Влияют ли выбросы от сильных пожаров на образование серебристых облаков?

В данной работе представлен анализ фотоснимков серебристых облаков, сделанных 30 июня 2021 года над центральной частью Якутии. Они отличались своей яркостью и формой в виде размытых вытянутых параллельных полос из флера и множества перпендикулярных им четких волн. Эти волны на облаках демонстрируют «след» от распространения внутренних гравитационных волн из нижних слоев атмосферы в верхние. Описаны условия образования и наблюдения серебристых облаков. По спутниковым данным Aura MLS о влагосодержании и температуре мезопаузы, вычислена температура замерзания водяного пара. Увеличивающаяся частота обнаружения серебристых облаков взаимосвязана с ростом концентрации метана в атмосфере. Одним из мощных источников выбросов парниковых газов является горение биомассы. Летом 2021 г. в Якутии наблюдались экстремально сильные лесные пожары за последние четыре десятилетия. Об этом свидетельствуют данные зарегистрированных термоточек спутникового прибора MODIS, VIIRS. Возник вопрос: «Влияют ли выбросы от сильных пожаров на образование серебристых облаков?». С этой целью построены карты распределения концентрации метана по данным прибора AIRS с наложением полей ветров по данным реанализа NCEP/NCAR. Сильный антициклон в конце июля 2021 года способствовал интенсификации лесных пожаров и значительному росту содержания метана в атмосфере в центральной части Якутии. Такие метеоусловия и распространение внутренних гравитационных волн могли оказать влияние на вертикальный перенос молекул метана, которые, вероятно в ходе химических реакций в стратосфере, преобразовались в молекулы воды. Увеличение влагосодержания мезопаузы могло быть одной из составляющих причин образования ярких серебристых облаков 30 июня 2021 года. 

1. Наблюдения серебристых облаков в СССР. Каталог данных, 1957-1987. Москва: Б. и.; 1989:174.

2. Leslie R. Sky Glows. Nature. 1885;32:245. DOI: 10.1038/032245a0.

3. Цераский В. Избранные работы по астрономии. Москва: Гос. изд-во техн.-теорет. лит.; 1953:196.

4. Jesse O. Auffallende Abenderscheinungen am Himme. Meteorol. Z. 1885;2:311-312. (на нем. яз.)

5. Kohlrausch W. Zur Höhe der Wolken. Annalen der Physik. 1887;267;(8):1047-1048. (на нем. яз.)

6. Бронштэн В. Серебристые облака и их наблюдение: Москва: Наука. Главная редакция физико-математической литературы; 1984:128.

7. Кулик Л.А. К вопросу о связи метеоритов с кометами. Мироведение. 1926;15;(2):173-178.

8. Wegener A. Die Temperatur der obersten Atmosphärenschichten. Meteorol. Z. 1925;42:402-405. (на нем. яз.)

9. Humphreys W. J. NACREOUS AND NOCTILUCENT CLOUDS. Monthly Weather Review. 1933;61;(8);228-229. DOI: https://doi.org/10.1175/1520-0493(1933)61<228:NANC>2.0.CO;2.

10. Vestine E. Noctilucent clouds. J. Astron. Soc. 1934;28:49-272,303-317.

11. Васильев О. Астрофизические исследования серебристых облаков: Дис. …канд. ф.-м. н. Ленинград; 1967:85.

12. Бронштэн В., Гришин Н. Серебристые облака. Москва: Наука; 1970:359.

13. Николашкин С.В., Колтовской И.И., Титов С.В. и др. Параметры внутренних гравитационных волн по наблюдениям серебристых облаков в Якутске. Вестник СевероВосточного федерального университета имени М.К. Аммосова. 2024;21(3):50-58. DOI: 10.25587/2222-5404-2024-21-3-50-58.

14. Thomas GE., Olivero J. Noctilucent clouds as possible indicators of global change in the mesosphere. Adv. Space Res. 2001;28;(7):937-946. DOI: 10.1016/S0273-1177(01)80021-1.

15. Lübken F., Berger U., Baumgarten G. On the Anthropogenic Impact on Long‐Term Evolution of Noctilucent Clouds. Geophys. Res. Lett. 2018; 45;(13):6681-6689. DOI: 10.1029/2018GL077719.

16. Nisbet EG., Dlugokencky EJ., Manning MR. et al. Rising atmospheric methane: 2007–2014 growth and isotopic shift. Global Biogeochemical Cycles. 2016;30;(9):1356-1370. DOI: 10.17863/CAM.6326. DOI:10.17863/CAM.6326.

17. Бажин Н.М. Метан в окружающей среде. Новосибирск: ГПНТБ СО РАН; 2010;93:56.

18. Кислов А.В., Суркова Г.В. Климатология. Москва: НИЦ ИНФРА; 2023:324.

19. Hurst DF., Dutton GS., Romashkin PA. et al. Closure of the total hydrogen budget of the northern extratropical lower stratosphere. JGR:Atmospheres: Atmospheres. 1999;104;(D7):81918200. DOI: 10.1029/1998JD100092.

20. Evan S., Brioude J., Rosenlof K.H. et al. Rapid ozone depletion after humidification of the stratosphere by the Hunga Tonga Eruption. Science. 2023;382;(6668):eadg2551. DOI: 10.1126/ science.adg2551.

21. Zhou X., Geller MA., Zhang M. Cooling trend of the tropical cold point tropopause temperatures and its implications. JGR:Atmospheres. 2001; 106;(D2):1511-1522. DOI: 10.1029/2000JD900472.

22. Thomas GE., McPeters RD., Jensen EJ. Satellite observations of polar mesospheric clouds by the solar backscattered ultraviolet spectral radiometer: Evidence of a solar cycle dependence. JGR:Atmospheres. 1991; 96; (D1):927-939.

23. Stocker TF., D. Qin, Plattner G.-K. et al. IPCC, 2013: Summary for Policymakers. In: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. NY: Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York; 2013.

24. Eliseev AV. GLOBAL METHANE CYCLE: A REVIEW. Fundamental and Applied Climatology. 2018;1:52-70. DOI: 10.21513/2410-8758-2018-1-52-70.

25. Халиков И.С. Формальдегид в атмосферном воздухе: источники поступления и пути удаления. Экологическая химия. 2019;28;(6):307-317. DOI: 10.25996/6854.2024.24.75.001.

26. Ciais P., Sabine C., Bala G. et al. Carbon and Other Biogeochemical Cycles. Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Working group I contribution to the fifth assessment report of the intergovernmental panel on climate change. NY: Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York; 2013.

27. Tomshin O., Solovyev V. Features of the Extreme Fire Season of 2021 in Yakutia (Eastern Siberia) and Heavy Air Pollution Caused by Biomass Burning. Remote Sensing. 2022;14;(19):4980. DOI: 10.3390/rs14194980.

28. Kalnay E., Kanamitsu M., Kistler R. et al. The NCEP/NCAR 40-Year Reanalysis Project. Bulletin of the American Meteorological Society. 1996;77;(3):437-471. DOI: 10.1175/1520-0477(1996)077<0437:TNYRP>2.0.CO;2.

29. Андреев П. Мезосферные (серебристые) облака в небе над посёлком Ус-Кюеля, июль 2021 года. URL: https://ru.m.wikipedia.org/wiki/Файл:Мезосферные_(серебристые)_облака_в_небе_над_Якутией,_июль_2021_года.jpg (Дата обращения: 02.06.2025).

30. Gadsden M., Schröder W. Noctilucent clouds. Berlin: Springer; 1989.

31. Lübken F. Thermal structure of the Arctic summer mesosphere. JGR:Atmospheres. 1999;104;(D8);9135-9149. DOI: 10.1029/1999JD900076.

32. Wallace JM., Hobbs PV. Atmospheric science: an introductory survey. Canada: Elsevier Academic Press; 2006:483.

33. Pertsev NN., Dalin PA., Perminov VI. et al. Analysis of noctilucent clouds’ fields according to ground-based network and airborne photography data. Izvestiya Atmospheric and Oceanic Physics. 2024;60;(2):187-194. DOI: 10.1134/S0001433824700191.

34. Rapp M., Thomas GE. Modeling the microphysics of mesospheric ice particles: Assessment of current capabilities and basic sensitivities. J. Atmos. Sol.-Terr. Phys. 2006;68;(7):715-744. DOI: 10.1016/j.jastp.2005.10.015.

35. Fritts DC., Alexander MJ. Correction to «Gravity wave dynamics and effects in the middle atmosphere». Reviews of Geophysics. 2012;50;(3):2012RG000409. DOI: 10.1029/2012RG000409.