Войти на сайт
МЕЖДУНАРОДНЫЕ ЕЖЕГОДНЫЕ КОНФЕРЕНЦИИ
"СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО
ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА"
(Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, природных и антропогенных объектов)

Восемнадцатая Всероссийская Открытая конференция «СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА (Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений и объектов)»

XVIII.D.311

О возможности регистрации мезосферных ледяных облаков по отраженному радиотепловому излучению

Бордонский Г.С. (1), Гурулев А.А. (1), Орлов А.О. (1)
(1) Институт природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН, Чита, Россия
В последние десятилетия все более часто появляются сообщения о наблюдениях мезосферных облаков перед восходом или после захода Солнца (серебристые облака). Эти облака образуются на высотах 80…90 км и состоят из частиц пыли, с конденсированным на них льдом. Наиболее удивительные их свойства – отражать излучение радаров на частотах от 5 МГц до 1,3 ГГц, так как концентрация ледяных частиц чрезвычайно мала и составляет ~10 нг на куб. метр. Для объяснения этого аномального свойства выдвигалось предположение, что они покрыты слоем металлического натрия, которое, однако, не нашло подтверждения.
В работе (Bordonskiy et al., 2019) была высказана гипотеза о том, что металлические свойства частиц возникают при контакте диэлектрика и льда 0. Этот лёд является сегнетоэлектриком, он был теоретически предсказан в работе (Russo et al., 2014) и экспериментально обнаружен в (Бордонский, Орлов, 2017).
Для подтверждения гипотезы (Bordonskiy et al., 2019) нами выполнены лабораторные эксперименты по поглощению излучения лазера на длину волны 0,52 мкм, проходящего через диэлектрическую подложку с конденсированной на ней пленкой льда 0 толщиной ~10 нм. Оказалось, что такая структура сильно поглощает (рассеивает) излучение при температурах –100…–23°C, то есть в области существования льда 0 (Бордонский и др., 2020). Дополнительно был измерен коэффициент отражения от этой структуры, который достигал 0,15 в том же интервале температур.
Ввиду сильного рассеяния излучения ледяными частицами, обладающими проводящим слоем на границе лёд 0 – диэлектрик, представляется возможным регистрация серебристых облаков методами микроволновой радиометрии. Появления серебристых облаков связывается с ростом концентрации метана в атмосфере, что приводит к образованию воды в мезосфере и изменению климата. Однако возможны и другие механизмы ее доставки в мезосферу.
Работа выполнена при поддержке РФФИ (проекты № 18-05-00085, 20-05-00563).

Ключевые слова: микроволновый диапазон, мезосферные облака, лёд 0, радиотепловое излучение
Литература:
  1. Bordonskiy G.S., Gurulev A.A., Orlov A.O. The possibility of observing noctilucent clouds in microwave radiometric measurements // 25th International Symposium on Atmospheric and Ocean Optics: Atmospheric Physics. Proc. SPIE. 2019. V. 11208. P. 270-274.
  2. Russo J., Romano F., Tanaka H. New metastable form of ice and its role in the homogeneous crystallization of water // Nature materials. 2014. V. 13. P. 733-793.
  3. Бордонский Г.С., Орлов А.О. Признаки возникновения льда «0» в увлажненных нанопористых средах при электромагнитных измерениях // Письма в ЖЭТФ. 2017. Т. 105. № 8. С. 483-488.
  4. Бордонский Г.С., Гурулев А.А., Орлов А.О. Пропускание электромагнитного излучения видимого диапазона тонким слоем льда 0, конденсированного на диэлектрическую подложку // Письма в ЖЭТФ. 2020. Т. 111. № 5. С. 311-315.

Презентация доклада

Дистанционные методы исследования атмосферных и климатических процессов

137