Сборник тезисов докладов шестнадцатой Всероссийской открытой конференции "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса", Москва, ИКИ РАН, 2018 год

(http://smiswww.iki.rssi.ru/d33_conf)

Эксперимент SONC - первая стратосферная регистрация серебристых облаков на больших масштабах

Далин П.А. (1), Перцев Н.Н. (2), Перминов В.И. (2), Ефремов Д.И. (3,4), Ромейко В.А. (5)
(1) Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
(2) Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН, Москва, Россия
(3) Аэрокосмическая лаборатория "Стратонавтика", Москва, Россия
(4) Факультет космических исследований МГУ им. М.В. Ломоносова
(5) Московская ассоциация изучения серебристых облаков, Москва, Россия
В ночь с 5 на 6 июля 2018 г. во Владимирской области впервые в мире осуществлен успешный запуск шара-зонда с целью аэрофотосъемки и изучения мезосферных серебристых облаков (МСО) (noctilucent clouds), образующихся в летней мезопаузе на высотах 80–90 км. Запуск выполнен в рамках международной программы SONC (Stratospheric Observations of Noctilucent Clouds) по стратосферным наблюдениям серебристых облаков.
Ввиду того, что шар-зонд и полезная нагрузка в течение полета динамически нестабильны - вращаются и раскачиваются в различных направлениях, в Аэрокосмической лаборатории «Стратонавтика» (http://stratonautica.ru) была разработана специальная платформа с целью стабилизации оптической оси камеры в заданном направлении съемки.
Главной задачей запуска было выяснение принципиальной возможности ведения фотосъемки МСО с шара-зонда с прицелом на дальнейшее использование и развитие методики съемки серебристых облаков уже с использованием дальних полетов стратостатов в течение нескольких дней. По сравнению с наземной фотосъемкой серебристых облаков (которая ведется в ИФА им. А.М. Обухова РАН с 2000 г.) стратосферная имеет несомненные преимущества – отсутствие пропусков в наблюдениях из-за тропосферной облачности, возможность обнаружения серебристых облаков при любых углах погружения Солнца из-за отсутствия рэлеевского рассеяния света в стратосфере и существенное уменьшение аэрозольной засветки, что дает возможность регистрировать МСО в течение 24 часов и их вертикальную структуру на атмосферном лимбе.
Данный шар-зонд поднялся на свою максимальную высоту 20.4 км, и камера выполнила несколько сотен фотографий серебристых облаков в течение всего полета (1.7 ч). Предварительный анализ полученных изображений показал следующие результаты:
1. Большое поле серебристых облаков располагалось выше 58°с.ш., в холодной области мезопаузы (136–146 К), что согласуется с температурными данными, полученными спутником Aura/MLS в эту ночь на высоте 86 км. Характерные масштабы данного поля составили 2000 на 1000 км в направлении восток-запад и север-юг, соотвественно. При этом наземные наблюдения этого же поля показали масштабы существенно меньшие, порядка 1100 на 600 км, что подтверждает главное преимущество наблюдений из стратосферы: значительно большие масштабы регистрации МСО.
2. Южная граница поля МСО была модулирована распространяющейся через слой МСО большой атмосферной гравитационной волной с длиной волны порядка 400 км. Столь длинные атмосферные волны невозможно регистрировать аналогичными методами с поверхности Земли.
3. Другая гравитационная волна меньшего масштаба, с длиной волны примерно 49 км, имела вертикальную амплитуду 1.9±0.1 км. Это наиболее точная оценка вертикальной амплитуды гравитационной волны в мезопаузе за все время изучения таких волн.
В настоящее время продолжается анализ снимков серебристых облаков, полученных из стратосферы.

Ключевые слова: серебристые облака, стратосферные наблюдения, динамика мезосферы

Дистанционные методы исследования атмосферных и климатических процессов

174