Sidabriškieji debesys

Sidabriškieji debesys – viršutinėje atmosferos dalyje (75 ~ 85 km aukštyje) esantys švytintys naktiniai debesys, daugiausiai stebimi platumose tarp 50º ir 70º į pietus ir šiaurę nuo pusiaujo. Šių debesų fenomenas dar pilnai nėra paaiškintas iki šiol.

Sidabriškieji debesys virš Vilniaus miesto

Sidabriškieji debesys virš Virintų ežero (netoli Molėtų)

Sidabriškieji debesys (animacija)
Ludanihalasis (Vengrija)

Sudėtis

Pirmą kartą jie buvo aprašyti R. Leslio 1884 metais. Iki 1910 metų sidabriškųjų debesų susidarymas buvo aiškinamas kaip ugnikalnių išmetamų cheminių junginių darinys, nes šie debesys buvo pastebėti po 1883 metais rugpjūčio 27 d. išsiveržusio Krakatau ugnikalnio, kurio išsiveržimas sukėlė įvairius atmosferinius reiškinius. 1910 metais buvo atsisakyta vulkaninės kilmės teorijos ir pradėta manyti, kad sidabriškieji debesys susideda ne iš vulkaninių dulkių, o iš ledo gabaliukų. Dabartiniai tyrimai tai patvirtina: sidabriškieji debesys sudaryti iš labai mažų (apie 100 nanometrų) ledo gabaliukų.

Susidarymas ir ypatybės

Sidabriškieji debesys virš Simunos (Estija)

Sidabriškieji debesys netoli šiauriausio Estijos taško

Sidabriniai (mezosferiniai) debesys susidaro mezosferoje, maždaug 80 km aukštyje. Jie panašūs į plonyčius, beveik skaidrius, plunksninius debesis, jų spalva – švelniai žydra su sidabrišku atspalviu. Pro sidabriškuosius debesis matyti žvaigždės. Sidabriškieji debesys ypatingi tuo, kad pasirodo netoli zenito šiaurės vakarinėje–šiaurinėje dangaus skliauto dalyje Saulei nusileidus po horizontu 6–16° (todėl jie matomi tik šiltuoju metu laiku). Vidurnaktį sidabriškieji debesys matomi tiesiai šiaurėje ir būna ryškiausi, kai yra 10–20° aukštyje virš horizonto.

Anksčiau buvo manoma, kad sidabriškieji debesys susideda iš vulkaninių arba kosminių dulkių, bet dabartiniai tyrimai su raketomis parodė, kad sidabrinių debesų kilmė gali būti panaši į plunksninių. Aukščiau 80 km, mezopauzėje, atmosferos stratifikacija pastovi, todėl vandens garai kaupiasi žemiau šio sluoksnio. Dėl labai žemos temperatūros – vasarą ji nukrinta žemiau negu –125 °C (antroji priežastis, kodėl sidabriniai debesys matomi tik vasarą) – pakanka net ir nedidelės vandens garų koncentracijos, kad prasidėtų sublimacija – vandens garų virtimas ledo kristalais. Šių kristalų matmenys yra neįtikėtinai maži, nesiekia nė 100 nm (nanometras – dešimttūkstantoji milimetro dalis). Žydrai sidabriškas švytėjimas – tai ne tik išsklaidyta Saulės šviesa, bet, sprendžiant pagal jos spektrą, dar ir ledo kristalų fotoliuminescencija veikiant ultravioletinei (UV) spinduliuotei.

Vandens garų radimosi mezosferoje priežastys

Sidabriškųjų debesų nuotrauka iš Tarptautinės kosminės stoties

Sidabriškieji debesys virš Jelgavos (Latvija) 2016 07 10

Yra trys vandens garų radimosi mezosferoje priežastys:

• dėl intensyvios Saulės UV spinduliuotės vykstanti metano fotodisociacija (molekulių irimas veikiant šviesai). Metano molekulės, veikiamos UV spindulių, dalyvauja fotocheminėse reakcijose su atominiu deguonimi bei hidroksilų radikalais ir iš vienos metano molekulės susidaro dvi vandens molekulės.;
• iš žemutinių atmosferos sluoksnių kylančios oro tėkmės, kurias sukelia gravitacinės ir orografinės bangos bei troposferinės audros, atneša vandens garų. Ten, kur gęsta gravitacinės bangos, smarkiai krinta temperatūra. Manoma, kad būtent dėl to mezosferoje susidaro vietų, kuriose temperatūra ypač žema – mezopauzė. Taip pat šios bangos į mezosferą atneša tam tikrą vandens garų kiekį. Būtent gravitacinių bangų judėjimo ypatumai ir suteikia sidabriškiesiems debesims savitų formų, šiek tiek panašių į plunksninių debesų. Jų kitimo dinamika leidžia nustatyti, kad mezosferos sluoksnyje, kuriame susidaro sidabriškieji debesys, pučia stiprūs vėjai (jų greitis gali siekti net kelis šimtus metrų per sekundę);
• kosminių raketų kuro degimo produktai, kuriuose vyrauja vandens garai.

