Предполагаемый механизм свечения мезосферных облаков

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Рассмотрен вопрос о физическом механизме рассеяния электромагнитного излучения мезосферными (серебристыми) облаками. Высказана гипотеза об особых электромагнитных характеристиках ледяных частиц нанометровых размеров, составляющих мезосферные облака. Лед частиц состоит из недавно открытой кристаллической модификации воды — льда 0, образованного при конденсации паров на пылевых частицах при температурах –140…–23°C. Лед 0 является сегнетоэлектриком, и при контакте его с диэлектриком образуется слой с высокой электропроводностью. Из-за плазмонного резонанса в наноразмерных слоях возникает сильное рассеяние электромагнитного излучения в широком интервале частот. Этот механизм обусловливает свечение серебристых облаков при подсветке их излучением Солнца.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Г. С. Бордонский

Институт природных ресурсов, экологии и криологии Сибирского отделения РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: lgc255@mail.ru
Россия, ул. Hедорезова, 16А, Чита, 672014

А. А. Гурулев

Институт природных ресурсов, экологии и криологии Сибирского отделения РАН

Email: lgc255@mail.ru
Россия, ул. Hедорезова, 16А, Чита, 672014

А. О. Орлов

Институт природных ресурсов, экологии и криологии Сибирского отделения РАН

Email: lgc255@mail.ru
Россия, ул. Hедорезова, 16А, Чита, 672014

В. А. Казанцев

Институт природных ресурсов, экологии и криологии Сибирского отделения РАН

Email: lgc255@mail.ru
Россия, ул. Hедорезова, 16А, Чита, 672014

Список литературы

  1. Russell J. // Global Change and the Solar-Terrestrial Environment. 12–17 Jun. 2010, Aspen. Р. 1. https://www.agci.org/wp-content/uploads/imported-files/2022/07/10S1_0616_JRussell.pdf
  2. Romejko V.A., Dalin P.A., Pertsev N.N. // J. Geophys. Res. Atmos. 2003. V. 108. № D8. P. 8443. https://doi.org/10.1029/2002JD002364
  3. Dalin P., Pertsev N., Perminov V. et al. // Ann. Geophys. 2020. V. 38. № 1. P. 61. https://doi.org/10.5194/angeo-38-61-2020
  4. Бронштэн В.А., Гришин Н.И. Серебристые облака. М.: Наука, 1970.
  5. Thomas G.E. // Adv. Space Res. 2003. V. 32. № 9. P. 1737. https://doi.org/10.1016/S0273-1177(03)90470-4
  6. DeLand M.T., Shettle E.P., Thomas G.E., Olivero J.J. // J. Atmos. Sol.-Terr. Phys. 2006. V. 68. № 1. P. 9. https://doi.org/10.1016/j.jastp.2005.08.003
  7. Ролдугин В.К., Черняков С.М., Ролдугин А.В., Оглоблина О.Ф. // Геомагнетизм и аэрономия. 2018. Т. 58. № 3. С. 343. https://doi.org/10.7868/S0016794018030045
  8. Rapp M., Lübken F.J. // J. Geophys. Res. Atmos. 2009. V. 114. № D11. P. D11204. https://doi.org/10.1029/2008JD011323
  9. Murray B.J., Plane J.M.C. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2005. V. 7. № 23. P. 3970. https://doi.org/10.1039/B508846A
  10. Thomas G.E., Olivero J.J., Jensen E.J. et al. // Nature. 1989. V. 338. № 6215. P. 490. https://doi.org/10.1038/338490a0
  11. von Savigny C., Sinnhuber M., Bovensmann H. et al. // Geophys. Res. Lett. 2007. V. 34. № 2. P. L02805. https://doi.org/10.1029/2006GL028106
  12. Бордонский Г.С., Гурулев А.А. // Письма в ЖТФ. 2017. Т. 43. № 8. С. 34. https://doi.org/10.21883/PJTF.2017.08.44532.16338
  13. Tromp T.K., Shia R.L., Allen M. et al. // Sci. 2003. V. 300. № 5626. P. 1740. https://doi.org/10.1126/science.1085169
  14. Сывороткин В.Л. Экологические аспекты дегазации Земли. М.: Геоинформмарк, 1998.
  15. Bordonskiy G.S., Gurulev A.A., Orlov A.O. // Proc. SPIE. 25th Intern. Symp. on Atmospheric and Ocean Optics: Atmospheric Physics. 01–05 July 2019, Novosibirsk, Russia. Washington: SPIE, 2019. V. 11208. P. 1120818. https://doi.org/10.1117/12.2539769
  16. Russo J., Romano F., Tanaka H. // Nature Mater. 2014. V. 13. № 7. P. 733. https://doi.org/10.1038/NMAT3977
  17. Quigley D., Alfè D., Slater B. // J. Chem. Phys. 2014. V. 141. № 16. P. 161102. https://doi.org/10.1063/1.4900772
  18. Бордонский Г.С., Орлов А.О. // Письма в ЖЭТФ. 2017. Т. 105. № 7–8. С. 483. https://doi.org/10.7868/S0370274X17080045
  19. Борен К., Хафмен Д. Поглощение и рассеяние света малыми частицами. М.: Мир, 1986.
  20. Korobeynikov S.M., Drozhzhin A.P., Furin V.P. et al. // Proc. of 2002 IEEE14th ICDL. 12 July 2002, Graz, Austria. N.Y.: IEEE, 2002. P. 270. https://doi.org/10.1109/ICDL.2002.1022681
  21. Korobeynikov S.M., Melekhov A.V., Soloveitchik Yu.G. et al. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2005. V. 38. № 6. P. 915. https://doi.org/10.1088/0022-3727/38/6/021
  22. Бордонский Г.С., Гурулев А.А., Орлов А.О. // Письма в ЖЭТФ. 2020. Т. 111. № 5. С. 311. https://doi.org/10.31857/S0370274X20050070
  23. Leoni F., Russo J. // Phys. Rev. X. 2021. V. 11. № 3. P. 031006. https://doi.org/10.1103/PhysRevX.11.031006
  24. Solveyra E.G., Llave E., Scherlis D.A., Molinero V. // J. Phys. Chem. B. 2011. V. 115. Iss. 48. P. 14196. https://doi.org/10.1021/jp205008w
  25. Климов В. В. Наноплазмоника. М.: Физматлит, 2009.
  26. Болтаев А.П., Пенин Н.А., Погосов А.О., Пудонин Ф.А. // ЖЭТФ. 2003. Т. 123. № 5. С. 1067.
  27. Болтаев А.П., Пудонин Ф.А. // Краткие сообщ. по физике ФИАН. 2011. № 7. С. 3.
  28. Муравьев В.М., Кукушкин И.В. // Успехи физ. наук. 2020. Т. 190. № 10. С. 1041. https://doi.org/10.3367/UFNr.2019.07.038637
  29. Альшиц В.И., Любимов В.Н. // Письма в ЖЭТФ. 2020. Т. 112. № 2. С. 127. https://doi.org/10.31857/S1234567820140128
  30. Невзоров А.Н. // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2006. Т. 42. № 6. С. 830.
  31. Кутуза Б.Г., Данилычев М.В., Яковлев О.И. Спутниковый мониторинг Земли: Микроволновая радиометрия атмосферы и поверхности. М.: Ленадд, 2016.
  32. Томилина О.А., Бержанский В.Н., Томилин С.В. // ФТТ. 2020. Т. 62. № 4. С. 614. https://doi.org/10.21883/FTT.2020.04.49129.610

