💫 Как гравитация формирует серебристые облака

Мы уже не раз любовались феноменом серебристых облаков, но каждый раз они открывают нам что-то новое. Сегодня, когда эти удивительные небесные гости вновь появились в Московском регионе, мы хотим рассказать, как они связаны с внутренними гравитационными волнами в атмосфере.

Cеребристые облака представляют собой тонкие слои ледяных кристаллов, формирующихся в сверххолодной мезосфере на различных ядрах конденсации при наличии достаточного количества водяного пара. Внутренние гравитационные волны (ВГВ) играют ключевую роль в морфологии серебристых облаков.

🌊 ВГВ — это волны, которые распространяются в атмосфере под действием силы тяжести и силы Архимеда. Они могут генерироваться различными процессами в нижних слоях атмосферы, такими как грозы, фронтальные системы, обтекание ветром гор (орографические волны) и струйные течения. Эти волны могут распространяться вверх, достигая мезосферы. По мере распространения в разреженной атмосфере их амплитуда значительно увеличивается. Усиленные ВГВ вызывают значительные локальные колебания плотности и температуры в мезосфере. В "холодной фазе" волны температура может временно опускаться до еще более низких значений, чем обычная мезосферная температура. Эти экстремально низкие температуры создают идеальные условия для конденсации водяного пара и образования ледяных кристаллов, способствуя формированию серебристых облаков.

💫 Ярко выраженная волновая структура, наблюдаемая в серебристых облаках (полосы, гребни, завихрения), является прямым следствием прохождения через них ВГВ. Облака действуют как "трассер", визуализируя эти волновые возмущения. Изучая структуру серебристых облаков, ученые могут получать информацию о характеристиках ВГВ в верхних слоях атмосферы.

✨ Таким образом, внутренние гравитационные волны не только способствуют созданию необходимых температурных условий для образования серебристых облаков, но и формируют их уникальную волновую структуру, делая их видимым индикатором динамических процессов в верхних слоях атмосферы.

❔Так почему же мы видим серебристые облака летом, и причем только летом? Ответ прост: они появляются, когда мезосфера остывает до невероятных -120 °C и ниже. Такие 'морозы' бывают в мезосфере высоких широт и иногда на 50°-60° широтах почти всё лето. Отсюда и сезон наблюдения в Москве и Московской области: с мая по август.

Фотографии: сотрудники ИФА РАН – серебристые облака в районе Москвы 17-18 июня и 3 июля 2025 г.

🌋 Особенности извержения подводного вулкана Тонга

Извержение вулкана Тонга в январе 2022 года стало одним из самых мощных в истории наблюдений. Оно вызвало цунами, изменило атмосферные процессы и даже повлияло на климат. Понимание механизмов таких извержений помогает прогнозировать их последствия и улучшать системы мониторинга для защиты населения.

📖 Учёные из Института физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН (Косяков С.И., Куличков С.Н., Чунчузов И.П.) в статье “Отличительные особенности развития извержения подводного вулкана Тонга по данным акустического мониторинга” проанализировали акустико-гравитационные волны, вызванные извержением подводного вулкана Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай (Тонга). Эти волны распространялись на огромные расстояния и были зафиксированы инфразвуковыми станциями по всему миру.

📈 Анализ инфразвуковых сигналов позволил выявить четыре отдельных события в процессе извержения (рис. 1): первое связано с разрушением лавовой пробки и генерацией волны разряжения, а три последующих были вызваны испарением воды, попавшей в магматический очаг вулкана после разрушения пробки, и имели суммарную энергию 2–3 × 10¹⁸ Дж (200-300 млн тонн в тротиловом эквиваленте).

😠 Акустико-гравитационные волны распространялись в виде мод Лэмба* с переходом от сферического фронта к цилиндрическому на расстояниях больше 500 км. Они обогнули Землю три раза. Трансформация формы и длительности сигнала от вулкана Тонга во время его распространения на большие расстояния была аналогична трансформации сигналов от импульсных источников высокой мощности, таких как взрывы ядерных бомб и Тунгусского метеорита. На рис.2 изображены пароводяные облака от взрыва вулкана Тонга на начальной стадии его извержения и спустя некоторое время после его извержения.
*Моды Лэмба (или волны Лэмба, названные в честь английского физика Г. Лэмба) — это тип упругих волн, которые распространяются в твёрдых пластинах (или тонких слоях) со свободными границами. Они представляют собой один из видов нормальных волн в упругих волноводах.

⛰Исследование раскрыло новые детали одного из самых грандиозных природных событий XXI века. Эти данные открывают новые знания о механизмах подводных извержений и их влияние на планету.

➡️ Подробнее читайте в статье.