Tačiau vien vandens garų atsiradimas mezosferoje net ir esant labai žemai temperatūrai dar negarantuoja, kad atsiras debesų. Ledo kristaliukams susidaryti reikia kondensacijos branduolių. Tokiais centrais tampa jonai ir kai kurie mikrometeorinių dulkelių, atskriejančių iš tarpplanetinės erdvės, cheminiai komponentai (pvz., natrio hidrokarbonatas). Jonų atsiranda dėl jonizuojančiojo Saulės spinduliuotės poveikio, o kosminių dulkių per parą į Žemės atmosferą patenka net iki 40 t.

Taigi, kad atsirastų sidabriškieji debesys, turi būti tam tikros sąlygos – labai žema temperatūra, pakankamas vandens garų ir kondensacijos (sublimacijos) branduolių kiekis.

Sąryšis su klimato kaita

Teigiama, kad pastarieji sidabriškųjų debesų susidarymai ir jų palaipsnis didėjimas gali būti susiję su klimato kaita. Pirmieji šių debesų stebėjimai sutampa tiek su Krakatau ugnikalnio išsiveržimu, tiek su kylančiu pramonės perversmu, sidabriškieji debesys tapo labiau paplitę ir dažnesni XX amžiuje. Vis dėlto pasaulinio atšilimo ir sidabriškųjų debesų sąryšis išlieka kontroversiškas.

Klimato modeliai prognozuoja, kad padidėjusi šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisija sukels mezosferos vėsimą, o tai lems dažnesnį ir labiau paplitusį sidabriškųjų debesų susidarymą. Didesnė metano emisija dėl intensyvaus ūkininkavimo veiklos leidžia susidaryti daugiau vandens garų viršutinėje atmosferoje.Metano koncentracija per pastaruosius 100 metų padidėjo daugiau nei dvigubai.

Lietuvoje

Lietuvos geografinė padėtis yra labai palanki sidabriškiesiems debesims stebėti. Per metus juos galima išvysti 5–25 kartus (dažniausiai birželį–liepą). Lietuvos fizikų A. Dubiečio ir R. Balčiūno duomenimis, didžiausia tikimybė pamatyti sidabriškuosius debesis yra pirmąjį liepos mėnesio dešimtadienį. Pasitaikė atvejų, kai sidabriškieji debesys buvo matomi net penkias ar daugiau naktų paeiliui. Žinoma, turi nusistovėti ramūs anticikloniniai orai. Pati šių debesų matomumo trukmė naktį labai įvairi – nuo 10 min. iki keleto ar daugiau valandų. Skiriasi ir regimasis sidabriškųjų debesų šviesumas bei formos. Kartais šie debesys vos įžiūrimi neaukštai virš horizonto kaip neryškios pavienės juostelės. Tačiau būna naktų, kai sidabriškieji debesys matyti kaip ryškus švytintis masyvas, užimantis vos ne visą šiaurinį dangaus skliautą. Įdomus reiškinys Lietuvoje stebėtas 2005 m. birželio 14–osios naktį, kai vienu metu švytėjo ir sidabriškieji debesys, ir šiaurės pašvaistė.

Galerija

Sidabriškieji debesys, matomi virš įvairių vietovių:

• Sidabriškieji debesys virš Enschedės (Nyderlandai)
• Sidabriškieji debesys virš Simunos (Estija)
• Sidabriškieji debesys virš Saimos ežero Suomijoje
• Sidabriškieji debesys Žemutiniame Naugarde (Rusija)
• Sidabriškieji debesys virš Bargerveno draustinio Nyderlanduose
• Sidabriškieji debesys Vyborge Rusija)
• Sidabriškieji debesys, matomi iš ISS (International Space Station)
• Sidabriškieji debesys virš Bergeno (Norvegija)

Literatūra

• Atmosferos reiškinių stebėjimai. Arūnas Bukantis. Vilniaus universiteto leidykla, Vilnius, 2009. 78–81 p.

Šaltiniai

1. Thomas, GE; Olivero, J (2001). „Noctilucent clouds as possible indicators of global change in the mesosphere“. Advances in Space Research. 28 (7): 939–946. Bibcode:2001AdSpR..28..937T. doi:10.1016/S0273-1177(01)80021-1.
2. Sullivan, Brian K. (2015-06-09). „You're About to See an Incredibly Rare Cloud, and It's Proof the Climate Is Changing“. Bloomberg.com. Nuoroda tikrinta 2016-10-06.
3. Phillips, Tony (2008 m. rugpjūčio 25 d). . NASA. Suarchyvuotas originalas 2008-10-04. Nuoroda tikrinta 2016-10-09.
4. A. Klekociuk; R. Morris; J. French (2008). „First Antarctic ground-satellite view of ice aerosol clouds at the edge of space“. Australian Antarctic Division. Nuoroda tikrinta 2016-10-06.
5. . Australian Antarctic Division. Suarchyvuotas originalas 2013-02-04. Nuoroda tikrinta 2016-10-09.
6. Hsu, Jeremy (2008-09-03). „Strange clouds spotted at the edge of Earth's atmosphere“. USAtoday.

Vikiteka: Sidabriškieji debesys – vaizdinė ir garsinė medžiaga