Необыкновенные погодные явления на Земле и не только, которыми нас удивляет природа
На протяжении многих поколений погода остаётся популярным предметом шуток. Марк Твен писал, что «Приключения Гекльберри Финна» были его попыткой написать книгу без упоминания погоды. Комик Джордж Карлин однажды заявил, что «прогноз погоды на сегодняшний вечер» был, одним словом, «мрачным». А писатель Чарльз Дадли Уорнер отметил, что «все говорят о погоде, но никто ничего не делает».
Несмотря на такие остроты, погода оказывает существенное влияние на наше состояние и существование в целом. Всё настолько серьёзно, что даже была придумана целая отрасль, занимающаяся её изучением – метеорология.
И хотя мы склонны думать, что изучили все известные погодные явления, время от времени в природе происходит то, что, откровенно говоря, приводит нас в недоумение. Как показывает этот список, одни метеорологические феномены просто причудливы, в то время как другие в буквальном смысле не от мира сего. Относительно недавние открытия включают в себя новые типы облаков, чрезвычайно мощных штормов, странное оптическое явление, неожиданное происхождение засух, ураганное «топливо», влияние солнечных вспышек на магнитные поля, существование космических ураганов, так называемый «зелёный призрак», неожиданный источник антиматерии и прочее.
Эти облака густые и свисают с неба, словно коровье вымя – отсюда и название. Многие считают, что вымеобразные облака служат предвестниками торнадо, но они не всегда указывают на суровую погоду, несмотря на то, что часто сопровождаются грозами.
Вымеобразные облака образуются, когда влажный и прохладный воздух смешивается с более сухим и тёплым воздухом. Когда содержащаяся в них влага состоит из больших капель водяного пара или кристаллов снега, облака, как правило, сохраняются дольше, поскольку пару требуется дольше времени, чтобы испариться, ввиду огромного объёма.
Группа метеорологов-любителей, The Aurora Chasers, первой заметила это явление и назвала его Стивом в честь существа, которое обнаружили дети в фильме «Лесная братва».
Открытие, сделанное The Aurora Chasers, заинтересовало Эрика Донована, профессора из Университета Калгари, который заявил, что Стив не был протонным полярным сиянием, как предположили его первооткрыватели. Дело в том, что протонные полярные сияния всегда невидимы, поскольку они слишком тёмные.
На самом деле Стив оказался не таким уж редким, как считалось сначала. Это было «весьма распространённое явление», которое оставалось без внимания, пока его не заметили члены группы The Aurora Chasers. Один из учёных-любителей, обнаруживших Стива, описал причину его происхождения как «сильное увеличение скорости теплового излучения». Однако Донован и его коллега Беа Галлардо-Лакур не были уверены относительно того, что вызывает Стива, и сообщили, что планируют опубликовать свои выводы после проведения дополнительных исследований.
Хорошо, что Донован и Галлардо-Лакур не приняли неподтверждённую теорию происхождения Стива, потому исследования, которые они провели, показали, что Стив – это не северное сияние вообще. Стив не был результатом «проливного дождя из верхних слоёв атмосферы Земли», как в случае с северными сияниями. Данное явление представляет собой «своего рода свечение неба», источник происхождения которого неизвестен. Это новый вид оптического феномена, как заключили Донован и Галлардо-Лакур. Они планируют определить, обязан ли Стив своим существованием процессам в ионосфере или верхних слоях атмосферы Земли.
Ураганы и другие сильные штормы способны провоцировать вибрации на дне океана. Мощность штормовых землетрясений равно примерно 3,5 баллам по шкале Рихтера. Вэньюань Фуань, учёный из Университета штата Флорида, обнаружил, что интенсивные штормы передают часть своей энергии земной коре, или внешнему слою, посредством мощных волн, генерируемых штормом. Эта энергия, в свою очередь, производит «мощную сейсмическую активность», которая может длиться от нескольких часов до нескольких дней.
Фуань и его команда обнаружили, что более 10 000 штормовых землетрясений произошло на дне океана у берегов Новой Англии, Флориды, Мексиканского залива, Новой Шотландии, Ньюфаундленда и Британской Колумбии.
Береговые засухи берут начало в море, но распространяются на сушу, где они приводят к условиям, ещё более жёстким, чем те, которые вызывают другие виды засухи. Их открытие даёт метеорологам надежду на то, что они смогут предсказать приближение таких засух с такой же точностью, как и в случае с погодой на день. Как утверждают учёные из Стэнфордского университета, такие прогнозы – весьма кстати, поскольку каждая шестая засуха, произошедшая в период с 1981 по 2018 год, была береговой.
