Необычный светильник-облако своими руками

Содержание

Перспективы активности
Где и когда наблюдаются?
Проще простого
И снова о глобальных климатических изменениях
Формирование
Новости
Наблюдение
Отслеживание
- Специальное издание треков
- Бокс-сет Deluxe, коллекционное издание
История изучения
Прием
Интересные факты
‹итература
От невозможного к реальному
Начало эпохи

Перспективы активности

В настоящее время самым дискуссионным остается вопрос о наличии долговременных трендов в характеристиках СО, и тому есть причины. Дело в том, что эти облака — очень тонкие по структуре атмосферные образования (как отмечалось выше, размер ледяных частиц составляет десятки нанометров, т. е. порядка одной тысячной толщины человеческого волоса). Небольшие вариации температуры или влажности в летней мезопаузе способны существенно изменить активность формирования и существования СО. Следовательно, ночные светящиеся облака могут служить прекрасным естественным индикатором возможных климатических изменений, происходящих в земной атмосфере. Данная тема сегодня очень актуальна как в научных, так и в политических сообществах, она широко обсуждается в интернете, в печати и докладах об изменениях климата на уровне глав государств. Единого мнения по вопросу, происходят ли действительно эти изменения, нет, и сомнения сохраняются, как мы покажем ниже на примере активности СО за последние десятилетия. Кроме того, так исторически сложилось, что существуют два различных атмосферных сообщества («наземное» и «космическое»), которые отстаивают две противоположные точки зрения о наличии трендов в активности СО. «Наземное» научное сообщество (к которому относится наша группа) опирается на долговременные измерения активности СО, выполненные в Московской обл. за период с 1962 г. по настоящее время. «Космическое» сообщество изучает активность СО на основе спутниковых измерений начиная с 1978 г. В конце прошлого — начале нашего века было опубликовано достаточно много научных работ, которые показывали, что согласно наземным наблюдениям, значимые вековые тренды в активности СО отсутствуют, а согласно космическим — присутствуют. И здесь нужно отметить, что обработка космических измерений СО — дело нетривиальное, сопряженное с рядом объективных трудностей. В их число входят такие, как единая калибровка измерений, полученных различными спутниками, а также выбор порогового значения сигнала для идентификации присутствия или отсутствия слоя СО в анализируемых данных. Кроме того, активность СО сильно зависит от широты места наблюдения: например, частота появлений СО может увеличиваться в полярных широтах (65–90°), но оставаться неизменной в средних и приполярных широтах (50–65°).

Теперь рассмотрим долговременные наземные наблюдения СО в Московской области. Верхняя часть рис. 5 показывает частоту появлений СО (число появлений СО, нормированное на число ясных и полуясных ночей за каждый летний сезон наблюдений). Хорошо заметно, что за период 1962–2014 гг. долговременной тренд в частоте появлений СО близок к нулю (0,0002±0,0029 число / год). Нижняя часть этого рисунка иллюстрирует относительную яркость СО в баллах (суммарную яркость СО, нормированную на число ясных и полуясных ночей за каждый летний сезон). Видно, что имеется слабый положительный долговременной тренд (0,051±0,066 балл / год), но он статистически незначим

В наших предыдущих работах показано отсутствие статистически значимых трендов по другим независимым наблюдениям светящихся облаков в Дании, Литве, Канаде и Шотландии за последние два-три десятилетия, а обобщение этой важной темы представлено в недавней работе [], где еще раз убедительно продемонстировано, что значимого увеличения активности СО на 57–62° с. ш. нет

В недавней публикации «космического» сообщества вырисовывается похожая картина []. Авторы тоже пришли к выводу, что за период 1979–2013 гг. статистически значимые вековые тренды отсутствуют как в частоте появлений, так и в яркости СО на средних и субполярных широтах в диапазоне 50–64° с. ш. Отметим, что в данной работе был использован новый критерий для порога регистрации сигнала СО, благодаря чему и были определены новые значения трендов, близкие к нулю и статистически незначимые (в противоположность результатам своих более ранних работ, показывающих статистически значимые положительные тренды в частоте и яркости СО в данном широтном диапазоне). Все эти новейшие достижения резюмированы в []. На самом деле противоречий между наземными наблюдениями и космическими измерениями СО не обнаруживается, если рассматривать один и тот же временной период их наблюдений на средних и субполярных широтах 50–64° Северного полушария.

Где и когда наблюдаются?

Серебристые облака — самые высокие облака в земной атмосфере. Они образуются в области очень холодного атмосферного слоя — мезопаузы на высотах 80–90 км в летнее время, когда температура мезопаузы понижается до своих минимальных значений, лежащих в пределах от −140° до −120°C. Это самые низкие температуры в земной атмосфере. СО наблюдаются в ночное время с середины мая по середину августа в Северном полушарии и с середины ноября по середину февраля — в Южном. Наиболее благоприятные условия для их наблюдений складываются на широтах 55–60°, хотя диапазон широт, на которых могут появляться ночные облака, достаточно широк и составляет 45–90°. Из-за того, что СО образуются высоко над земной поверхностью, ледяные частицы радиусом 30–100 нм рассеивают свет уже зашедшего за горизонт светила, и серебристые облака остаются видимыми в течение всей ночи или значительной ее части, тогда как все другие типы облаков в ночное время имеют темно-серый цвет (или совсем невидны), поскольку не освещаются Солнцем. Пример ночных светящихся облаков показан на рис. 1. Более подробную информацию об условиях их наблюдений можно найти в работе [].

Проще простого

Создать свое собственное кучевое облако, сквозь которое проникают солнечные лучи, оказалось довольно просто.

Для этого понадобится:

белый бумажный абажур;
наполнитель полиффил;
светодиодная лампа;
клеевый пистолет;
ножницы;
кусок белого картона.

Шаг 1. Соберите бумажный фонарь

Возможно, вы будете использовать готовый абажур, который уже оснащен требуемый для вворачивания лампы фурнитурой. Такая конструкция обойдется дороже, но проще в реализации. Если же вы пойдете тем же путем, что Кирстен, то, скорее всего, бумажный фонарь нужно будет собрать в соответствии с прилагаемой инструкцией.

Обратите внимание, что в нижней части фонаря есть отверстие, которое нужно закрыть, например, при помощи куска белого картона, посадив его на скотч

Картины, нарисованные иголкой и ниткой
HOOP-АRТ — пяльцы как искусство
Доставайте ваши вышивки! Мы нашли им применение в интерьере!
6 самых удивительных видов рукоделия
О рамках, которым не нужны картины: древесные шедевры Кокса
12 идей декора для дома своими руками
Как расставить идеи по полкам? Вы в 7 шагах от собственной мастерской

Шаг 2. Прикрепите наполнитель к фонарю с помощью горячего клея

Полифилл — современный утеплитель нового поколения, который пришел на смену холофайберу и ватину. Он внешне поход на вату, но гораздо более воздушный и держащий форму — то, что надо для облака. Наполнитель нужно прикрепить к фонарю при помощи горячего клея. Прелесть этой работы в том, что не нужно быть точным, следовать размерам и соблюдать симметрию. Напротив, чем более фантазийной получится ваша конструкция, тем больше она будет похожа на облако. Единственное, за чем нужно внимательно следить, чтобы не оставалось «проплещин» на фонаре.

Шаг 3. Привинтите светодиодную лампочку

Вкрутите лампочку в подвесной шнур светильника. Используйте светодиодную лампу, которая не нагревается в отличие от лампы накаливания

Так как в конструкции использовано большое количество синтетического материала, это важно

Кирстен для своего облака взяла не обычную, а «умную» лампочку FluxSmart. Она через мобильное приложение управляется прямо с телефона, имеет возможность менять цвет и подстраиваться под музыку. Если вы поставите трек с громом, лампочка будет мигать в такт, как молния.

Впрочем, смотрите сами!

И снова о глобальных климатических изменениях

Прежде всего мы должны сделать важное, на наш взгляд, замечание о сути климатических изменений, возможно, происходящих в земной атмосфере. Как известно, три главных парниковых газа (CO2, H2O и CH4) рассеивают обратно к поверхности Земли ее инфракрасное излучение, приводя таким образом к знакомому всем «парниковому эффекту» (рис. 6)

В том случае, если происходит увеличение концентрации парниковых газов, температура в нижней части атмосферы до высоты 10 км должна постепенно расти. Однако существует обратная сторона этого процесса: температура средней и верхней атмосферы должна постепенно уменьшаться одновременно с увеличением температуры в тропосфере. Данная схема показана в левой части рис. 6: красная прямая линия схематично изображает увеличение температуры в тропосфере, а синяя — уменьшение температуры в средней и верхней атмосфере. Этот очевидный эффект следует из закона сохранения энергии для теплового излучения, переизлучаемого поверхностью Земли в космическое пространство.

Выше мы обосновали, что статистически значимых трендов ни в яркости, ни в частоте появлений СО нет, что также верно и для спутниковых наблюдений СО в средних и субполярных широтах 50–64° с. ш. Яркость облаков — сильная степенная функция от концентрации молекул воды (значение показателя степени зависит от различных подходов к моделированию формирования ледяных частиц в мезопаузе и варьируется в пределах от двух до восьми). В работе [] показано: если существуют долговременные тренды в температурном и влажностном режиме в летней мезопаузе, они должны быть одного знака: либо оба отрицательные, либо оба положительные. Но пока долговременный тренд в температуре в области летней мезопаузы инструментально однозначно не определен, на вопрос о его существовании уверенно ответить нельзя.

