Космические лучи влияют на высоту слоистых облаков

Александр Березин

Десятилетиями учёные ожесточенно обсуждают вопрос о том, есть ли связь между космическими лучами и формированием облаков в земной атмосфере. Тема, прямо скажем, далеко не академическая, ибо если такая связь есть, то рост или спад активности Солнца, защищающего Землю от части космических лучей, должен иметь прямое влияние на земной климат.

Джайлз Харрисон (Giles Harrison) и Маартен Амбаум (Maarten Ambaum) из Редингского университета (Великобритания) утверждают: глобальное атмосферное электричество — на которое воздействуют и космические лучи, и космическая погода, и Эль-Ниньо, — влияет на базовую высоту определённых видов облаков. Электрические токи, говорят они, текут через значительную часть атмосферы. Очень сложно сказать, влияют ли они при этом на капли, образующие облака, ибо вычленить такое воздействие, даже если оно существует, весьма затруднительно.

Северо-запад Шотландии. Вид, открывающийся между двумя слоями облаков. (Здесь и ниже иллюстрации Giles Harrison.)

Учитывая это, исследователи обратились к слоистым облакам — однообразным бледным низким облакам, часто наблюдаемым в пасмурную погоду. Причём, чтобы очистить такой объект от посторонних воздействий, они изучали их во время полярной ночи, когда значение основных влияющих на них факторов сведено к минимуму.

Дело происходило в Финляндии, в районе 67° с. ш., а также на британской антарктической станции. Связь между токами атмосферного электричества и средней высотой нижней границы слоистых облаков устанавливалась с помощью импульсного светового измерителя высоты. Выяснилось, что однопроцентный рост электрических токов, связанных обычно с хорошей погодой, ведёт к увеличению средней высоты слоистых облаков на четыре метра. Учитывая, что атмосферное электричество может колебаться весьма существенно, даже в условиях полярной ночи высота нижней границы этого типа облаков меняется на 200 м за 24 часа.

Но дело в том, что атмосферное электричество по всему миру подчинено суточному циклу: в 3 часа по Гринвичу (6 по Москве) потоки в атмосфере минимальны, а в 19 часов (22 по Москве) — максимальны (так называемая кривая Карнеги, «сердцебиение» атмосферного электричества). В итоге нижняя граница слоистых облаков зависела от цикла кривой Карнеги. Что может вызвать такую связь? Учёные полагают, что атмосферное электричество способно заряжать маленькие капли воды в районе нижней границы облаков; это заставляет их сливаться, образуя более крупные капли. Так водяные пары становятся облаком. Если это происходит днём, то количество получаемого поверхностью солнечного излучения резко падает, а если ночью — резко сокращается количество отдаваемого в космос тепла.

«Среди прочих очевидных выводов особенно интересна возможность влияния космической погоды на погоду в нижних слоях атмосферы», — комментирует г-н Харрисон. «Признание того, что электрическое "сердцебиение" Земли играет некую роль в формирования облачного слоя, указывает, что существующие модели для облаков и климата всё ещё упускают потенциально важные компоненты, — вторит ему г-н Амбаум. — Понимание этих элементов критически важно для улучшения предсказаний погоды и изменений климата».

Корреляция между кривой Карнеги (атмосферным электричеством) и высотой нижней границы слоистых облаков заметна невооружённый глазом.

Разумеется, очень интересно, насколько сходные эффекты влияют на другие типы облаков, однако исследовать это будет не просто. Слоистые облака не генерируют внутри себя большого электрического заряда, а в случае других видов облачности такой заряд начинает влиять на дальнейший рост облака, вплоть до начала выпадения осадков. Так что отследить воздействие глобального атмосферного электричества на этом фоне очень сложно.

Однако слоистые облака сами по себе чрезвычайно значимы для климата: они покрывают 40% планеты, отражая солнечный свет днём и препятствуя остыванию поверхности ночью.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Environmental Research Letters.

Подготовлено по материалам Physicsworld.Com.

Вернуться назад