CC BY
65
Вестник Челябинского государственного университета. 2014. № 1 (330).
Физика. Вып. 19. С. 16-25.
Н. Н. Горькавый, Д. Ф. Раулт, П. А. Ньюман, А. М. да Сильва™, А. Е. Дудоров
новый стратосферный пылевой пояс, вызванный челябинским болидом**”
Лимбовый сенсор (LP — Limb Profiler) инструментального комплекса по измерению озона (OMPS — Ozone Mapping Profile Suite), установленного на недавно запущенном НАСА/НОАА спутнике «Суоми» (NPP/Suomi), обнаружил избыток аэрозоля в средней стратосфере, на высотах 2545 км, между 50° и 70° с . ш . Данные лимбового сенсора указывают на связь этого аэрозольного облака с метеором, который взорвался возле Челябинска (Россия) 15 февраля 2013 г. Новый аэрозольный слой, расположенный выше аэрозольного слоя Юнге, сохранялся свыше трёх месяцев . Вещество, собранное на земле после взрыва болида, свидетельствует о том, что метеор состоял в основном из оливина и пироксенов . Моделирование с использованием лангранжевой и эйлеровской моделей атмосферы позволило отследить движение облака от Челябинска и подтвердить, что высота облака была от 25 до 45 км. Модели также подтверждают долготное распространение облака вокруг полюса, со скоростью движения до 85 м/с .
Ключевые слова: Челябинский болид, атмосферный аэрозоль, спутник «Суоми», лимбовый сенсор.
Введение. Главной целью лимбового сенсора является изучение трёхмерного распределения озона и стратосферного аэрозоля на средних высотах атмосферы Земли . LP измеряет рассеянный лимбовый свет с высоким вертикальным разрешением 1,5-2 км и большой скоростью измерений: одно измерение на градус широты, 7 000 измерений в день при пятидневном цикле повтора наблюдений [1; 2]1 . Спутник «Суоми» двигается по почти круговой, солнечно-синхронной орбите с временем пересечения экватора в 01:30 дня при движении с юга на север, благодаря чему измерение аэрозоля на северных широтах отличается высоким качеством2 . OMPS/LP определяет коэффициент экстинкции аэрозоля с точностью примерно в 30 %, используя длины волн от 470 до 870 нм . Параметр экстинкции аэрозоля определяется как доля уменьшения света на 1 км пути Информация о распределении частиц аэрозоля по размерам — коэффициент Ангстрема — получается из спектральной зависимости экс-тинкции
* D .F.Rault.
** P. A . Newman.
*** A . M . da Silva .
**** Перевод статьи Gorkavyi, N . New stratospheric dust belt due to the Chelyabinsk bolide / N . Gorkavyi, D . F. Rault, P. A. Newman, A. M . da Silva, A. E . Du-dorov // Geophysical Research Let. 2013 . Vol . 40, is . 17, P. 4728-4733 . Переводчик и автор примечаний Н . Горькавый . За указанную статью НАСА присудила авторам научную премию им. Роберта Годдарда за 2013 г.
Челябинский метеор диаметром около 18 м и весом около 11 тыс . т вошёл в атмосферу на скорости 18,6 км/c . Он взорвался возле Челябинска
15 февраля 2013 г. в 03:20 GMT, на высоте 23,3 км с энергией, превышающей 30 хиросимских атомных бомб [3]3 Точка максимальной яркости имела координаты 54^ с . ш . 61,Р в . д . [3] . Согласно наблюдениям, большая часть метеоритной пыли была вброшена на высотах 23-45 км . Значительная доля обломков взрыва была унесена вверх грибообразным облаком, возникшим на месте воздушного взрыва и быстро (~100 с) поднявшимся до 33-35 км, что выше обычного аэрозольного слоя Юнге [4] . На земле, метеоритные обломки были рассеяны по большой территории, и найденные фрагменты оказались очень малы [5; 6] .
