• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
22.07.2022
УрФУ
3 141

Ученые впервые систематизировали все гало, открытые за тысячи лет наблюдений

4.3

Ученые Хельсинкского и Уральского федерального университетов Ярмо Мойланен и Мария Грицевич впервые за историю наблюдений систематизировали сведения обо всех формах атмосферных гало, зафиксированных человечеством на конец 2021 года. Из многочисленных источников данных о наблюдениях гало, история которых насчитывает 4-5 тысячелетий, на сегодня известно о 119 различных формах атмосферных гало (существуют также внеатмосферные гало и гало, которые можно разглядеть на различных поверхностях).

Гало из алмазной пыли. Сделано 12 декабря 2010 года в Темпере (Финляндия) / ©Марко Рийконен / Автор: Наталья Федосеева

Статья с описанием работы опубликована в Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. Атмосферные гало — это явление рассеяния света, вызванное скоплением в атмосфере кристаллов водяного льда размером менее 10 микрометров. Сочетание формы кристаллов льда (или минералов), их ориентации и путей прохождения лучей света через кристаллы определяет конфигурацию гало, будь то цветные или белые кольца, пятна или дуги. Другими словами, по форме гало можно судить о типах кристаллов льда, присутствующих в атмосфере.

Гало можно наблюдать невооруженным глазом на всех уровнях тропосферы — нижних слоях атмосферы высотой 8-18 км. Чаще всего гало видны в высоких ледяных облаках: в облаках среднего или нижнего уровня кристаллы льда часто слишком слабы с оптической точки зрения, чтобы создавать гало. Большинство лучших проявлений гало наблюдалось в облаках мельчайших ледяных кристаллов в приземном слое атмосферы — так называемой алмазной пыли.

Самым древним упоминаниям о гало от 4 до 5 тысяч лет: сведения о гало зафиксированы на клинописных табличках шумеро-вавилонской культуры. Во времена Аристотеля было известно, по крайней мере, о трех формах гало. Одно из старейших наблюдений гало в Иерусалиме датировано началом XII века. К 1820 году число зарегистрированных гало составляло порядка 20, к 1990-му — 60. С тех пор количество зарегистрированных гало удвоилось и сейчас составляет 119.

Значительный прогресс в документировании гало произошел в связи с распространением мобильных телефонов с фото- и видеокамерами. Авторы статьи призывают широкую общественность фиксировать наблюдаемые гало и, таким образом, вносить вклад в исследования этих явлений и в открытие новых. Так, запуск автоматической камеры в Париже в начале 2010-х годов дал представление о том, насколько устарела прежняя статистика: оказалось, что некоторые гало, которые считались чрезвычайно редкими, распространены гораздо шире.

Быстрый рост количества новых гало в 2007-2008 и 2016-2017 годах (в общей сложности 24 новых гало) во многом обусловлен активной «охотой» за ними энтузиаста Марко Рийконена, который фотографировал гало, образованные кристаллами льда, созданными снежными пушками на горнолыжных курортах Финляндии.

Усилия ученых из России и Финляндии позволили обобщить все накопленные знания об атмосферных гало и провести обзор условий (температуры, влажности и так далее), необходимых для формирования в атмосфере кристаллов льда или других минералов, рассеивающих свет и таким образом участвующих в образовании гало.

Кроме того, авторы статьи обозначили пробелы в исследованиях атмосферных гало и перспективные методы наблюдений и обработки полученных данных. В их числе — новые методы цифровой фотографии, которые применяются для улучшения качества документирования атмосферных гало и ведут к открытию их новых форм.

Ученые сгруппировали атмосферные гало в категории часто наблюдаемых и редко встречающихся. Считается, что, если определенная форма гало наблюдается не реже раза в год, она относится к первой категории; гало с редкой конфигурацией источников света, ориентацией или необычной формой кристаллов составляют лишь около одного процента от всех наблюдаемых гало.

Часто наблюдаемые гало обычно образуются рассеиванием, преломлением и фокусировкой света шестиугольными кристаллами льда с неупорядоченной, горизонтальной или вертикальной ориентацией. Основными источниками света, вызывающими гало, являются Солнце и Луна, а также искусственные источники. Редкие гало, в свою очередь, подразделяются на те, чье происхождение установлено, и еще недостаточно изученные и пока не поддающиеся моделированию — экзотические.

«Как правило, гало образуются в результате взаимодействия света с шестиугольными кристаллами водяного льда. Однако некоторые из задокументированных, экзотические, гало не могут быть объяснены таким образом. К примеру, тайны происхождения некоторых эллиптических и круглых гало не разгаданы с момента их обнаружения в начале ХХ века. В числе загадочных и так называемая дуга Мойланенa, впервые зафиксированная мною в 1995 году», — рассказывает Ярмо Мойланен, соавтор статьи, научный сотрудник Финского института геопространственных исследований, аспирант Хельсинского университета.