Засухи вызывают множество проблем, включая неурожай, сокращение водоснабжения, снижение производства электроэнергии, неблагоприятные последствия для торговли и здоровья экосистемы, перемещение населения и убытки в миллиарды долларов. Обнаружение того факта, что береговые засухи происходят в регионах, характеризующихся «особенностями атмосферного давления», которые ухудшают последствия, может позволить метеорологам отслеживать их, когда они «мигрируют» к суше (как правило, этот процесс занимает несколько месяцев). Это, в свою очередь, поможет принять необходимые контрмеры, чтобы сгладить их влияние.
Ещё одно недавно обнаруженное метеорологическое явление может позволить синоптикам предсказать возникновение ураганов. Есть одна причина, которая препятствует прогнозированию ураганов: это быстрый темп, с которым эти штормы усиливаются и уменьшаются.
По словам Бреанны Вандерплоу из Колледжа естественных наук и океанографии Халмоса, когда условия окружающей среды благоприятны, поверхностно-активные биологические материалы, такие как коралловые рифы, и поверхностно-активные антропогенные материалы, такие как разливы нефти, могут увеличить «распределение» морских брызг, что служит своего рода «топливом» для ураганов, усиливающим их.
Александр Соловьёв, профессор из Колледжа естественных наук и океанографии Халмоса, объяснил, как биологические и антропогенные поверхностно-активные вещества влияют на такие изменения в ураганах: «Поверхностно-активные вещества снижают поверхностное напряжение между воздухом и водой, что приводит к увеличению скорости образования морских брызг. Испарение морских брызг является частью термодинамики тропических циклонов. Частицы брызг также создают дополнительное сопротивление воздуху, поскольку они увеличивают общую поверхность, подверженную воздействию ветра».
Текущая трёхмерная модель предполагает, что солнечные вспышки происходят в «искажённых» областях магнитного поля Солнца. В этих областях магнитные поля образуют петли, которые «скользят и переворачиваются», при этом создавая новые магнитные структуры. Магнитная энергия увеличивается до тех пор, пока не найдёт выхода, поскольку петли «выпрямляются», возвращаясь к своему предыдущему, «более низкому в энергетическом плане состоянию».
Извержения, известные как корональные выбросы массы, высвобождают магнитную энергию в космос в огромных масштабах. Теперь, когда этот процесс стал предсказуемым, учёные могут предсказывать возникновение солнечных вспышек, что, вероятно, поможет защитить технологии, самолёты, спутники, инфраструктуру и саму Землю от воздействия крайне разрушительной «космической погоды».
Когда частицы поднимаются или падают, образуется зона низкого давления. Ураганы, как правило, появляются вокруг этих зон. Подобно тому, как тропические штормы формируются в нижних слоях атмосферы Земли, космические ураганы возникают вокруг электрически заряженных частиц в ионосфере. Однако космические ураганы намного больше, чем на Земле. Плазма, вращающаяся на расстоянии сотен километров над Северным полюсом Земли, имеет 1000 километров в поперечнике. Электроны, ускоряясь благодаря плазменным штормам, устремляются к Земле, «усиливая северное сияние», которое само по себе «принимает циклоническую форму».
Учёные полагают, что именно затишье перед бурей создаёт космические ураганы. Когда магнитосфера Земли относительно неактивна, линии магнитного поля планеты остаются спокойными, «направляя электрические частицы от солнечного ветра в верхний и средний слои атмосферы», где солнечные бури, создаваемые в результате данного процесса, могут прерывать спутниковые передачи. Тем временем «непрерывный поток» солнечных частиц постепенно разрушает технологии, даже когда космическая погода довольно спокойна.
Переходные световые события – это явления, которые происходят над грозами. Они известны под экзотическими названиями, такими как спрайты, тролли, эльфы и пикси. В 2020 году Томас Эшкрафт открыл новый вид: зелёный призрак. Он снял на видео пару зелёных призраков, когда они появились в небе над западным Техасом. Эшкрафт также видел, как они возникли: «их породили сильные удары молнии».
Эшкрафт – один из немногих, кто стал свидетелем этого явления, однако он был не первым. Эта честь принадлежит Хэнку Шиме, охотнику за штормами из Хьюстона (штат Техас). Когда он просматривал кадры, снятые в Оклахоме, он увидел «зелёное послесвечение над самим крупными спрайтами». Когда он и его коллега Пол М. Смит поделились видео данного явления с учёными, многие эксперты заявили, что это был всего лишь «дефект датчика камеры».