Наблюдения. Лимбовый сенсор OMPS впервые обнаружил метеорный аэрозоль 15 февраля 2013 г. на высотах около 40 км возле Новосибирска на 55o с . ш . 807 в . д . на расстоянии примерно 1 100 км на восток от Челябинской области и примерно 3 ч 30 мин после взрыва метеора Это наблюдение согласуется со сносом облака на восток со скоростью ~85 м/с . На следующем орбитальном витке «Суоми» пролетел над Челябинском в 08:26 GMT (5 ч 06 мин после события) и в точке 54-55o с . ш . 63,8o в . д . обнаружил плотное облако на высоте ~30 км (рис . S1)4 .
На следующий день, 16 февраля, лимбовый сенсор OMPS зарегистрировал облако в третий раз, в период от 3:10 до 6:30 GMT на расстояниях 1 700-4 300 км на восток от Челябинска на долготах от 88o до 14Р в . д . (рис . S2) .
Эти наблюдения согласуются с движением на восток со средней скоростью от 20 до 45 м/с . 16 февраля облако было зарегистрировано в ходе нескольких орбитальных пролётов, оно растянулось по долготе на 150° и достигло Алеутских островов (рис . 1) .
Вертикальный градиент ветра, который показывают метеорологические данные для этих высот, согласуется с наблюдаемым растяжением облака: на больших высотах в 40 км пыль движется на восток гораздо быстрее, чем пыль на меньших высотах в 30 км (рис . S3) . 18 февраля облако пыли обнаруживалось от западного побережья Северной Америки до середины Атлантического океана с максимумом плотности облака вдоль американско-канадской границы на высотах 36-37 км . 19 февраля, спустя
4 дня после взрыва болида, верхняя часть метеорного облака облетела планету и вернулась к Челябинску. В последующие дни лимбовый сенсор OMPS часто регистрировал два слоя на разных высотах — следовательно, верхняя часть (голова) облака догнала свою нижнюю часть (хвост) . К концу февраля облако метеоритной пыли сформировало квази-непрерывный среднеширотный пояс, расположенный на несколько километров выше слоя Юнге . Хотя коэффициент экстинкции в этом поясе был примерно на порядок меньше, чем у нижележащего слоя Юнге. тем не менее он обнаруживался лимбовым сенсором OMPS . Рис . 2 показывает серию вертикальных профилей экстинкции для метеорного облака и слоя Юнге для нескольких дней . Рис . 3 показывает временную эволюцию метеорного пояса по данным лимбового сенсора ОМР8, который наблюдал за облаком свыше трёх месяцев после взрыва метеора . Рис . S4 показывает, что слой метеорной пыли медленно опускается к слою Юнге со скоростью 90 м в день под воздействием гравитационного оседания и диаба-тического остывания [7], при этом частицы медленно уменьшаются в размере, от 0,2 мкм (коэффициент Ангстрема = 0) до 0,05 мкм (коэффициент Ангстрема = 3) . Оптическая толща слоя тоже очень медленно уменьшается . Пояс имел вертикальную толщину около 5 км и ширину около 300-400 км .
Химический состав и оптические свойства метеорной пыли могут быть определены из достаточно широкого набора образцов, собранных на грунте, как в виде мелких метеоритов, так и в форме метеоритной пыли (рис
4, S5) . Обнаруженный метеоритный материал согласуется с обычным хондритом LL5 со следующим химическим составом [8]: оливин (Mg, Fe)2SiO4—45,5 %, пироксены Ca(Mg, Fe, Ai) (Si,Al)2O 6 — 34 %, оксид железа Fe2O3 — 17,5 % .
Моделирование и компьютерная симуляция.
Перенос стратосферной пыли моделировался с использованием траекторной лагранжевой модели и глобальной эйлеровской модели переноса
Годдардская траекторная модель (ГТМ) [9] использовалась для отслеживания вулканических выбросов в стратосфере и верхней тропосфере [10; 11], а также для изучения стратосферного ракетного выхлопа, который дрейфовал от космодрома Байконур до Калифорнии [12] . Траектории рассчитывались при использовании данных по ветру и температуре, полученных с помощью программы НАСА MERRA (Modern-Era Retrospective Analysis for Research and Applications) [13] . Начальные положения траекторий были выбраны в цилиндре с высотой от 33,5 до 43,5 км (где, согласно лимбовому сенсору OMPS, располагается наиболее плотная часть метеорного облака) с радиусом в 150 км и с центром, расположенным в Челябинске в 3:20 GMT
15 февраля5 . Элемент атмосферы, движение которого исследовалось, быстро перемещался на востоко-северо-восток Рис 5 показывает начальное расположение элементов атмосферы (белый кружок) и распределение траекторий на
16 февраля (3 и 23 ч GMT), на 18 февраля (16 ч GMT), на 20 февраля (12 ч GMT)
За 16 февраля цилиндр начальных значений превратился в вытянутую структуру, изгибающуюся на восток с высотой и значительно смещённую на восток от Челябинска Точки, где лимбовый сенсор OMPS регистрировал высокие значения экстинкции, хорошо совпали с расчётными траекториями . Траектории элементов атмосферы, расположенные на большой высоте, достигли Аляски поздним вечером 16 февраля и были над Канадой 17 февраля . 20 февраля траектории вытянулись в длинную арку от Канады через Северную Атлантику в Европу и Российскую Федерацию . Наложенные на рис . 5 точки отмечают наблюдения OMPS/LP с большой экстинкцией (>1,0*10-6 1/км) и высотами свыше 31 км (пики экстинкции окрашены в зависимости от высоты в тот же цвет, что и траектории той же высоты) . Траектории совпадают с этими положениями пиков экстинкции очень хорошо (ошибка меньше чем 300 км по горизон-
тали и 3 км по вертикали) в течение пятидневного периода, показанного на рис . 5 .
GOES-5 (Goddard Earth Observing System Version 5) — это последняя версия модели Земли, разработанная в GMAO (Global Modeling and Assimilation Office) НАСА [14] . GEOS-5 содержит модели атмосферной циркуляции и химического состава, включающие учёт текущих атмосферных данных, а также аэрозольных процессов, получаемых из модели GOCART (Goddard Chemistry, Aerosol, Radiation, and Transport model) [15; 16] . Версия GEOS-5, обновляющаяся практически в режиме реального времени с максимальным учётом тропосферных и стратосферных данных, была использована для моделирования движения болидной пыли на глобальной сферической сетке, состоящей из квадратных ячеек размером в 25 км [17], с 72 вертикальными уровнями, верхний из которых соответствует 0,01 hPa (~80 км) . Для моделирования облака метеоритной пыли мы модифицируем пылевую компоненту GEOS-5, представляя распределение по размерам субмикронных частиц пятью средними радиусами 0,06, 0,11, 0,22, 0,44 и 0,89 мкм . Пять расчётов распространения пыли соединяются с параметрическим распространением излучения в GEOS-5 и учитывают стандартные пылевые процессы GOES-5: адвекцию, диффузию, конвективную транспортировку, сухое/ влажное оседание и седиментацию . Начальное распределение массы пыли в 3:20 GMT 15 февраля 2013 г. описывается на основе параметрической модели с центром в Челябинске с начальной массой в 100 т, распределённой между 15 и 60 км, с большинством массы между 30-40 км, с пиком около 35 км . Эта масса была распределена между пятью размерами частиц так: 80 % поровну делились между тремя меньшими размерами, а 20 % — между двумя самыми крупными размерами . Для данного моделирования, которое мы рассматриваем как начальное, мы сохраняем стандартные оптические свойства пыли, принятые в GEOS-5 на основе базы данных OPAC (Optical Properties of Aerosols and Clouds) [18] и примерно согласующиеся с индексами рефракции для метеорита Брудерхейм [19] . Видео, включённое в сопутствующие материалы (рис S7 в приложении) описывает временную эволюцию моделируемого пылевого облака . Хорошо видимое пылевое облако, возникшее в Челябинске, ориентирова-
лось в зональном направлении, пока не достигло Северной Америки в 23 ч 16 февраля, когда передний край облака получил северно-южную ориентацию, вызванную «стратосферным хребтом», расположенным на запад от Алеутских островов . Покинув Северную Америку, облако снова приобрело зональную ориентацию и к 22 февраля окружило полярную область кольцом . Изображение моделируемого облака через неделю эволюции показано на рис . 6 с наложенными точками повышенной плотности из данных OMPS/LR Моделирование хорошо описывает как горизонтальное расположение наблюдаемого облака, так и его вертикальную структуру К 25 февраля пылевой пояс полностью сформировался, с бимодальными по высоте участками (не показано на рисунке) .
Заключение. Челябинский метеор считается одним из крупнейших зарегистрированных болидов (примеры крупнейших болидов последнего столетия: Тунгусский метеорит, 1908; Бразильский болид, 1930; болид в Испании, 1932; Южно-Африканский болид, 1963) . Показано, что для этого события лим-бовый сенсор ОМР8 является ценным инструментом, позволяющим научному сообществу отслеживать метеорное облако во времени и пространстве и документировать его воздействие на атмосферу Более того, современное состояние моделей и использования стратосферных метеорологических данных позволяют делать точные предсказания эволюции облака метеоритной пыли, что предполагает хорошие перспективы для использования аэрозольных данных с ОМР8/ЬР в режиме практически реального времени
Земля постоянно бомбардируется метеорами, и известно, что метеоритные обломки дают вклад в атмосферную физику на больших высотах (например, служат центрами конденсации для стратосферных и мезосферных облаков) Эти эффекты всё ещё плохо изучены, и мы надеемся, что дальнейшие наблюдения на ОМР8/ ЬР в течение его 5-летнего срока работы помогут лучше понять эти эффекты . OPMS/LP может быть использован для тщательного анализа верхней атмосферы выше слоя Юнге для поиска метеоритных обломков, что позволит: обнаружить до сих пор ненаблюдаемые метеорные события и предоставить необходимую информацию о метеорной пыли для учёных, занимающихся атмосферными науками .
Е
Extinction
Рис. S1. Экстинкция (1/км) 15 февраля 2013 г., на орбите 6753, 5 ч 06 мин после события. Пик на 30 км — это метеорное пылевое облако
Extinction
Рис. S2. Экстинкция (1/км) 16 февраля 2013 г. на орбитах 6764 (голубая линия), 6765 (красная), 6766 (зелёная). Пики выше 25 км — это метеорное пылевое облако, зафиксированное в разных географических точках
16 февраля 2013 г.
18 февраля 2013 г.
19 февраля 2013 г.
II__________________I
-6 -5,9 -5,8 -5,7 -5,6 -5,5 -5,4 -5,3 -5,2 -5,1 -5
Meteor plume optical depth (log)
Рис. 1. Метеорное облако распространилось на восток и образовало пояс. Каждое наблюдение ОЫРЯ/ LP соответствует орбитальному пролёту, которые обычно повторяются через каждые 25° по долготе. Форма пояса соответствует полярному вихрю, что подтверждает моделирование в рамках GEOS-5.
