CC BY
5
РЕЗУЛЬТАТЫ ОБРАБОТКИ НАБЛЮДАТЕЛЬНЫХ ДАННЫХ МЕЗОСФЕРНЫХ СЕРЕБРИСТЫХ ОБЛАКОВ ПОЛУЧЕННЫХ ЗА СЕЗОН 2015 ГОДА
1 2 © Сартин С.А. , Нурмагамбетова Г.Б.
Северо-Казахстанский государственный университет, Республика Казахстан, г. Петропавловск
В статье рассматриваются результаты наблюдений серебристых облаков за сезон 2015 г. И сравнение полученных данных с наблюдениями спутника AIM.
Мезосферные серебристые облака (МСО) изучаются астрономами с 1885 года, когда их впервые наблюдал В.К. Церасский. При этом механизм их образования до сих пор не известен, т.к. постоянный приток влаги на такие высоты запрещает наличие в атмосфере двух запирающих слоев, а долгое существование капель воды опровергает наличие в дневное время мощного излучения идущего от Солнца.
Проблема МСО в настоящее время является международной научной проблемой, которая оптимальным образом решается с помощью совокупности наземных и космических средств, а это по силам только передовым космическим державам. Сегодня к ним с успехом может быть причислен и Казахстан, в программе космической деятельности которого заложены, в частности основные направления фундаментальных исследований. В том числе и географический мониторинг околоземного космического пространства и верхних слоев Земли [1].
Следует так же отметить, что в настоящее время серебристые облака представляют собой единственный естественный источник данных о волновых движениях в мезопаузе, что существенно дополняет исследование ее динамики другими методами, такими как: радиолокация метеорных следов, ракетное и лазерное зондирование. Обширные площади и значительное время существования облачных полей дает уникальную возможность прямого определения характеристик различного вида волн и их временную эволюцию [2].
Изучением МСО, с целью построения полноценной модели их образования, с учетом особенностей строения атмосферы, сотрудники Северо-Ка-захстанского государственного университета им. М. Козыбаева занимаются с 1989 года. За этот долгий период времени накоплена огромная наблюдательная база, которая показывает некоторые изменения в условии видимо-
1 Старший преподаватель кафедры «Физика», кандидат физико-математических наук.
2 Студент.
сти облаков в различные сезоны. В данной работе предлагаются результаты обработки полученного материала за 2015 год.
Регистрация моментов появления МСО осуществлялась с наблюдательных точек, вынесенных за пределы города Петропавловск, на цифровые камеры Canon EOS 1000D, с автоматической съемкой, выполняемой посредством внешнего таймера.
На фоне последних лет 2015 год не выделяется количеством (6) наблюдательных ночей, в которые фиксировалось появление МСО, обычно составляет 12-14 ночей. За весь наблюдательный период 2015 года получено около 700 снимков, на которых зарегистрированы факты присутствия МСО. Чаще всего наблюдались морфологические формы серебристых облаков 2 типа (полосы размытые и резко очерченные), реже появлялись волновые образования (гребни и гребешки), вихри (завихрения с малым и большим радиусом). Волнообразные изгибы и мощные вихревые выбросы фиксировались крайне редко. Яркость облаков в большинстве случаев не превышала 4 баллов. Временной промежуток от появления до исчезновения облаков 23h:43m - 3h:57m.
Регистрацией МСО занимаются и множество других наблюдателей по всему миру, в США даже был запущен спутник AIM, который ведёт постоянный мониторинг арктической части земного шара. Регистрируемые им облака, скорее всего, являются продолжением образований наблюдаемых в средних широтах или наоборот. С целью определения условий видимости наблюдаемых нами облаков указанным выше спутником, по снимкам были рассчитаны расстояния до ближней границы МСО для всех фактов регистрации. Ниже предлагаются данные расстояний от точки наблюдения до точки видимости МСО: в табл. 1 на июнь, в табл. 2 на июль 2015 года регистрируемых на спутнике AIM, в табл. 3 регистрируемых с наземного пункта.
