ГЕОМАГНЕТИЗМ И АЭРОНОМИЯ, 2012, том 52, № 4, с. 554-561
УДК 523.51-525.7
АТМОСФЕРНЫЕ АНОМАЛИИ ЛЕТА 1908 г.: СВЕЧЕНИЕ НЕБА
© 2012 г. О. Г. Гладышева
ФГБУФизико-технический институт им. А.Ф. Иоффе, РАН, г. С.-Петербург e-mail: Olga.Gladysheva@mail.iojfe.ru Поступила в редакцию 01.06.2010 г.
После доработки 30.11.2010 г.
После Тунгусской катастрофы область "белых ночей" протянулась к югу в некоторых местах вплоть до ~42° N. Впечатляющие закаты, окрашенные во все цвета солнечного спектра, наблюдались на территории Европы и частично Азии от 47 до 60° N. Эти явления можно объяснить отражением солнечного света от внутренней (обращенной к земле) поверхности поля серебристых облаков площадью ~10 млн. км2. Отражающая поверхность поля серебристых облаков после Тунгусской катастрофы, согласно оценкам, могла быть в 104 раз выше отражающей поверхности обычных серебристых облаков.
1. ВВЕДЕНИЕ
Свечение вечернего и ночного неба в ночь с 30 июня на 1 июля и в некоторых местах с 1 на 2 июля 1908 г. было настолько впечатляющим, что его отметили многочисленные российские и европейские газеты, о нем было написано большое количество научных работ еще в 1908 г. Каталоги описания этого свечения содержатся в работах [Шенрок, 1908; Whipple, 1934; Зоткин, 1961; Васильев и др., 1965]. Как только мир узнал о космическом теле, взорвавшемся 30 июня 1908 г. вблизи реки Подкаменная Тунгуска, сразу возникло предположение о близкой связи между собой этих событий [Кулик, 1926; Апостолов, 1926; Whipple, 1934; Фесенков, 1968].
"Белые ночи", наступившие одновременно на гигантской территории Европы и частично Азии, были во многом необычны. Во-первых, "сияние" началось после погружения солнца за горизонт. Первое время оно усиливалось и достигло максимума в 10 ч 30 мин вечера [Шенрок, 1908]. Во-вторых, в течение ночи свечение постепенно перемещалось за солнцем и в полночь исходило из северной части небосвода [Руднев, 1909; Россин, 1941]. В-третьих, свечение ночного неба во многих населенных пунктах было столь интенсивно, что позволяло читать мелкий шрифт газеты. В-четвертых, "сияние" было связано с отражением солнца от высоких облаков [Whipple, 1930; Полканов, 1946], оно резко обрывалось за границей облаков, переходя в чистое небо, на котором была видна луна [Шенрок, 1908]. В-пятых, уникально светлая ночь наблюдалась с 30 июня на 1 июля, на следующую ночь свечение неба было значительно слабее. Световые ночные аномалии прекратились по прошествии 2—3-х суток со времени Тунгусской катастрофы, однако зори оставались более продолжительными и в последующие дни. Зори
загорались на час раньше и затухали на час позже обычного в течение не менее 10-ти дней и были длиннее нормальных до конца лета [Апостолов, 1926].
Самым уникальным в свечении неба оказалось то, что сумеречный небосвод был окрашен. На юге Великобритании, в Бельгии, Нидерландах, на севере Франции и Германии наблюдатели отмечали насыщенные яркие тона сумеречного и ночного неба, которые были охарактеризованы так: вулканический рубин; зарево пожара; желтый (как у серы); зеленый (как окрашивание поваренной солью пламени спирта). В Петербурге, Московской губернии, Могилеве, Костроме в разрывах туч наблюдались высокие облака мягких желтовато-зеленых, золотистых, переходящих в розовые, тонов.
В описаниях наблюдавшегося явления используются все цвета солнечного спектра: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый, а также встречаются пурпурный и розовый. Последовательность наблюдавшихся цветов соответствует спектру разложения солнечного света, причем красно-оранжево-желтые цвета располагались вблизи поверхности земли, а зелено-синие находились над ними. В ряде случаев в спектр "вставлялся" белый цвет. Так, в Холонеке Волынской губернии, сияние состояло из трех горизонтальных полос: внизу багряная, посередине — белая, наверху — зеленая [Шенрок, 1908]. Наиболее полно цветовая гамма свечения была описана Рудневым: "Окраска же от чисто белой, вблизи светящихся облаков, переходила через золотистый, оранжевый к красному (к востоку и западу), вверх же — через зеленоватый и голубой к темно-фиолетовому в зените" [Руднев, 1909].
Цветовая палитра свечения осталась не прокомментированной в большинстве исследований "белых ночей". Зоткин [1961] попытался систе-
матизировать особенности наблюдения цветовых явлений и получил следующую зависимость высоты сумеречного сегмента от места наблюдения: чем южнее и восточнее пункт, тем выше поднимается сумеречный сегмент. Ромейко [1991] привлек извержения вулканов 1908 г. к объяснению красочных закатов.
2. ВУЛКАНИЧЕСКИЕ ЗАКАТЫ
Несомненный интерес представляет собой сравнение закатов лета 1908 года с другими аналогичными явлениями, имевшими место в земной атмосфере. Необыкновенные зори наблюдались в конце 1883 г. — начале 1884 г. Они связаны с извержением и взрывом вулкана Кракатау. После этой катастрофы большая часть вулканического острова перестал существовать. Зори 1883—1884 гг. характеризовались пурпурным и сернисто-желтым цветом. Свет этих зорь был менее резок, чем обычно, и краски плавно переходили одна в другую. В некоторых местах закаты выглядели у горизонта как пламя гигантских пожаров [Воейков, 1903]. Аналогии с пожарами возникали и в России летом 1908 г. После взрыва вулкана Кракатау и после Тунгусской катастрофы [Krebs, 1908] наблюдались кольца Бишопа, которые свидетельствуют о запыленности атмосферы.