Новая пылевая структура сформировалась в конце марта над Северной Атлантикой. Эта вторая структура представляет собой «аэрозольные пузыри», которые отщепились от тропического слоя Юнге
50N-60N Mean Zonal Wind - 16 Feb 2013
50 100 150 200 250 300 350
Longitude
Рис. S3. Средне-зональная скорость ветра (м/с) для 16 февраля 2013 г. и северных широт 50-60° как функция высоты и долготы
Рис. 2. Профили экстинкции внутри облака пыли от Челябинского метеора. Спектральная зависимость экстинкции является индикатором размера частиц: слабая спектральная зависимость указывает на существование больших частиц (как в случае
16 февраля 2013 г.), в то время как сильная спектральная зависимость указывает на меньшие частицы (как в более поздние дни). Чувствительность OMPS/ LP сенсора может быть оценена как 3*10-61/км
Extinction/Extinction Sept 2012
Рис. 3. Эволюция во времени слоя метеорной пыли. Слева: отношение усреднённого по долготам коэффициента экстинкции для различных месяцев к базисному месяцу — сентябрю 2012 г. Справа: коэффициент Ангстрема для различных месяцев. Популяция мелких частиц на высотах >30 км и широт >30-40° с. ш. представляет собой фон из метеоритной пыли (см. картинку для января). Метеорный пояс отличается от сезонных вариаций экстинкции и коэффициента Ангстрёма
Рис. S4. Эволюция во времени слоя метеорной пыли. После начального периода, когда метеорная пыль была обнаружена OMPS/LP как серия слоёв больших частиц (0,2 мкм) в широком диапазоне высот (25-45 км), сформировался квази-непрерывный пояс с вертикальной толщиной в 5 км, с почти однородными и постоянными характеристиками, составленный из постепенно уменьшающихся частиц (до 0,05 мкм). Метеорный пояс располагается на несколько километров выше слоя Юнге и постепенно опускается с скоростью 90 м в день. Через месяц после метеорного удара средний размер метеорной пыли стал меньше, чем у сульфатных частиц слоя Юнге
Рис. 4. а, Ь — вид метеора из Челябинска (видео С. Жабина); с, d, е — эволюция облака после взрыва (фото С. Владельщикова, Куса); /, g — мелкая метеоритная пыль, которая была собрана на снегу после взрыва. Фото g сделано с помощью микроскопа
4#“ Л
* '••Щ'л'
VI *■«,
• * Л*'* ТАІІ S* . *
v *г •• . \
'•Г> < j і « •
Рис. S5. Образцы метеоритного материала, собранные возле Челябинска. а — метеорит, проанализированный с помощью рентгеновской кристаллографии [Badyukov and Dudorov, 2013; Дудоров и др., 2013] (шкала в см). Ъ, c, d — мелкая пыль, собранная в снегу (голубые квадраты имеют размер 5^5 мм). Заметим, что самые мелкие частицы на (d) имеют диаметр < 0,1 мм
Рис. 5. Траектории (пурпурный цвет), отслеживаемые от начального цилиндра элементов атмосферы, расположенного в месте взрыва Челябинского болида (белый кружок)
15 февраля. На западной части моделируемых облаков располагаются элементы на низких высотах (тёмно-фиолетовый, 33,5 км), на восточной— элементы на больших высотах (красный, 43,5 км). OMPS/LP профили с экстинкци-ей больше, чем 1,0*10-6 обозначены цветными кружками (большие высоты — красным, низкие — фиолетовым, как в модели траектории) (см. также рис. 6S в приложении)
Dust AOD ОП 2013-02-21 12:00 UTC [153] „ 2013-02-21 11:43:
(а
Dust AOD on 2013-02-22 5:00 UTC [170]
2013-02-22 04:41:58
Dust AOD on 2013-02-22 16:00 UTC [181]
(c)
2013-02-22 16:29:23
— GEOS-5
— OMPS/LP
2%.o 0.2 0.4 0.6 0.8
Normalized Extinction
Dust AOD on 2013-02-23 21:00 UTC [210] (d).
2013-02-23 21:17:49
400
360
320
280
240
200
160
120
80
40
0
Рис. 6. GEOS-5 моделировал оптическую толщу пыли (ОТП) в течение недели после взрыва: а) 11:30 GMT21.02.2013, б) 16:30 GMT22.02.2013, в) 4:30 GMT22.02.2013, г) 21:30 GMT23.02.2013. Голубые точки показывают места, где наблюдательные данные OMPS/LP сравнивались с моделированной вертикальной структурой. Нормализованная экстинкция масштабировалась на максимуме профиля экстинкции выше 30 км. Цветная шкала ОТП для аэрозоля была умножена на 106
Благодарности. Мы хотели бы выразить искреннюю признательность Дж . Глисону и П Бхартия за поддержку Мы также отмечаем вклад группы обработки данных OMPS/ LP, особенно Дж. Уорнера, и Т. Жу. Особо благодарим группу учёных Челябинского государственного университета — А . Ю . Шатина, А . В . Мельникова, С . В . Таскаева, В . А . Тюмен-цева, С . Н. Замоздру, О . В . Еретнову, С . А . Хай-брахманова, А . В . Кочерова. П. Коларко предоставил данные об оптических свойствах пыли, использованные в моделировании в рамках GEOS-5 .
Редактор благодарит двух анонимных рецензентов за их помощь при рассмотрении данной работы
Список литературы
1 . Flynn, L . E . The Ozone Mapping and Profiler Suite (OMPS) / L . E . Flynn, et al . // Earth Science Satellite Remote Sensing . Springer-Verlag and Tsing-hua University Press, 2007.
2 . Rault, D. F. The OMPS Limb Profiler environmental data record algorithm theoretical basis document and expected performance / D. F. Rault, R. P. Loughman // IEEE Trans . Geosci . Rem . Sens .
2013 . Vol . 51 (5) . P. 2505-2527.
3 . Yeomans, D. Additional details on the large
fireball event over Russia on Feb . 15 [Электронный ресурс] / D . Yeomans, P. Chodas // NASA/JPL . 2013 . URL: http://neo jpl . nasa . gov/news/fireball_130301 .
html
4 . Горькавый, Н . Н . Аэрозольный шлейф Челябинского болида / Н. Н. Горькавый, Т. А . Тай-дакова, Е. А. Проворникова, И. Н. Горькавый, М . М . Ахметвалеев // Астрон. вестн. 2013 . Т. 47, № 4 . С. 299-303.
5 . Бадюков, Д. Д. Фрагменты Челябинского метеоритного дождя: распределение по массам, размерам и возможная масса максимального фрагмента / Д . Д . Бадюков, А . Е. Дудоров // Геохимия. 2013 . № 7. С. 642-646.
6 . Бадюков, Д . Д . Распределение фрагментов Челябинского метеорита по массам / Д . Д . Бадюков, А . Е . Дудоров, С. А . Хайбрахманов // Вестн. Челяб. гос. ун-та. 2014 . № 1 (330) . Физика. Вып. 19 С 40-46
7 Gerding, M Observation of an unusual mid-stratospheric aerosol layer in the Arctic: possible sources and implications for polar vortex dynamics / M . Gerding, et al . // Ann . Geophys . 2003. Vol . 21 . P. 1057-1069.
8 Таскаев, С В Мультиспектральные исследования фрагментов Челябинского метеорита / С В Таскаев [и др ] // Вестн Челяб гос ун-та
2014 . № 1 (330) . Физика. Вып. 19. С. 68-87.
9. Schoeberl, M . R. Trajectory modelling / M R Schoeberl, L Sparling // Diagnostic Tools in Atmospheric Physics . Proc . Int . School Phys . «Enrico Fermi», Verenna on Lake Como, Villa Mon-astero, Italy. Eds G. Fiocco and G. Visconti . 1995 . P. 289.
10 . Krotkov, N. A . Dispersion and lifetime of the SO2 cloud from the August 2008 Kasatochi eruption / N. A. Krotkov et al . //J. Geophys . Res . 2010 . Vol . 115 . P. 27.
11 Schoeberl, M R A simulation of the Cerro Hudson SO2 cloud / M . R . Schoeberl, et al . // J. Geophys . Res . 1993. Vol . 98 . P. 2949.
12 Newman, P A Chance encounter with a stratospheric kerosene rocket plume from Russia over California / P. A . Newman // Geophys . Res . Lett . 2001 Vol 28 P 959
13 . Rienecker, M . M . MERRA — NASA’s Mod-ern-Era Retrospective Analysis for Research and Applications / M . M . Rienecker, et al . // J. Climate . 2011 . Vol . 24 . P. 3624.
14 . Rienecker, M . M . The GEOS-5 Data Assimilation System — Documentation of Version 5 . 0 . 1,
5 . 1 . 0, and 5 . 2 . 0 / M . M . Rienecker, et al . // NASA Technical Report Series on Global Modeling and Data Assimilation 2008 № 27
15 Chin, M Tropospheric aerosol optical thickness from the GOCART model and comparisons with satellite and sunphotometer measurements / M . Chin // J. Atmos . Sci . 2002. Vol . 59. P. 461 .
