Î. Ñ. Óãîëüíèêîâ1

1Èíñòèòóò êîñìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé �ÀÍÀÒÌÎÑÔÅ�À ÇÅÌËÈ: ÑÒ�ÎÅÍÈÅ È ÎÏÒÈÊÀ ëåêöèè ðàññêàçûâàåòñÿ î ñòðîåíèè, òåïëîâîì ðåæèìå è îñîáåííî-ñòÿõ õèìè÷åñêîãî ñîñòàâà ðàçëè÷íûõ ñëîåâ àòìîñ�åðû Çåìëè. Îò-ìå÷àåòñÿ ñèëüíîå âëèÿíèå ìàëûõ ãàçîâûõ ñîñòàâëÿþùèõ íà �èçè-÷åñêèå ñâîéñòâà àòìîñ�åðû, õîòÿ îòíîñèòåëüíîå ñîäåðæàíèå ýòèõãàçîâ èñ÷èñëÿåòñÿ äîëÿìè ïðîöåíòà. �àññìàòðèâàþòñÿ ñëîè òâåð-äûõ è æèäêèõ ÷àñòèö íà ðàçëè÷íûõ âûñîòàõ â àòìîñ�åðå, ìåõà-íèçì èõ �îðìèðîâàíèÿ è íàáëþäàòåëüíûå ïðîÿâëåíèÿ, à òàêæåîïòè÷åñêèå ÿâëåíèÿ, ïðîèñõîäÿùèå â àòìîñ�åðå.The lecture describes the structure, thermal regime and chemical prop-

erties of the different layers of the Earth’s atmosphere. The strong

influence of minor gaseous components on the physical state of atmo-

sphere is noticed, despite of low relative concentration of these gases

(parts of percent). The solid and liquid particles layers, their formation

and observational effects are also described. The atmospheric optical

events are listed. ÂâåäåíèåÝðà àñòðîíîìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé èç êîñìîñà íà÷àëàñü íåñêîëü-êî äåñÿòèëåòèé íàçàä. Íî è ñåé÷àñ ïîäàâëÿþùåå áîëüøèíñòâî àñò-ðîíîìè÷åñêèõ íàáëþäåíèé ïðîâîäèòñÿ ñ ïîâåðõíîñòè íàøåé ïëàíåòûÇåìëè. Îòíîñèòñÿ ýòî íå òîëüêî ê ëþáèòåëüñêèì òåëåñêîïàì, íî èê èññëåäîâàíèÿì íà ïåðåäîâîì �ðîíòå àñòðîíîìè÷åñêîé íàóêè. Çàïîñëåäíèå äåñÿòèëåòèÿ â ñòðîé áûëî ââåäåíî íåñêîëüêî íàçåìíûõîïòè÷åñêèõ òåëåñêîïîâ ñ äèàìåòðîì îáúåêòèâà îò 5 äî 10 ìåòðîâ,åùå áîëüøå ïðîåêòîâ íàõîäÿòñÿ â ñòàäèè ðàçðàáîòêè.Âî âðåìÿ ëþáûõ íàçåìíûõ àñòðîíîìè÷åñêèõ íàáëþäåíèé, áóäü òîîáû÷íàÿ çðèòåëüíàÿ òðóáà èëè òåëåñêîï èì. Êåêà, ìû ðåãèñòðèðóåìèçëó÷åíèå äàëåêèõ îáúåêòîâ, êîòîðîå ïðèøëî ê íàì íà ïîâåðõíîñòüÇåìëè ñêâîçü ãàçîâóþ îáîëî÷êó íàøåé ïëàíåòû � àòìîñ�åðó. Ñà-ìà æå àòìîñ�åðà Çåìëè î÷åíü ñëîæíà è âî ìíîãîì óíèêàëüíà ïîñðàâíåíèþ ñ äðóãèìè ïëàíåòàìè Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû. Óíèêàëüíîñòüçàêëþ÷àåòñÿ íå òîëüêî â îáèëèè êèñëîðîäà, äàþùåãî íàì âîçìîæ-íîñòü äûøàòü. Íàøà ãàçîâàÿ îáîëî÷êà èìååò ñëîæíûé õèìè÷åñêèé © Î. Ñ. Óãîëüíèêîâ, 2012 1