Таблица 1
Расчеты расстояний до ближайшей границы МСО по данным спутника AIM на июнь 2015 года
Дата Оценочное расстояние до МСО согласно наблюдательным данным AIM
01.06.2015 1750 км
02.06.2015 1630 км
03.06.2015 954 км
04.06.2015 1146 км
05.06.2015 1753 км
06.06.2015 998 км
07.06.2015 1034 км
08.06.2015 1647 км
09.06.2015 1843 км
10.06.2015 840 км
11.06.2015 1200км
12.06.2015 1023 км
Окончание табл. 1
Дата Оценочное расстояние до МСО согласно наблюдательным данным AIM
13.06.2015 1360 км
14.06.2015 1240 км
15.06.2015 1752 км
16.06.2015 1533 км
17.06.2015 1011 км
18.06.2015 932 км
19.06.2015 1266 км
20.06.2015 1048 км
21.06.2015 1095 км
22.06.2015 1112 км
23.06.2015 1423 км
24.06.2015 1856 км
25.06.2015 1053 км
26.06.2015 1180 км
27.06.2015 1066 км
28.06.2015 1684 км
29.06.2015 1355 км
30.06.2015 1011 км
Таблица 2
Расчеты расстояний до ближайшей границы МСО по данным спутника AIM на июль 2015 года
Дата Оценочное расстояние до МСО согласно наблюдательным данным AIM
01.07.15 1443 км
02.07.15 1250 км
03.07.15 1028 км
04.07.15 1480 км
05.07.15 1625 км
06.07.15 1180 км
07.07.15 2060 км
08.07.15 2220 км
09.07.15 1260 км
10.07.15 1170 км
11.07.15 2580 км
12.07.15 1260 км
13.07.15 980 км
14.07.15 1260 км
15.07.15 986 км
16.07.15 940 км
17.07.15 1430 км
18.07.15 1120 км
19.07.15 1300 км
20.07.15 1056 км
21.07.15 1254 км
22.07.15 971 км
23.07.15 1421 км
Окончание табл. 2
Дата Оценочное расстояние до МСО согласно наблюдательным данным AIM
24.07.15 1353 км
25.07.15 1851 км
26.07.15 1027 км
27.07.15 856 км
28.07.15 1096 км
29.07.15 1283 км
30.07.15 1741 км
31.07.15 1548 км
Таблица 3
Расстояния до ближней границы МСО 2015 год
Дата Время наблюдения Оценочное расстояние до МСО согласно наблюдательным данным с наземного пункта (г. Петропавловск, 54°51' с.ш.; 69°08' в.д)
09-10.06.15 23:43-03:01 840 км
11-12.06.15 00:03-03:30 540 км
12-13.06.15 23:54-02:55 645 км
21-22.06.15 23:58-03:54 785 км
27-28.06.15 00:07-03:57 685 км
05-06.07.15 00:08-03:43 744 км
Здесь видно, что совпадения практически отсутствуют. Это говорит о том, что наблюдаемые нами серебристые облака не видны для спутника AIM. При этом для формирования полноценной модели образования МСО требуется знать количество влаги, т.е. знать площадь облака целиком, которое сконденсировалось в наблюдаемый момент.
Присутствие МСО в средних широтах, в рамках разрабатываемой нами модели, является основополагающим фактом при механизме их образования за счёт притока влаги из области верхней тропосферы. Учитывая довольно низкую концентрацию водяных паров в серебристых облаках для формирования МСО в масштабах атмосферы Земли требуется очень малое количество влаги. Немаловажным остаётся и то обстоятельство, над каким регионом мы их наблюдаем.
Анализ накопленного за долгие годы наблюдений материала уже позволяет с некоторой долей вероятности прогнозировать появление МСО. В 2013 году количество правильно определённых фактов появления МСО составило 95 % [3].
Сотрудниками центра в дальнейшем планируется расширять материально-техническую базу для увеличения количества наблюдательных точек, так же планируется привлечь в качестве эксперимента видеоаппаратуру, с целью получения стереоизображений.
Список литературы:
1. Вдовиченко В.Д., Кириенко Г.А. Мезосферные серебристые облака. Проблемы и решения: монография. - Алматы, 2012. - 89 с.
2. Ромейко В.А., Перцев Н.Н., Далин П.А. Многолетние наблюдения серебристых облаков в Москве: база данных и статистический анализ // Геомагнетизм и Аэрономия. -2002. - № 4, Т. 42. - 74 с.
3. Солодовник А.А., Журавлев П.Л., Баукенов Б.М. Изучение влияния тропосферных процессов на образование полей серебристых облаков по итогам наблюдений 2013 года.