Недавние модельные исследования [] для области верхней мезосферы и мезопаузы показали: наряду со статистически значимым отрицательным многолетним (1961–2009) температурным трендом имеется и положительный тренд в концентрации водяного пара, что можно было бы объяснить увеличением метана в мезосфере из-за антропогенной активности. Однако, как мы отмечали выше, в реальности должны наблюдаться тренды или одного знака, или нулевые. Только в последнем случае можно объяснить наблюдаемую многолетнюю неизменность в яркости и частоте появлений серебристых облаков за последние полвека.

В настоящее время рассматриваемые вопросы о долговременных трендах в параметрах ночных облаков и в свойствах летней мезопаузы остаются открытыми и, несомненно, требуют дальнейших рядов наблюдений СО, а также нового моделирования физических и динамических процессов, происходящих в летней мезопаузе.

Формирование

Серебристые облака состоят из крошечных кристаллов водяного льда диаметром до 100 нм и существуют на высоте от 76 до 85 км (от 249 000 до 279 000 футов), что выше, чем у любых других облаков в атмосфере Земли. Облака в нижних слоях атмосферы Земли образуются, когда вода собирается на частицах, но мезосферные облака могут образовываться не только на частицах пыли , но и непосредственно из водяного пара.

Серебристые облака во время арктического рассвета, видимые с большой высоты

Данные спутника Aeronomy of Ice in the Mesosphere предполагают, что для формирования серебристых облаков требуются водяной пар, пыль и очень низкие температуры. Источники пыли и водяного пара в верхних слоях атмосферы достоверно неизвестны. Считается, что пыль исходит от микрометеоров , хотя также возможны частицы вулканов и пыль из тропосферы . Влага могла подниматься через промежутки в тропопаузе , а также образовываться в результате реакции метана с гидроксильными радикалами в стратосфере .

Было обнаружено , что выхлоп от космических челноков , использовавшихся в период с 1981 по 2011 год, который был почти полностью водяным паром после отсоединения твердотопливного ракетного ускорителя на высоте около 46 км, генерировал крошечные отдельные облака. Около половины пара выбрасывалась в термосферу , обычно на высотах от 103 до 114 км (от 338 000 до 374 000 футов). В августе 2014 года SpaceX Falcon 9 также вызвал после запуска серебристые облака над Орландо, Флорида .

Выхлоп может быть доставлен в арктический регион чуть более чем за день, хотя точный механизм этой высокоскоростной передачи неизвестен. По мере того, как вода мигрирует на север, она падает из термосферы в более холодную мезосферу, которая занимает область атмосферы чуть ниже. Хотя этот механизм является причиной отдельных серебристых облаков, он не считается основным фактором явления в целом.

Поскольку мезосфера содержит очень мало влаги, примерно стомиллионную часть воздуха из Сахары , и чрезвычайно тонкая, кристаллы льда могут образовываться только при температурах ниже -120 ° C (-184 ° F). Это означает, что серебристые облака образуются преимущественно летом, когда, как ни странно, мезосфера является самой холодной из-за сезонно меняющихся вертикальных ветров, что приводит к холодным летним условиям в верхней мезосфере (апвеллинг и адиабатическое охлаждение) и зимнему нагреву (нисходящий и адиабатический нагрев). . Следовательно, их нельзя наблюдать (даже если они присутствуют) внутри полярных кругов, потому что Солнце никогда не находится достаточно низко под горизонтом в это время года на этих широтах. Серебристые облака образуются в основном около полярных регионов, потому что мезосфера там самая холодная. Облака в южном полушарии примерно на 1 км (3300 футов) выше, чем в северном полушарии.

Ультрафиолетовое излучение Солнца расщепляет молекулы воды, уменьшая количество воды, доступной для образования серебристых облаков. Известно, что излучение циклически меняется в зависимости от солнечного цикла, и спутники отслеживают уменьшение яркости облаков с увеличением ультрафиолетового излучения в течение последних двух солнечных циклов. Было обнаружено, что изменения в облаках следуют за изменениями интенсивности ультрафиолетовых лучей примерно на год, но причина такого длительного запаздывания пока не известна.

Как известно, серебристые облака обладают высокой радиолокационной отражающей способностью в диапазоне частот от 50 МГц до 1,3 ГГц. Такое поведение не совсем понятно, но возможное объяснение состоит в том, что ледяные зерна покрываются тонкой металлической пленкой, состоящей из натрия и железа , что делает облако гораздо более отражающим для радара, хотя это объяснение остается спорным. Атомы натрия и железа отделяются от входящих микрометеоров и оседают в слое чуть выше высоты серебристых облаков, и измерения показали, что эти элементы сильно истощаются, когда облака присутствуют. Другие эксперименты показали, что при чрезвычайно низких температурах серебристого облака пары натрия могут быстро осаждаться на поверхности льда.

Новости

Архив