ñîñòàâ, âûñîòíîå ñòðîåíèå, �èçè÷åñêèå è îïòè÷åñêèå ñâîéñòâà. ×òîîñîáåííî âàæíî � âñå ýòè ñâîéñòâà îïòèìàëüíû äëÿ ïîääåðæàíèÿæèçíè íà íàøåé ïëàíåòå, ïî êðàéíåé ìåðå, åñëè íå ïîäâåðãàòü àò-ìîñ�åðó ñèëüíîìó �èçè÷åñêîìó èëè õèìè÷åñêîìó âîçìóùåíèþ (êàêâíåøíåìó, òàê è âíóòðåííåìó).Åñòåñòâåííî, àòìîñ�åðà èçìåíÿåò èçëó÷åíèå äàëåêèõ îáúåêòîâ,ïðîõîäÿùåå ñêâîçü íåå. Âçàèìîäåéñòâèå èçëó÷åíèÿ ñ àòìîñ�åðîéâêëþ÷àåò â ñåáÿ íåñêîëüêî ðàçíûõ ïðîöåññîâ, è ïðè ïðîâåäåíèè àñò-ðîíîìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé ó÷åíûå äîëæíû ÷åòêî ïðåäñòàâëÿòü, êà-êèì îáðàçîì àòìîñ�åðà âëèÿåò íà âèä íåáåñíûõ îáúåêòîâ è êàê ïðà-âèëüíî ó÷åñòü ýòî âëèÿíèå.Íå ìåíåå âàæíîé çàäà÷åé ÿâëÿåòñÿ âûáîð ïðàâèëüíîãî ìåñòàäëÿ ñòðîèòåëüñòâà îáñåðâàòîðèé è ïðîâåäåíèÿ íàáëþäåíèé. Ê ýòî-ìó ïóíêòó íà Çåìëå ïðåäúÿâëÿþòñÿ ñåðüåçíûå òðåáîâàíèÿ � âñåàòìîñ�åðíûå ý��åêòû, âëèÿþùèå íà èçîáðàæåíèå íåáåñíûõ îáúåê-òîâ, äîëæíû áûòü åñëè íå ìèíèìàëüíûìè, òî ëåãêî ó÷èòûâàåìûìè,ïðåäñêàçóåìûìè. Ïîìèìî ýòîãî, â ïóíêòå íàáëþäåíèé ÷àñòî äîëæ-íà áûòü ÿñíàÿ ïîãîäà. Âåäü îáëàêà � äîñòàòî÷íî ðàñïðîñòðàíåííûåè ýëåìåíòàðíûå àòìîñ�åðíûå îáðàçîâàíèÿ � ñèëüíåéøèì îáðàçîìâëèÿþò íà óñëîâèÿ àñòðîíîìè÷åñêèõ íàáëþäåíèé, çà÷àñòóþ äåëàÿèõ ïðîñòî íåâîçìîæíûìè.Âñå âûøåïåðå÷èñëåííîå òåñíî ñâÿçûâàåò àñòðîíîìè÷åñêóþ íàóêóñ �èçèêîé è îïòèêîé àòìîñ�åðû Çåìëè. Ïîýòîìó ìíîãèå àñòðîíî-ìû, îñîáåííî ýêñïåðèìåíòàòîðû, çàíèìàþùèåñÿ íàáëþäåíèÿìè, ÿâ-ëÿþòñÿ õîðîøèìè ñïåöèàëèñòàìè â àòìîñ�åðíîé îïòèêå. Ñ äðóãîéñòîðîíû, àñòðîíîìè÷åñêàÿ íàóêà íà ïðîòÿæåíèè ìíîãèõ äåñÿòèëå-òèé ñïîñîáñòâîâàëà ðàçâèòèþ íàóêè îá àòìîñ�åðå, îñîáåííî îá ååâåðõíèõ ñëîÿõ. È ñåé÷àñ îäíèì èç ãëàâíûõ èíñòðóìåíòîâ èçó÷åíèÿ�èçèêè àòìîñ�åðû ÿâëÿþòñÿ êîñìè÷åñêèå ïðîåêòû. À êîãäà ìû ãî-âîðèì î íàçåìíûõ àñòðîíîìè÷åñêèõ íàáëþäåíèÿõ, ìû íå ìîæåì íåó÷èòûâàòü ñâîéñòâà àòìîñ�åðû, ïîýòîìó îíè äîëæíû áûòü õîðîøîèçâåñòíû ëþáîìó àñòðîíîìó-ýêñïåðèìåíòàòîðó.Ñòðîåíèå è ñîñòàâ àòìîñ�åðû�àçîâàÿ îáîëî÷êà íàøåé ïëàíåòû äîñòàòî÷íî îáøèðíà. Îêóòûâàÿâåñü çåìíîé øàð, îíà ïðîñòèðàåòñÿ îò ïîâåðõíîñòè Çåìëè äî âûñîòâ íåñêîëüêî ñîòåí êèëîìåòðîâ. Áîëüøèíñòâî èñêóññòâåííûõ ñïóòíè-êîâ Çåìëè îáðàùàþòñÿ ïî ñâîèì îðáèòàì â ñðåäå, ñóùåñòâåííî áîëååïëîòíîé, ÷åì îêðóæàþùåå ìåæïëàíåòíîå ïðîñòðàíñòâî, ÷òî ïðèâî-2

