• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
22 июля
УрФУ
2 948

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

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
Вчера, 10:57
Сергей Васильев

Напряженная мыслительная деятельность приводит к накоплению нейромедиаторов в синапсах префронтальной коры. Это усложняет их работу и может повреждать нейроны, заставляя мозг сигнализировать об опасности.

Вчера, 16:56
Василий Парфенов

В конце июля многие СМИ опубликовали новости с заголовками вида «Земля стала вращаться быстрее — и ученые не знают почему». К концу первой недели августа тема добралась и до русскоязычного сегмента Сети. На поверку этот инфоповод пусть и без негативных последствий, но демонстрирует основные пороки современной (не только научно-популярной) журналистики. Рассказываем, как в действительности изменяется скорость вращения нашей планеты, насколько хорошо известны причины таких осцилляций, а также почему ученые никогда ничего не знают наверняка (и это нормально).

10 августа
Мария Азарова

Команда австралийских исследователей нашла доказательство того, как формировались и развивались зарождающиеся континенты нашей планеты.

10 августа
Мария Азарова

Команда австралийских исследователей нашла доказательство того, как формировались и развивались зарождающиеся континенты нашей планеты.

10 августа
Анна Новиковская

Быть «кошатником» — вовсе не грех, но, согласно данным нового исследования, такие люди не всегда знают, что лучше для самих кошек. Напротив, хозяева, которые имеют небольшой опыт общения с домашними животными, могут оказаться внимательнее к потребностям питомца и максимизировать его удовольствие от общения с человеком.

10 августа
Василий Парфенов

Изначально выглядевшая многообещающе ракета-носитель Antares в последние годы стала довольно проблемной. Для ее создания требовалась кооперация США, Украины и России, которая в свете сложившейся геополитической обстановки практически невозможна. Решением проблемы станет переход с российских двигателей на созданные в Америке. И ключевую роль в нем сыграет частично украинская компания Firefly Aerospace.

2 августа
Александр Березин

Если западным странам удастся «лишить Кремль нефтяных доходов», то мир ждет геополитическое землетрясение. Только не обязательно в ту сторону, о которой вы сейчас подумали. На фоне того, что последует за «лишением», шок 1973 года может показаться детской игрой. Naked Science попробует оценить размах «потолочного катаклизма» заранее.

31 июля
Александр Березин

Саудовский принц одобрил строительство гигантского «лежачего небоскреба», который должен стать крупнейшим зданием в истории. Причем еще и самым экологичным в мире. Пресса и соцсети полны возмущенных оценок: «это антиутопия!», «проект сырой!» и тому подобным. Однако чисто технически это не так: «Зеркальную линию» на пять миллионов жителей вполне можно построить. И такое здание в самом деле будет энергоэффективным (и формально безуглеродным). Но у проекта есть другие слабые места, лежащие скорее в сфере науки, нежели техники. Naked Science попробовал разобраться в деталях.

27 июля
Алиса Гаджиева

Новое исследование показало, что появившаяся у человека способность переваривать молочный сахар никак не сказалась на распространенности потребления продуктов молочного животноводства.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
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: