Kaip gimsta aukščiausi pasaulio debesys? Pasakojimas apie keistus milžinus virš mūsų galvų

Aukštai virš lėktuvų maršrutų, kur oras itin šaltas ir sausas, kartais susiformuoja keisti, beveik nežemiški debesų sluoksniai. Jie spindi per poliarines naktis, žvilga saulėlydžių fone ir atrodo lyg iš fantastinio filmo.

Šie neįprasti milžinai vadinami perlamutriniais ir žvilgančiaisiais debesimis, o kartu su vadinamaisiais naktiniais švytinčiais debesimis jie sudaro aukščiausiųjų debesų pasaulį, kuris iki šiol kelia daug klausimų net atmosferos tyrinėtojams.

Debesys, gyvenantys arti kosmoso

Įprasti lietaus ar kamuoliniai debesys formuojasi iki maždaug 12 kilometrų aukštyje, o štai dalis rečiausių debesų „išsikelia“ gerokai aukščiau. Naktiniai švytintys debesys gali pasiekti net 80 kilometrų aukštį, tai jau beveik Žemės atmosferos riba.

Tokiame aukštyje oras yra ypač retas ir šaltas, todėl bet koks ledo kristalas ar dulkių dalelė tampa itin ryškus, kai juos apšviečia žemai horizonto užsilikusi Saulė. Būtent todėl šiuos debesis ryškiausiai matome vasaros naktimis aukštesnėse platumose, kai Saulė visai nenusileidžia giliai po horizontu.

Perlamutriniai debesys virš poliarinių regionų

Perlamutriniai debesys dažniausiai pasirodo virš Antarktidos ir Arkties, maždaug 15–25 kilometrų aukštyje. Jie susidaro stratosferoje, ten, kur jau nebeveikia įprastos debesų formavimosi taisyklės, prie kurių esame pratę žiūrėdami į dangų.

Šie debesys savo pavadinimą gavo dėl būdingo švytėjimo primenančio kriauklių perlamutrą: rožiniai, melsvi ir žalsvi atspalviai tarsi keičiasi judant žvilgsniui. Tai sukelia labai smulkių ledo dalelių sklaida ir interferencija, kai skirtingo ilgio šviesos bangos susimaišo keistais raštais.

Ką jie pasakoja apie atmosferą?

Perlamutriniai debesys nėra vien gražus reiškinys, jie taip pat siejami su ozono sluoksnio pokyčiais. Ant šių ledo dalelių gali vykti cheminės reakcijos, kurios dalyvauja ozoną ardančiuose procesuose, ypač poliarinėse srityse.

Būtent todėl aukšti, spalvingi debesys virš poliarinio horizonto tampa tam tikru atmosferos sveikatos indikatoriumi. Kuo geriau suprantame jų susidarymo sąlygas, tuo tiksliau galime vertinti ir sudėtingus procesus stratosferoje.

Naktiniai švytintys debesys ir kosminės dulkės

Dar vienas ypatingas aukštųjų sluoksnių gyventojas yra naktiniai švytintys debesys. Juos galima pamatyti vasaros naktimis, dažniausiai tarp 50 ir 70 platumos laipsnių, kai dangus jau tamsus, bet horizontas vis dar šviesus.

Šie debesys formuojasi mezosferoje, maždaug 80 kilometrų aukštyje, kur temperatūra gali kristi iki minus 130 laipsnių. Ten vandens garų labai mažai, todėl svarbi tampa net mažiausia dulkelė, ant kurios gali užšalti ploniausias ledo sluoksnis.

Iš kur atsiranda dalelės tokiame aukštyje?

Manoma, kad dalis šių dulkių yra kosminės kilmės. Tai labai smulkios meteorų liekanos, kurios sudega ne visiškai ir pasklinda viršutinėje atmosferoje, sudarydamos „sėklas“ ledo kristalams.

Kita dalis dalelių gali būti kilusi iš žmogaus veiklos, pavyzdžiui, raketų paleidimų ar aukštai veikiančių reaktyvinių variklių. Tokiu atveju net tolimos kosminės misijos netiesiogiai prisideda prie retų debesų formavimosi.

Ar šie debesys dažnėja?

Naktiniai švytintys debesys pastebėti jau prieš daugiau nei šimtą metų, tačiau pastaraisiais dešimtmečiais pasirodo vis dažniau ir yra matomi žemiau platumose, nei anksčiau. Tai kelia klausimą, ar čia neslypi klimato kaitos pėdsakas.

Viena iš hipotezių teigia, kad didėjantis metano kiekis atmosferoje gali prisidėti prie šių debesų formavimosi. Metanas viršutiniuose sluoksniuose virsta vandens garais, kurie tampa reikalinga žaliava ledo kristalams net itin šaltose mezosferos sąlygose.

Kaip juos atpažinti plika akimi?

Perlamutriniai debesys dažniausiai matomi žiemą, kai Saulė vos kyla virš horizonto poliarinėse platumose, o dangus tamsiai mėlynas. Jie atrodo ryškesni už įprastus plunksninius debesis ir turi būdingą „migloto vaivorykštės“ efektą.

Naktiniai švytintys debesys pasirodo kaip melsvi, sidabriški dryžiai ar bangos, matomos viršutinėje naktinio dangaus dalyje. Jie nešvyti patys savaime, o atspindi šviesą iš Saulės, kuri tuo metu yra žemiau horizonto, bet vis dar apšviečia aukštus atmosferos sluoksnius.

Ką apie juos pasakoja palydovai ir lėktuvai?

Šiuos aukštuosius debesis tiria ne tik žemės stebėtojai, bet ir specialūs palydovai bei tyrimų orlaiviai. Jie matuoja temperatūrą, dalelių sudėtį ir stebi, kaip debesų plotai keičiasi sezonų ir metų bėgyje.

Toks nuolatinis stebėjimas padeda geriau suprasti, kaip viršutiniai atmosferos sluoksniai reaguoja į klimato kaitą, Saulės aktyvumo pokyčius ir net dideles ugnikalnių išsiveržimų išmetamas daleles. Tai subtilus priminimas, kad Žemės atmosfera yra vientisa sistema, kurioje susiję ir žemi debesys, ir reti ledo šydai prie kosmoso slenksčio.

Kodėl jie tokie įdomūs stebėtojams?

Aukščiausieji debesys traukia ne tik mokslininkus, bet ir fotografus bei dangaus stebėtojus. Dėl savo ryškių spalvų ir neįprastų formų jie tampa vienais iš labiausiai ieškomų reiškinių šiaurės platumų vasaros naktimis ir poliarinėse žiemose.

Stebint juos galima ne tik pasigrožėti įspūdingais vaizdais, bet ir išmokti geriau suvokti sluoksnius virš mūsų galvų. Kartais keli vakarai su nukreiptu žvilgsniu į horizontą tampa pačiu paprasčiausiu būdu susipažinti su sudėtinga ir trapia Žemės atmosferos architektūra.