äèò ê èçìåíåíèþ îðáèò � ïîñòåïåííîìó ñíèæåíèþ ñïóòíèêîâ è èõïîñëåäóþùåìó âõîäó â ïëîòíûå ñëîè àòìîñ�åðû.�àçîâûé ñîñòàâ àòìîñ�åðû äîñòàòî÷íî ñëîæåí è èçìåíÿåòñÿ ñâûñîòîé. 99.9% âñåé ìàññû àòìîñ�åðû ñîñòàâëÿþò ìîëåêóëÿðíûéàçîò (N2, îêîëî 78%), ìîëåêóëÿðíûé êèñëîðîä (O2, îêîëî 21%) è àð-ãîí (Ar, ÷óòü ìåíåå 1%). È õîòÿ âñå îñòàëüíûå ïðèìåñè ñîñòàâëÿþòëèøü ìàëûå äîëè ïðîöåíòà, âëèÿíèå íåêîòîðûõ èç íèõ íà �èçè÷å-ñêèå óñëîâèÿ íà ïîâåðõíîñòè Çåìëè îêàçûâàåòñÿ î÷åíü ñèëüíûì. Äî-ñòàòî÷íî ñêàçàòü, ÷òî åñëè áû àòìîñ�åðà ñîñòîÿëà òîëüêî èç àçîòà,êèñëîðîäà è àðãîíà, æèçíü â åå ñîâðåìåííûõ �îðìàõ íà ïîâåðõíîñòèíàøåé ïëàíåòû áûëà áû íåâîçìîæíà: ñðåäíÿÿ òåìïåðàòóðà áûëà áûñóùåñòâåííî íèæå 0◦C, à ñàìà ïîâåðõíîñòü Çåìëè ïîäâåðãàëàñü áûìîùíîìó ïîòîêó óëüòðà�èîëåòîâîé ðàäèàöèè Ñîëíöà.Ñòîëü íåîáû÷íàÿ êàðòèíà ñâÿçàíà ñ òåì, ÷òî âñå òðè îñíîâíûõãàçà àòìîñ�åðû ïðîçðà÷íû êàê äëÿ âèäèìûõ ñîëíå÷íûõ ëó÷åé, òàêè äëÿ òåïëîâîãî èí�ðàêðàñíîãî èçëó÷åíèÿ Çåìëè (ìîëåêóëÿðíûéêèñëîðîä èìååò óçêèå ïîëîñû ïîãëîùåíèÿ íà ãðàíèöå âèäèìîãî èèí�ðàêðàñíîãî äèàïàçîíîâ, íî îíè íå èçìåíÿþò îáùåé òåìïåðàòóð-íîé êàðòèíû).  ðåàëüíîé àòìîñ�åðå âñÿ ïåðåðàáîòêà ðàäèàöèè è,òåì ñàìûì, ðåãóëèðîâàíèå òåïëîâîãî áàëàíñà îñóùåñòâëÿåòñÿ äðó-ãèìè ãàçàìè � ìàëûìè ãàçîâûìè ïðèìåñÿìè.