В случае с экзотическими гало наука предположительно имеет дело с аномальными формами кристаллов (например, кубическими кристаллами водяного льда), с их неоднородностью или с кристаллами каких-либо еще минералов, рассеянными в воздухе. Однако то, какими именно должны быть кристаллы льда и пути лучей, которые проходят через эти кристаллы, чтобы образовалось гало той или иной экзотической формы, неясно до сих пор.

«Исследователи предполагают, что необычная форма экзотических гало объясняется антропогенными факторами, такими как выбросы в атмосферу или влияние сильного электромагнитного поля высоковольтных линий электропередач, которое может нарушить ориентацию кристаллов льда в воздухе. Чтобы разгадать подобные загадки, в атмосфере были специально собраны образцы ледяных кристаллов, образующих экзотические гало, но и этот опыт дал больше вопросов, чем ответов», — подчеркивает Мария Грицевич, доцент Хельсинского университета, старший научный сотрудник Финского института геопространственных исследований и Уральского федерального университета.

Наконец, интересны гало, образующиеся в атмосферах Венеры, Марса, Юпитера и их спутников. Так, гало, образованные кристаллами льда, зафиксированы в атмосфере Марса. «Это наблюдение доказывает, что в атмосфере Марса существуют облака гексагональных кристаллов водяного льда, либо других минералов. Есть предположения и о том, что гало могли быть образованы прозрачными и оптически достаточно твердыми кристаллами диоксида углерода. Компьютерное моделирование факторов, при наличии которых возможно образование гало, даст ценную информацию о состоянии марсианской атмосферы», — добавляет Мария Грицевич.  

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Уральский федеральный университет (УрФУ) расположен в Екатеринбурге, выполняет функции проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня (УМНОЦ). В УрФУ обучается более 36 000 студентов по 334 образовательным программам. Основан 19 октября 1920 года.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Позавчера, 16:56
Андрей

Группа энтомологов решила уточнить, откуда происходят предки современных рыжих тараканов и каким образом те захватили человеческие жилища почти на всех континентах. Для этого ученые секвенировали ДНК примерно 300 насекомых и смоделировали наиболее вероятные сценарии расселения на основе генетической информации.

Вчера, 08:35
Полина Меньшова

Ледник Туэйтса в Западной Антарктиде, который также называют «ледником Судного дня», может растаять раньше, чем считали ученые. Теплые океанские воды воздействуют на него сильнее, чем предполагалось, показали новые спутниковые данные.

Вчера, 12:38
ПНИПУ

Происхождение нефти и газа стали изучать еще до возникновения нефтяной промышленности. О генезисе важных ресурсов до сих пор нет единого мнения. Ученые Пермского Политеха рассказали, откуда они взялись на нашей планете, возможна ли их добыча в космосе, как нефть используется в продуктах питания и что такое «дверь в преисподнюю».

20 мая
Полина Меньшова

Британский учитель географии Грэм Сеньор работал в саду и случайно обнаружил в земле небольшой прямоугольный камень. Оказалось, что на артефакте высечен текст, написанный с помощью древнего кельтского алфавита огам.

Позавчера, 16:56
Андрей

Группа энтомологов решила уточнить, откуда происходят предки современных рыжих тараканов и каким образом те захватили человеческие жилища почти на всех континентах. Для этого ученые секвенировали ДНК примерно 300 насекомых и смоделировали наиболее вероятные сценарии расселения на основе генетической информации.

18 мая
Полина Меньшова

При гипертонии пациентам рекомендуют аэробные тренировки, включающие в себя, например, ходьбу, бег, танцы, езду на велосипеде. Но такая физическая нагрузка положительно влияет на артериальное давление только в вечернее время, выяснили физиологи из Бразилии и США.

24 апреля
Ольга Иванова

Ученые из Австралии и Канады пришли к выводу, что подавляющее большинство одиноких людей не вступает в романтические отношения из-за страха. С одной стороны ими руководят опасения, что их отвергнут, с другой — что они потеряют свою независимость.

15 мая
НИУ ВШЭ

Международный коллектив исследователей при участии ученых из Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ изучил, как выбор иностранного языка влияет на когнитивные способности человека. Оказалось, что языки, непохожие на родной, стимулируют когнитивную функцию на начальном этапе их изучения, а близкие к родному имеют отложенный эффект и помогают мозгу эффективнее работать при более высоком уровне владения иностранным языком.

3 мая
Василий Парфенов

Ледяной покров Антарктики претерпевает значительные изменения на протяжении года, и его поведение хорошо изучено в общем. Но некоторые локальные аномалии объяснить не получается вот уже несколько десятилетий. Одна из них — полынья возвышения Мод, или полынья моря Уэдделла, которая появляется нерегулярно на одном и том же месте. Международная команда океанологов, наконец, смогла разгадать механизмы ее образования.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: