Туча над головой — не просто предвестник дождя: почему форма облаков оказалась важнее прогноза погоды
Каждую секунду над головой проносятся миллионы тонн водяного пара, принимая причудливые очертания. Эти парящие очертания не только меняют погоду. Томские геофизики выяснили, что форма облаков управляет сразу двумя важными параметрами планеты: потоком жесткого ультрафиолета и мощью электрического поля у земли. Это открытие переводит метеорологию на новый уровень, превращая небо в гигантский информационный экран, пишет издание «Наука в Сибири».
Суть исследования
На базе единственной в Сибири геофизической обсерватории ученые проанализировали климатическую статистику за два десятилетия.
Объектом изучения стали 10 видов облаков – от ледяных перистых, парящих на большой высоте, до тяжелых грозовых массивов. Чтобы исключить погрешности, исследователи отслеживали даже влияние дымовых шлейфов от лесных пожаров.
Ведущий инструмент анализа лежал на стыке оптики и электродинамики. Эксперты замеряли, как сильно облака ослабляют ультрафиолет в спектре 380 нанометров, и одновременно фиксировали изменения градиента потенциала электрического поля.
Выяснилось, что две физические величины с разной природой ведут себя одинаково. При появлении облачной массы или аэрозольной взвеси показатели пропускания света и напряженности поля обрушиваются вниз синхронно.
Самый сильный эффект дали кучево-дождевые гиганты и плотные слоистые образования. Под их толщей электрическое напряжение у поверхности, которое в ясный день держится на отметке 200–250 Вольт на метр (В/м), способно рухнуть почти до нуля.
Сюрприз от перистых облаков
Интригу в исследование внесли высокие перистые облака. Часто их считают безобидными признаками смены фронта, не влияющими на самочувствие метеочувствительных людей и технику.
Однако статистика показала, что даже эти разреженные ледяные структуры оказывают измеримое воздействие на электрическое состояние атмосферы. Это стало неожиданностью для команды ученых и открыло новые вопросы о процессах в верхних слоях тропосферы.
Прорыв в диагностике
Эти открытия обещают революцию в методах зондирования. Теперь, зная коэффициент ослабления ультрафиолета, можно удаленно оценивать электрический заряд грозовых фронтов. Это позволит прокладывать безопасные маршруты для авиации, не отправляя самолеты-разведчики в эпицентр бури.
Кроме того, новая методика упростит отслеживание распространения дымовых шлейфов, что критически важно при тушении масштабных пожаров.
Ценность для климатологии
В долгосрочной перспективе эти факты помогут климатологам уточнить модели потепления и циркуляции воздушных масс. Более точные алгоритмы позволят прогнозировать не только дождь, но и уровень ультрафиолета, достигающего кожи человека в конкретной точке земного шара.
Эксперты подчеркивают, что для отдельного организма эти колебания безопасны, так как влияют исключительно на глобальную электрическую сеть планеты.
Полезно знать
Напряженность электрического поля в ясную погоду колеблется в пределах 100–300 В/м, но во время грозы этот показатель может мгновенно скакать до десятков тысяч, однако измерения градиента потенциала проводятся на высоте 1 м от земли, чтобы исключить влияние статики от травы и пыли.
Швейцарские физики еще в 1925 году высказали теорию, что грозовые разряды возникают не только внутри облака, но и между его верхушкой и ионосферой, порождая так называемые красные спрайты. Но доказать и официально зафиксировать это удалось американским ученым в 1989-м.