Ñîñòàâ ìàëûõ ãàçîâûõ ïðèìåñåé è �èçè÷åñêèå ñâîéñòâà àòìîñ�å-ðû Çåìëè íà ðàçíûõ âûñîòàõ ñèëüíî îòëè÷àþòñÿ äðóã îò äðóãà. Ïî-÷òè 90% âñåé ìàññû àòìîñ�åðû ñîñðåäîòî÷åíî â åå íèæíåì ñëîå �òðîïîñ�åðå. Ýòî ñàìàÿ çíàêîìàÿ íàì ÷àñòü àòìîñ�åðû, ñðåäà íàøå-ãî îáèòàíèÿ.  êà÷åñòâå ïðèìåñåé â íåé ïðèñóòñòâóþò èíåðòíûå ãàçû(íå òîëüêî àðãîí), óãëåêèñëûé ãàç, âîäÿíîé ïàð è äðóãèå ñîåäèíåíèÿ.Äîëÿ âîäÿíîãî ïàðà îáû÷íî ñîñòàâëÿåò ñîòûå äîëè ïðîöåíòà, è, òåìíå ìåíåå, îí èãðàåò êëþ÷åâóþ ðîëü âî ìíîãèõ òðîïîñ�åðíûõ ïðî-öåññàõ, â ÷àñòíîñòè, �îðìèðîâàíèè îáëà÷íîñòè è îñàäêîâ. Èìåííîñîäåðæàíèå âîäÿíîãî ïàðà ÿâëÿåòñÿ îñíîâíûì �àêòîðîì, îïðåäåëÿ-þùèì êëèìàò (è àñòðîêëèìàò).Ïî÷åìó æå ìàëàÿ àòìîñ�åðíàÿ ïðèìåñü, êîåé ÿâëÿåòñÿ âîäÿíîéïàð, îêàçûâàåòñÿ ñòîëü âàæíîé â òðîïîñ�åðå? Âñå äåëî â òîì, ÷òîâîäÿíîé ïàð � ïî ñóòè åäèíñòâåííàÿ ãàçîâàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ, ñïî-ñîáíàÿ êîíäåíñèðîâàòüñÿ (ïðåâðàùàòüñÿ â æèäêîñòü) â òåõ óñëî-âèÿõ, ÷òî ãîñïîäñòâóþò â òðîïîñ�åðå. Êàê èçâåñòíî, âîäà õàðàê-òåðèçóåòñÿ áîëüøèì çíà÷åíèåì óäåëüíîé òåïëîòû ïàðîîáðàçîâàíèÿ2.25 ∗ 106Äæ/êã, è ïðè êîíäåíñàöèè âîäÿíîãî ïàðà âûäåëÿòñÿ çíà-÷èòåëüíîå êîëè÷åñòâî ýíåðãèè. Ïîñëå ðÿäà ïðåîáðàçîâàíèé èìåííî3

