воскресенье, 19 октября 2014 г.

Открыта радуга 5-го порядка.

    Всем нам знакома одинарная (primary) и вторичная радуга (secondary), комбинацию которых часто можно встретить на небе при ярком солнышке с противоположной стороны. В 2011 году были открыты радуги 3 и 4-го порядков (когда солнечный свет испытывает 3-х и 4-х кратное преломление в капле соответственно). При чём, яркость радуги каждого последующего порядка ниже, а её ширина становится больше. Поэтому их сложнее выявить, поскольку они частично или полностью перекрываются дугами 1-го и 2-го порядков, которые имеют наибольшую яркость (рис.1).
 
Рисунок 1 - Степени преломления света в капле дождя и полученные дуги с максимально возможной яркостью

    И всё же, на снимке, сделанном 8 августа 2012 года в штате Нью-Мексико, США Harald Edens после детальной обработки смог выявить часть радуги 5-го порядка! Она видна как небольшой сектор бирюзового цвета в полосе Александра (рис.2). После этого случая, Гарольду удалось сфотографировать такую радугу несколько раз. 
Рисунок 2 - Часть 5-ти кратной радуги 8 августа 2012 года (фото - Harald Edens)

    С точки зрения физики можно добиться преломления 11-й степени и получить 11-ти кратную радугу (рис.3)! Однако в природе вероятно что пределом станет радуга 7-го порядка, а 6-ти кратную дугу увидеть не сможем, т.к. она скрыта полностью в свете первичной дуги.
Рисунок 3 - Максимально возможное количество вторичных радуг.
    Источник: http://www.atoptics.co.uk/fz1063.htm

суббота, 11 октября 2014 г.

Воронка-бабочка ("Bowtie funnel")

    За последние несколько лет в сети иногда появлялись фото / видео причудливых атмосферных вихрей микромасштаба, которые визуально представляют собой некое подобие каната, протянутого от одного облака к другому (см. фото ниже). Это явление (судя по статистике наблюдений) очень редкое и процесс его формирования мне видится следующим образом. Вначале из материнского облака выделяется две отдельных воронки на некотором удалении друг от друга, а затем нижние их концы соединяются и вращаются как единый вихрь некоторое время. Позднее, когда расстояние между воронками достигает некоторого критического значения, тогда они распадаются на две. То есть, существует некоторое критическое расстояние, при котором воронки начинают взаимодействовать друг с другом. Явление подлежит детального исследования.
  
Воронка-бабочка во Франции 28 июня 2012 г. (первое фото + видео), в Ярославле 6 октября 2014 г. (второе фото) и в Оклахоме, 18 августа 2014 г. (последнее фото).

Схема радиационного и теплового баланса Земли


    Первоначально на верхнюю границу атмосферы поступает 100% коротковолновой (с длиной волны от 0,17 до 4 мкм) солнечной радиации (So). Затем, при прохождении через атмосферу, она претерпевает ряд изменений (см. схему ниже)
    Примерно 21% пришедшей радиации отражается от верхней границы облачности и уходит обратно в космос, 32% (D) рассеивается атмосферой (под влиянием аэрозольных частиц, водяного пара, облачности и т.п.); часть этой рассеянной радиации поступает к земной поверхности (26%), а часть уходит в космическое пространство (6%). Таким образом, на земную поверхность доходит лишь 24% прямой радиации (S) и 26% рассеянной (D), что представляет собой суммарную радиацию (Q). Но при попадании на поверхность, отражается примерно 3% коротковолновой радиации (Rk). В целом, Земля теряет около 30% поступившей коротковолновой радиации и этот показатель называется планетарным альбедо (А).
    47% пришедшей радиации поглощается земной поверхностью, что приводит к её нагреванию. Нагретая поверхность уже излучает длинноволновую (тепловую) радиацию (длина волны от 4 до 120 мкм) в виде турбулентного потока тепла (Р=5%), потока тепла, связанного с фазовыми преобразованиями воды, т. е. с испарением и (в меньшей степени) с конденсацией (LE=24%) и эффективным излучением земной поверхности (Еэф, которое представляет собой разность между излучением земной поверхности - Ез и встречным излучением атмосферы - Еа). Также примерно 23% длинноволновой радиации излучается облачностью.
    В итоге, Земля теряет около 70% поступившей радиации в виде тепла и 30% в виде коротковолнового излучения, что в сумме даёт 100%, поэтому радиационный баланс планеты в целом равен нулю, за счёт чего поддерживается одинаковая температура поверхности из года в год, которая в наше время равна примерно 14 °С.

воскресенье, 5 октября 2014 г.

Спектр и цвет полярных сияний.

Зелёный – свечение атомарного кислорода на высотах 80 -150 км (на длине волны 557,7 нм) и в меньшей доле - молекулярного азота (на длине волны 522,8 нм);

Красный/розовый – свечение молекулярного азота, а также атомарного кислород на высотах 150 – 400 км на длинах волн 630 и 636,4 нм) и даже небольшая доля атомарного водорода;

Жёлтый – комбинация зелёного и красного излучений кислорода и (или) ионизация кислорода;

Синий / фиолетовый – излучение молекулярного азота (на длине волны 427,8 нм) на высотах ниже 120 км.