Хотя никто не знает, что вызывает зелёных призраков, их цвет может дать ключ к разгадке, поскольку северные сияния и собственное свечение атмосферы часто излучают зелёный свет в результате возбуждения молекул кислорода. Та же самая причина может стоять за цветом зелёных призраков. По крайней мере, это необычное явление говорит о том, что погода и связанные с ней эффекты остаются загадочными даже после тысячелетних исследований.
Антиматерия довольно мощная – 511 кэВ, энергия, эквивалентная «событию аннигиляции электрона и позитрона». По мнению учёных, при благоприятных условиях мощные электрические поля поверх гроз могут вызывать перевёрнутую «лавину электронов», которая достигает скорости, близкой к скорости света. Когда эти ускоренные электроны «отскакивают от молекул воздуха», они высвобождают высокоэнергетические гамма-лучи, способные активировать датчики телескопа.
Недавно открытый тип штормов на Сатурне остаётся тайной, покрытой мраком. Мы не знаем, сколько молний они генерируют и как формируются, хотя некоторые астрономы считают, что это последствие «неудачного протекания большого белого пятна». Однако планетолог Роберт Уэст не согласен с этим возможным объяснением. Газы в атмосфере Сатурна, которые, как утверждается, питают большие белые пятна, не склонны смешиваться. По словам Уэста, недавно обнаруженный тип штормов, скорее всего, не является последствием неудачного протекания большого белого пятна, как считают некоторые из его коллег; он имеет совершенно иное происхождение, о котором пока что ничего не известно.
Несмотря на такие остроты, погода оказывает существенное влияние на наше состояние и существование в целом. Всё настолько серьёзно, что даже была придумана целая отрасль, занимающаяся её изучением – метеорология.
И хотя мы склонны думать, что изучили все известные погодные явления, время от времени в природе происходит то, что, откровенно говоря, приводит нас в недоумение. Как показывает этот список, одни метеорологические феномены просто причудливы, в то время как другие в буквальном смысле не от мира сего. Относительно недавние открытия включают в себя новые типы облаков, чрезвычайно мощных штормов, странное оптическое явление, неожиданное происхождение засух, ураганное «топливо», влияние солнечных вспышек на магнитные поля, существование космических ураганов, так называемый «зелёный призрак», неожиданный источник антиматерии и прочее.
10. Вымеобразные облака
И хотя их впервые увидели в начале двадцатого века, вымеобразные облака были добавлены в систему классификации Всемирной метеорологической организации лишь в 2017 году, когда вышел обновлённый «Международный атлас облаков».Эти облака густые и свисают с неба, словно коровье вымя – отсюда и название. Многие считают, что вымеобразные облака служат предвестниками торнадо, но они не всегда указывают на суровую погоду, несмотря на то, что часто сопровождаются грозами.
Вымеобразные облака образуются, когда влажный и прохладный воздух смешивается с более сухим и тёплым воздухом. Когда содержащаяся в них влага состоит из больших капель водяного пара или кристаллов снега, облака, как правило, сохраняются дольше, поскольку пару требуется дольше времени, чтобы испариться, ввиду огромного объёма.
9. Стив
Отгадайте загадку: фиолетового цвета; напоминает гигантскую ленту в небе; возможно, является новым типом северного сияния. Что это?Группа метеорологов-любителей, The Aurora Chasers, первой заметила это явление и назвала его Стивом в честь существа, которое обнаружили дети в фильме «Лесная братва».
Открытие, сделанное The Aurora Chasers, заинтересовало Эрика Донована, профессора из Университета Калгари, который заявил, что Стив не был протонным полярным сиянием, как предположили его первооткрыватели. Дело в том, что протонные полярные сияния всегда невидимы, поскольку они слишком тёмные.
На самом деле Стив оказался не таким уж редким, как считалось сначала. Это было «весьма распространённое явление», которое оставалось без внимания, пока его не заметили члены группы The Aurora Chasers. Один из учёных-любителей, обнаруживших Стива, описал причину его происхождения как «сильное увеличение скорости теплового излучения». Однако Донован и его коллега Беа Галлардо-Лакур не были уверены относительно того, что вызывает Стива, и сообщили, что планируют опубликовать свои выводы после проведения дополнительных исследований.
Хорошо, что Донован и Галлардо-Лакур не приняли неподтверждённую теорию происхождения Стива, потому исследования, которые они провели, показали, что Стив – это не северное сияние вообще. Стив не был результатом «проливного дождя из верхних слоёв атмосферы Земли», как в случае с северными сияниями. Данное явление представляет собой «своего рода свечение неба», источник происхождения которого неизвестен. Это новый вид оптического феномена, как заключили Донован и Галлардо-Лакур. Они планируют определить, обязан ли Стив своим существованием процессам в ионосфере или верхних слоях атмосферы Земли.
