Есть конспект?
Пришлите нам!

Впервые измерена температура самых высоких полярных облаков земли


Ученые впервые получили значения температуры самых верхних слоев атмосферы, плотности распределения частиц железа и мезосферических облаков над Северным и Южным полюсами. В своей научной работе исследователи из Иллинойского Университета использовали высокочувствительную лазерную локационную систему, которая была впервые опробована на Окинаве (Японии) при наблюдении за хвостами метеоров во время метеорного дождя в 1998 году.

Измерение температур над полюсами необходимо для создания глобальных моделей круговорота воздушных потоков в атмосфере, а также для более точной оценки воздействия глобального потепления за последние десятилетия. До сих пор, ученые пользовались измерениями, полученными с воздушных шаров, поднимающихся лишь на высоту до 32 км.

Совместно с учеными Космической Корпорации и Национального Центра Атмосферного Исследования (NCAR), профессор Гарднер со своими коллегами - Джорджем Папеном, Ксинжао Чу и Веилином Паном - разработали более совершенную лазерную локационную систему для измерения температурных профилей от середины стратосферы (приблизительно 32 км) до нижних слоев термосферы (приблизительно 110 км над поверхностью Земли). В системе используются два мощных лазера, работающих в ультрафиолетовом диапазоне спектра, и два телескопа для обнаружения лазерного импульса, отраженного от атмосферы.

Исследователи использовали два метода определения температуры. Для высот до 80 км, они измеряли количество лазерного света, отраженного от молекул воздуха, чтобы получить температурный профиль. Для более высоких точек, они измеряли рассеивание лазерных лучей от атомов железа, оставшихся в верхних слоях атмосферы от испаренных метеоритов.

В июне 1999 года, ученые пролетели с лазерной локаторной системой над Северным полюсом на борту исследовательского самолета NCAR. В результате они получили данные температур и плотности распределения частиц железа. Через шесть месяцев они произвели аналогичные измерения на станции Амундсена-Скотта на Южном полюсе. Здесь работы по измерению атмосферных температур будут продолжаться в течение года.

Температурные профили, полученные в термосфере над Северным Полюсом (21 июня 1999 года) и в мезосфере над Южным Полюсом (27 января 2000 года), практически совпадают с прогнозными данными. Однако существенные отклонения от модели наблюдались в осенний период на южном полюсе. 8 мая 2000 г., например, нижние слои мезосферы имели температуру приблизительно +20°С – это теплее, чем ожидалось, а верхние слои мезосферы точно такую же температуру, что несколько холоднее чем предсказывали ученые. Мезосфера простирается от верхних слоев стратосферы (приблизительно с 80 км от уровня моря) до мезопаузы - ее верхней границы. Термосфера начинается за мезопаузой.

Ученые также измерили высоту полярных мезосферных облаков, которые сформировались над каждым из полюсов в летний период. В отличие от нижней атмосферы, верхняя атмосфера более холодная в летний период, чем в зимний. Полярные мезосферные облака образуют в летний период полярные шапки, когда температуры падают ниже минус 125°С.Эти облака - самые высокие на Земле - формируются на высоте приблизительно 84 км. Их яркость и географическое распространение увеличились за последние четыре десятилетия. Ученые полагают, что эти изменения могут быть связаны с увеличением концентраций атмосферного диоксида углерода (СО2) и метана, которые в верхних слоях атмосферы приводят к понижению температур и увеличению количества водяного пара.

Удивителен тот факт, что высота мезосферных облаков над Южным Полюсом была на 2-3 км больше, чем высота таких же облаков над Северным Полюсом. Боле высокое положение мезосферных облаков может быть признаком сильного апвеллинга мезосферы в летний период над Антарктидой по сравнению с Северным Полюсом. Более сильный апвеллинг может произойти в районе, где температура мезопаузы наиболее низкая. 


Dr.BoT© Konspektiruem.ru