_STS < T_NAT (STS — supercooled ternary solution). Переохлаждённые капли могут сохраняться до 190 К (-83°С). При этом с уменьшением окружающей температуры преобладающая сначала квазибинарная смесь H₂O/H₂SO₄ постепенно уступает в пользу квазибинарной смеси H₂O/HNO₃. Частицы ПСО II типа образуются при температурах ~188 К (-85 °С) и представляют собой кристаллики льда. Частицы I типа имеют размер ~1 мкм, а кристаллы II типа могут превышать 10 мкм. Кроме того, различают ещё тип ПСО Id — твердые частицы, которые представляют собой смесь типов Ia и Ib.

Тип ПСО	Состав	Температура, К	Скорость охлаждения	Агрегатное состояние	Размер частиц
Ia	NAT (HNO₃−3H₂O)	~195	медленнее 5 К/день	Кристаллы	~ 1 мкм
Ib	быстрее 5 К/день	Жидкие капли	< 0.5 мкм
II	H₂O	Ниже точки замерзания (~187)	-	Кристаллы льда	10 мкм и более

ПримечанияПравить

↑ ¹ ² ³ Лидарный контроль стратосферы - Книги, изданные при поддержке РФФИ - Библиотека - Портал РФФИ (неопр.). www.rfbr.ru. Дата обращения: 14 апреля 2016. Архивировано 11 июня 2016 года.
↑ журнал Метеорология и гид. Наблюдение полярных стратосферных облаков над г. Обнинск в декабре 2012 г. (неопр.) mig-journal.ru. Дата обращения: 14 апреля 2016. Архивировано 28 апреля 2016 года.

СсылкиПравить

На Викискладе есть медиафайлы по теме Перламутровые облака
Стратосферные полярные облака
Фото на сайте mbnews.ru
Страница о явлении над Мурманском 29 января 2008 на сайте «Кольские карты»

[:0-1] ¹ ² ³ Лидарный контроль стратосферы - Книги, изданные при поддержке РФФИ - Библиотека - Портал РФФИ (неопр.). www.rfbr.ru. Дата обращения: 14 апреля 2016. Архивировано 11 июня 2016 года.

[2] журнал Метеорология и гид. Наблюдение полярных стратосферных облаков над г. Обнинск в декабре 2012 г. (неопр.) mig-journal.ru. Дата обращения: 14 апреля 2016. Архивировано 28 апреля 2016 года.

[1]

[2]