�èñ. 1. Òå÷åíèå âîçäóõà ÷åðåç ãîðíûé ìàññèâýòà ýíåðãèÿ ïðèõîäèò ê íàì â âèäå óðàãàíîâ, ãðîç è äðóãèõ àòìî-ñ�åðíûõ êàòàêëèçìîâ. Âîäÿíîé ïàð èãðàåò îïðåäåëÿþùóþ ðîëü âòåïëîâîì áàëàíñå òðîïîñ�åðû � êàê ïðèçåìíûõ, òàê è áîëåå âûñî-êèõ åå ñëîåâ. Òåïëîòà ïàðîîáðàçîâàíèÿ òàêæå èãðàåò ðîëü ðåçåðâó-àðà ýíåðãèè, ñóùåñòâåííî ñíèæàþùåãî òåìïåðàòóðíûå âàðèàöèè íàâëàæíûõ òåððèòîðèÿõ ïîâåðõíîñòè Çåìëè è â íèæíåé àòìîñ�åðå.Ïîìèìî ýòîãî, âîäÿíîé ïàð âìåñòå ñ ðÿäîì äðóãèõ ìàëûõ ãàçî-âûõ ñîñòàâëÿþùèõ (òðîïîñ�åðíûì îçîíîì O3 è, ïðåæäå âñåãî, óã-ëåêèñëûì ãàçîì CO2) îáëàäàåò øèðîêèìè ïîëîñàìè ïîãëîùåíèÿ âèí�ðàêðàñíîé îáëàñòè ñïåêòðà, óìåíüøàÿ îòòîê ýíåðãèè îò Çåìëèè ñïîñîáñòâóÿ íàãðåâó åå ïîâåðõíîñòè è íèæíèõ ñëîåâ àòìîñ�åðû �â ýòîì ñîñòîèò ñóòü ïàðíèêîâîãî ý��åêòà. Èìåííî ïîýòîìó òåìïå-ðàòóðà ïîâåðõíîñòè Çåìëè ñóùåñòâåííî âûøå, ÷åì â ñëó÷àå ÷èñòîéàçîòíî-êèñëîðîäíîé àòìîñ�åðû.Òåìïåðàòóðà òðîïîñ�åðíîãî âîçäóõà óìåíüøàåòñÿ ñ âûñîòîé âñðåäíåì íà 6◦C íà êèëîìåòð, ïðè ýòîì ñóõîé âîçäóõ îõëàæäàåòñÿ ñâûñîòîé åùå áûñòðåå � 10◦C íà êèëîìåòð. Äàííàÿ âåëè÷èíà ñîîò-âåòñòâóåò òåðìîäèíàìè÷åñêèì çàêîíàì äëÿ ãàçà â ïîëå òÿæåñòè, ëè-øåííîãî ñîáñòâåííûõ èñòî÷íèêîâ òåïëà (ýòà àäèàáàòè÷åñêàÿ ìîäåëüâ öåëîì ñïðàâåäëèâà äëÿ ñóõîé ïðîçðà÷íîé òðîïîñ�åðû). Âåðøèíûãîð îñòàþòñÿ çàñíåæåííûìè, äàæå êîãäà ó èõ ïîäíîæèÿ ïî-ëåòíåìóòåïëî. À çà áîðòîì ñàìîëåòà, íàáðàâøåãî âûñîòó îêîëî 10 êì, îáû÷-íîå çíà÷åíèå òåìïåðàòóðû ñîñòàâëÿåò −50◦C.�àçíèöà âûñîòíîãî òåìïåðàòóðíîãî ãðàäèåíòà äëÿ ñóõîãî è âëàæ-4