16 . Colarco, P. Online simulations of global aerosol distributions in the NASA GEOS-4 model and comparisons to satellite and ground-based aerosol optical depth / P Colarco // J Geophys Res Atmos
2010 . Vol . 115 .
17. Putman, W. M . Cloud-system resolving simulations with the NASA Goddard Earth Observing System global atmospheric model (GEOS-5) / W M Putman, M Suarez // Geophys Res Lett
2011 Vol 38 L16809
18 Hess, M Optical Properties of Aerosols and Clouds: The Software Package OPAC / M Hess, P. Koepke, I . Schult // Bull . Amer. Met. Soc . 1998 . Vol . 79. P. 831 .
19 Egan, W G Optical Properties of Inhomoge-neous Materials / W. G . Egan, T. W. Hilgeman . N . Y. , 1979.
Приложение
К онлайн-версии статьи журнала прилагаются 3 видеоматериала . Рис . 86 сделан из кадров одного видео, а рис . 87 — из кадров двух других .
2013-02-16_131ГГ 2013-С2-17_12иТ 2013-02 1в_2СиТ
Рис. S6. В рамках ГТМ была промоделирована динамика метеорного облака с 15 февраля до 2 марта 2013 г. в пространстве «широта—долгота». Кадры соответствуют (слева направо) 16, 17, 18, 19, 22
февраля и 2 марта (правый нижний кадр)
АСЮ оп 2013-02-17 5:00 ІІТС [ 50] АСЮ оп 2013-02-22 20:00 ІІТС [185] АСЮ оп 2013-02-25 6:00 УТС [243]
Рис. S7. Верхний ряд: GEOS-5 промоделировала динамику оптической толщи метеорной пыли с 15 по 25 февраля 2013 г. Голубые точки показывают расположение метеоритного облака согласно наблюдениям OMPS/LP. Нижний ряд: соответствующий вертикальный профиль экстинкции метеорной пыли, усреднённый в интервале от 50° до 80° с. ш., за период с 15 по 25 февраля 2013 г., согласно GEOS-5
примечания переводчика
1 Спутник «Суоми» делает свыше 14 оборотов за сутки, и на каждом пролёте лимбовый сенсор совершает по три сечения атмосферы . Каждое орбитальное сечение содержит 160-180 измерений вдоль дневной части орбиты . Каждое измерение представляет собой запись 100 спектров атмосферного свечения с разных высот. Спектр измеряется в диапазоне 290-1 000 нм .
2 Нужно отметить, что лимбовый сенсор смотрит назад по движению спутника «Суоми», поэтому на северных широтах угол «Солнце — точка наблюдения — спутник» приближается к 180°, что приводит к эффективному рассеянию солнечного света на аэрозоле.
3 Сейчас эти данные пересмотрены в сторону увеличения: Челябинский метеор имел диаметр около
20 м и массу около 12-13 тыс. т. Он вошёл в атмос-
феру на скорости 19-20 км/c . Главный взрыв произошёл на высоте 29,7 км (см . ноябрские статьи J. Borovicka et al. Nature . 2013 . № 503 . Р. 235-237; P. G. Brown et al . Nature . 2013 . № 503 . Р 238-241; O. P Popova et al. Science . 2013 . Vol. 342, № 6162 . Р 10691073) . Отметим, что высота основного взрыва в 30 км и последующий конвективный подьём облака на дополнительную высоту в несколько километров (вершина облака оказалась на 10-11 км выше точки взрыва) хорошо объясняет пик плотности пыли на 36 км, наблюдаемый лимбовым сенсором
4 Для удобства читателя при переводе статьи все рисунки из приложения перенесены в основной текст. Рисунки из приложения имеют в нумерации букву S
5 Для лучшего визуального восприятия в данной модели отслеживается движение не точки, а целого диска радиусом в 150 км .