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Зависимость проходящей мощности лазерного излучения через пластинку из кварцевого стекла от ее температуры в цикле охлаждение–нагревание [22]: штриховая вертикальная линия — температура фазового перехода переохлажденной воды и льда 0, стрелки — направление процесса изменения температуры во времени.

Скачать (57KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Мощность инфракрасного излучения, прошедшего через образец из слюды, в цикле охлаждение–нагревание.

Скачать (60KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Зависимость проходящей мощности излучения через увлажненный SBA-15 на частоте 94 ГГц в процессе охлаждения среды; весовая влажность сорбента 120%.

Скачать (46KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Зависимость приращения радиояркостной температуры от частоты через 50 мин после захода Солнца, 27.08.2019 г.

Скачать (47KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Усредненное значение приращения радиояркостной температуры от времени по четырем длинам волн, от 1.5 до 0.24 см; 1 – 20:11 время захода; временные промежутки: 2 – 22 мин от захода до начала эффекта; 3 – 54 мин от захода Солнца до максимального приращения Tя; 4 – 14 мин от максимума до восстановления значения Tя.

Скачать (66KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Фотография серебристых облаков, 03.06.2021 г.

Скачать (86KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Зависимости приращений ΔTЯ на трех длинах волн, 0.88 (1), 1.5 (2) и 2.3 см (3), от времени в ночное время (3–4 июня 2021 г.), вызванных отражением излучения Солнца от серебристых облаков (а) и среднее значение нормированных к единице приращений ΔTЯ (б).

Скачать (152KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Коэффициент корреляции для сигналов на длине волны 0.88 и 1.5 см (18–19 июля 2022 г.), расчеты каждого значения по 1000 точкам (за время ~5 мин): заход (1) и восход Солнца (2).

Скачать (85KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024