8. Штормовые землетрясения
Как следует из их названия, штормовые землетрясения (новое геофизическое явление) вызывают мощные погодные силы нашей планеты.Ураганы и другие сильные штормы способны провоцировать вибрации на дне океана. Мощность штормовых землетрясений равно примерно 3,5 баллам по шкале Рихтера. Вэньюань Фуань, учёный из Университета штата Флорида, обнаружил, что интенсивные штормы передают часть своей энергии земной коре, или внешнему слою, посредством мощных волн, генерируемых штормом. Эта энергия, в свою очередь, производит «мощную сейсмическую активность», которая может длиться от нескольких часов до нескольких дней.
Фуань и его команда обнаружили, что более 10 000 штормовых землетрясений произошло на дне океана у берегов Новой Англии, Флориды, Мексиканского залива, Новой Шотландии, Ньюфаундленда и Британской Колумбии.
7. Береговые засухи
Береговые засухи берут начало в море, но распространяются на сушу, где они приводят к условиям, ещё более жёстким, чем те, которые вызывают другие виды засухи. Их открытие даёт метеорологам надежду на то, что они смогут предсказать приближение таких засух с такой же точностью, как и в случае с погодой на день. Как утверждают учёные из Стэнфордского университета, такие прогнозы – весьма кстати, поскольку каждая шестая засуха, произошедшая в период с 1981 по 2018 год, была береговой.
Засухи вызывают множество проблем, включая неурожай, сокращение водоснабжения, снижение производства электроэнергии, неблагоприятные последствия для торговли и здоровья экосистемы, перемещение населения и убытки в миллиарды долларов. Обнаружение того факта, что береговые засухи происходят в регионах, характеризующихся «особенностями атмосферного давления», которые ухудшают последствия, может позволить метеорологам отслеживать их, когда они «мигрируют» к суше (как правило, этот процесс занимает несколько месяцев). Это, в свою очередь, поможет принять необходимые контрмеры, чтобы сгладить их влияние.
6. Воздействие поверхностно-активных веществ на морские брызги
Ещё одно недавно обнаруженное метеорологическое явление может позволить синоптикам предсказать возникновение ураганов. Есть одна причина, которая препятствует прогнозированию ураганов: это быстрый темп, с которым эти штормы усиливаются и уменьшаются.
По словам Бреанны Вандерплоу из Колледжа естественных наук и океанографии Халмоса, когда условия окружающей среды благоприятны, поверхностно-активные биологические материалы, такие как коралловые рифы, и поверхностно-активные антропогенные материалы, такие как разливы нефти, могут увеличить «распределение» морских брызг, что служит своего рода «топливом» для ураганов, усиливающим их.
Александр Соловьёв, профессор из Колледжа естественных наук и океанографии Халмоса, объяснил, как биологические и антропогенные поверхностно-активные вещества влияют на такие изменения в ураганах: «Поверхностно-активные вещества снижают поверхностное напряжение между воздухом и водой, что приводит к увеличению скорости образования морских брызг. Испарение морских брызг является частью термодинамики тропических циклонов. Частицы брызг также создают дополнительное сопротивление воздуху, поскольку они увеличивают общую поверхность, подверженную воздействию ветра».
5. Солнечная вспышка
Погода бывает не только на Земле, но и в космосе. Действительно, большая часть погоды в солнечной системе зависит от энергии Солнца.Текущая трёхмерная модель предполагает, что солнечные вспышки происходят в «искажённых» областях магнитного поля Солнца. В этих областях магнитные поля образуют петли, которые «скользят и переворачиваются», при этом создавая новые магнитные структуры. Магнитная энергия увеличивается до тех пор, пока не найдёт выхода, поскольку петли «выпрямляются», возвращаясь к своему предыдущему, «более низкому в энергетическом плане состоянию».
Извержения, известные как корональные выбросы массы, высвобождают магнитную энергию в космос в огромных масштабах. Теперь, когда этот процесс стал предсказуемым, учёные могут предсказывать возникновение солнечных вспышек, что, вероятно, поможет защитить технологии, самолёты, спутники, инфраструктуру и саму Землю от воздействия крайне разрушительной «космической погоды».
4. Космические ураганы
Высоко над полярными областями Земли вихри плазмы вращаются, как ураганы. Но ураганы, полярные или другие, происходят не только на Земле; они формируются и над другими планетами солнечной системы, а также по всей вселенной.Когда частицы поднимаются или падают, образуется зона низкого давления. Ураганы, как правило, появляются вокруг этих зон. Подобно тому, как тропические штормы формируются в нижних слоях атмосферы Земли, космические ураганы возникают вокруг электрически заряженных частиц в ионосфере. Однако космические ураганы намного больше, чем на Земле. Плазма, вращающаяся на расстоянии сотен километров над Северным полюсом Земли, имеет 1000 километров в поперечнике. Электроны, ускоряясь благодаря плазменным штормам, устремляются к Земле, «усиливая северное сияние», которое само по себе «принимает циклоническую форму».
Учёные полагают, что именно затишье перед бурей создаёт космические ураганы. Когда магнитосфера Земли относительно неактивна, линии магнитного поля планеты остаются спокойными, «направляя электрические частицы от солнечного ветра в верхний и средний слои атмосферы», где солнечные бури, создаваемые в результате данного процесса, могут прерывать спутниковые передачи. Тем временем «непрерывный поток» солнечных частиц постепенно разрушает технологии, даже когда космическая погода довольно спокойна.
3. Зелёный призрак
Переходные световые события – это явления, которые происходят над грозами. Они известны под экзотическими названиями, такими как спрайты, тролли, эльфы и пикси. В 2020 году Томас Эшкрафт открыл новый вид: зелёный призрак. Он снял на видео пару зелёных призраков, когда они появились в небе над западным Техасом. Эшкрафт также видел, как они возникли: «их породили сильные удары молнии».
Эшкрафт – один из немногих, кто стал свидетелем этого явления, однако он был не первым. Эта честь принадлежит Хэнку Шиме, охотнику за штормами из Хьюстона (штат Техас). Когда он просматривал кадры, снятые в Оклахоме, он увидел «зелёное послесвечение над самим крупными спрайтами». Когда он и его коллега Пол М. Смит поделились видео данного явления с учёными, многие эксперты заявили, что это был всего лишь «дефект датчика камеры».
Хотя никто не знает, что вызывает зелёных призраков, их цвет может дать ключ к разгадке, поскольку северные сияния и собственное свечение атмосферы часто излучают зелёный свет в результате возбуждения молекул кислорода. Та же самая причина может стоять за цветом зелёных призраков. По крайней мере, это необычное явление говорит о том, что погода и связанные с ней эффекты остаются загадочными даже после тысячелетних исследований.
2. Антиматерия
Грозы производят даже больше энергии, чем мы думали. В середине 1990-х годов исследователи обнаружили, что молнии и электрические поля над шторами производят гамма-излучение, которое можно обнаружить из космоса. Такие вспышки гамма-излучения происходят по всей Земле по пятьсот раз в день. Но это далеко не всё, на что способны грозы. Космический телескоп НАСА Fermi Gamma-ray обнаружил другие, до недавнего времени «неизвестные явления»: грозы также производят антиматерию!Антиматерия довольно мощная – 511 кэВ, энергия, эквивалентная «событию аннигиляции электрона и позитрона». По мнению учёных, при благоприятных условиях мощные электрические поля поверх гроз могут вызывать перевёрнутую «лавину электронов», которая достигает скорости, близкой к скорости света. Когда эти ускоренные электроны «отскакивают от молекул воздуха», они высвобождают высокоэнергетические гамма-лучи, способные активировать датчики телескопа.
1. Совсем другое происхождение
Погода на Сатурне вызвала странное, но интересное погодное явление: большое белое пятно, которое «бушевало вблизи северного полюса планеты в 2018 году». Это третий тип шторма, который астрономы наблюдали на этом гигантском небесном теле. Один из двух других типов включает в себя небольшие штормы диаметром 2000 километров, которые напоминают «яркие облака» и длятся несколько дней. Другой известный тип, большие белые пятна, которые «в десять раз больше [чем меньшие штормы], могут бушевать месяцами». Учёные считают, что источник всех трёх типов штормов один и тот же: водяные облака, которые «на сотни километров ниже верхнего облачного покрова планеты».Недавно открытый тип штормов на Сатурне остаётся тайной, покрытой мраком. Мы не знаем, сколько молний они генерируют и как формируются, хотя некоторые астрономы считают, что это последствие «неудачного протекания большого белого пятна». Однако планетолог Роберт Уэст не согласен с этим возможным объяснением. Газы в атмосфере Сатурна, которые, как утверждается, питают большие белые пятна, не склонны смешиваться. По словам Уэста, недавно обнаруженный тип штормов, скорее всего, не является последствием неудачного протекания большого белого пятна, как считают некоторые из его коллег; он имеет совершенно иное происхождение, о котором пока что ничего не известно.
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.
+3
Довольно интересно!
- ↓