Однако, несмотря на похожесть явлений, они существенно отличались. Цвет закатов после взрыва вулкана Кракатау не имел резкой окраски, поскольку при рассеянии солнечного света пылинками интенсивность свечения всех участков спектра ослабляется и заря имеет блеклые оттенки. После Тунгусской катастрофы цвет заката был насыщенным, чистым, причем на вторую ночь краски казались более ярким, несмотря на то, что свечение было менее интенсивным. Вольф так описывает свечение второй ночи: "Сумеречные явления были еще более великолепными, чем 30 июля. Естественно желтый (как у серы) и рубиновые цвета сверкали как бриллианты..." [Wolf, 1908].
Другим существенным различием между явлениями лета 1908 г. и 1883—1884 г. является цвет, который имело солнце после этих катастроф. После взрыва вулкана Кракатау солнце часто видели зеленым, иногда синим, медно-красным или серебряным, даже луна и звезды имели зеленый цвет. Утверждается, что в ряде случаев, если смотреть на солнце через пыль, оно синее или цвета индиго, а у горизонта зеленеет, так как синие лучи поглощаются атмосферой [Воейков, 1903]. Ничего подобного не отмечалось после Тунгусской катастрофы. Солнце имело обычный вид, только вокруг него иногда наблюдались радужные гало, которые возникают лишь на ледяных кристаллах, имеющих форму правильных шестигранных призм [Тарасов, 1988].
Еще Кулик [1926] отметил, что события лета 1908 г. не имеют отношения к вулканической деятельности, поскольку не было зафиксировано извержений перед этим событием. Кроме того, высота расположения облаков и длительность аномальных закатов после этих двух катастроф несопоставимы. Облака после Тунгусской катастрофы были расположены существенно выше (~83 км), чем пылевая пелена, наблюдавшаяся после взрыва вулкана Кракатау (20—50 км). "Белые ночи" после Тунгусской катастрофы прекратились практически за 2—3 дня. После взрыва вулкана Кракатау аномальные закаты плавно перемещались по планете вслед за пылью, которая оседала несколько месяцев.
3. СУМЕРЕЧНЫЙ ОРЕОЛ
Гораздо более похож на закаты лета 1908 г. вид земной атмосферы с пилотируемого космического корабля вблизи сумеречного горизонта (рис. 1). Сумеречный ореол космонавты наблюдают, находясь в области земной тени, когда корабль приближается к линии терминатора (рис. 2). В этом случае край Земли виден как отчетливая черная линия, над которой появляется сумеречный ореол. Согласно описанию космонавтов, сначала возникает маленький серп темно-красного цвета. Постепенно выше темно-красного серпа полосами добавляются оранжево-красные и желтые тона, переходящие через белесую полосу к светло-голубым, темно-синим и черно-фиолетовым цветам [Береговой и др., 1972].
Сравнивая сумеречный ореол, наблюдавшийся после Тунгусской катастрофы, с ореолом, наблюдающимся из космоса при каждом восходе и заходе солнца, можно отметить следующее.
Во-первых, цветовая окраска нижней, прилегающей к поверхности земли, и верхней частей этих ореолов совпадают (рис. 1). Нижняя часть сумеречных ореолов окрашена в красно-оранжево-желтые цвета зари, т. е. те цвета, которые приобретает солнечный свет, пройдя через плотные слои атмосферы. Окраска верхней части — голубого сегмента с плавными переходами цветов от нежно-голубого, через голубой, синий, фиолетовый, в совершенно черный цвет космоса — полностью совпадает с цветами дневного горизонта, наблюдаемого с орбиты, т. е. с рассеянным атмосферой солнечным светом. Считается, что широкая белесая полоса повышенной яркости на рис. 1б обязана своим происхождением чисто спектральному эффекту смешения цветов в рассеивающей молекулярной атмосфере [Смоктий, 1967].
Во-вторых, оба ореола имеют четко выраженную зависимость высоты наблюдаемого свечения от угла погружения солнца за линию горизонта. Сумеречный ореол, наблюдаемый из космоса, на-
Рис. 1. Сумеречный ореол: а — после Тунгусской катастрофы; б — при наблюдениях из Космоса. Обозначения: 1 — красный цвет; 2 — оранжевый; 3 — желтый; 4 — белый; 5 — зеленый; 6 — голубовато-белесый; 7 — голубой; 8 — синий; 9 — темно-фиолетовый.
Рис. 2. Наблюдение сумеречного ореола. Обозначения: 1 — наблюдатель на Земле; 2 — наблюдатель на орбите; 3 — солнечные лучи; 4 — дневной терминатор (см.ниже); 5 — граница земной тени.
чинает формироваться из красного серпа у поверхности и имеет максимальную угловую высоту перед выходом солнца из-за горизонта [Береговой и др., 1972]. Аналогичная картина наблюдалась после Тунгусской катастрофы. Свечение
уменьшалось в высоту с увеличением угла погружения солнца за линию горизонта. Высота верхнего края светящегося поля в Арнсберге (Германия) составляла 35°, 22° и 7°, соответственно, для 21 ч 19
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.