íîãî âîçäóõà ìîæåò îêàçûâàòü çàìåòíîå âëèÿíèå íà êëèìàòè÷åñêèåóñëîâèÿ íà ïîâåðõíîñòè. Ïðèìåðîì òîìó ìîæåò ñëóæèòü �åí � âå-òåð, îãèáàþùèé ãîðíûå ìàññèâû (ñì. ðèñóíîê 1). Äî âñòðå÷è ñ ãîðà-ìè âîçäóõ ìîæåò áûòü âëàæíûì, íî ïðè ïîäúåìå âäîëü ñêëîíà âëàãàêîíäåíñèðóåòñÿ, îáðàçóåò îáëàêà è âûäåëÿåò òåïëî, çàìåäëÿÿ îõëà-æäåíèå âîçäóõà. Ïîñëå îáõîäà ãîðíîãî ìàññèâà âîçäóõ, òåïåðü óæåñóõîé, áûñòðî íàãðåâàåòñÿ è ïðè äîñòèæåíèè ïîâåðõíîñòè îêàçûâà-åòñÿ çíà÷èòåëüíî òåïëåå, ÷åì äî ïîäúåìà. Ïîãîäà íà ýòîé òåððèòîðèèáóäåò òåïëîé è ÿñíîé.Óìåíüøåíèå òåìïåðàòóðû ñ âûñîòîé ïîçâîëÿåò àòìîñ�åðíîìóâîçäóõó ïåðåìåøèâàòüñÿ: òåïëûå ìàññû ïîäíèìàþòñÿ íàâåðõ, õîëîä-íûå � îïóñêàþòñÿ âíèç. Çà ñ÷åò ýòîãî êîíâåêòèâíîãî ïåðåìåøèâàíèÿõèìè÷åñêèé ñîñòàâ òðîïîñ�åðíîãî âîçäóõà ïî÷òè íå èçìåíÿåòñÿ ñ âû-ñîòîé. Óìåíüøàåòñÿ ëèøü ñîäåðæàíèå âîäÿíîãî ïàðà � ïîäíèìàÿñüíàâåðõ, â áîëåå õîëîäíûå îáëàñòè òðîïîñ�åðû, îí êîíäåíñèðóåòñÿ.Òàê â àòìîñ�åðå îáðàçóþòñÿ îáëàêà, ïðåæäå âñåãî � â öèêëîíàõ,îáëàñòÿõ ïîíèæåííîãî ïðèçåìíîãî àòìîñ�åðíîãî äàâëåíèÿ. Âîçäóø-íûå ìàññû ïåðåìåùàþòñÿ íàä ïîâåðõíîñòüþ Çåìëè îò êðàåâ ê öåíòðóöèêëîíà, à çàòåì ïîäíèìàþòñÿ ââåðõ, îáðàçóÿ îáëà÷íîñòü.  àíòè-öèêëîíå � îáëàñòè ïîâûøåííîãî äàâëåíèÿ � ñèòóàöèÿ îáðàòíàÿ: ñó-õèå âîçäóøíûå ìàññû îïóñêàþòñÿ èç âåðõíèõ ñëîåâ òðîïîñ�åðû, èïîãîäà îñòàåòñÿ áåçîáëà÷íîé.Âûøå 10 êì óìåíüøåíèå òåìïåðàòóðû çàìåäëÿåòñÿ, à íà âûñîòå15-17 êì îíî è âîâñå îñòàíàâëèâàåòñÿ. Òðîïîñ�åðíûå êîíâåêòèâíûåïîòîêè íå ïîäíèìàþòñÿ âûøå ýòîãî ñëîÿ, êîòîðûé íàçûâàåòñÿ òðîïî-ïàóçîé � âåðõíåé ãðàíèöåé òðîïîñ�åðû. Äàëåå íà÷èíàåòñÿ ñëåäóþ-ùèé ñëîé íàøåé ãàçîâîé îáîëî÷êè � ñòðàòîñ�åðà. Äî âûñîò ïîðÿäêà30 êì òåìïåðàòóðà òàì íå ìåíÿåòñÿ ñ âûñîòîé è âåñüìà ìàëà: îêîëî−60◦C, à çèìîé â ïîëÿðíûõ øèðîòàõ � è òîãî ìåíüøå. Èíîãäà îíàòàì ïàäàåò íèæå −80◦C, è òîãäà äàæå ïðè íèçêîì ñòðàòîñ�åðíîìäàâëåíèè âîçìîæíî îáðàçîâàíèå êðèñòàëëèêîâ ëüäà.  ýòîì ñëó÷àåìû íàáëþäàåì ïåðëàìóòðîâûå èëè ïîëÿðíûå ñòðàòîñ�åðíûå îáëàêàíà âûñîòàõ 17-20 êì. Îíè áûâàþò âèäíû â ïîëÿðíûå ñóìåðêè, êîãäàèõ ïîäñâå÷èâàåò çàøåäøåå Ñîëíöå, è ïðåäñòàâëÿþò î÷åíü êðàñèâîåçðåëèùå.Îñíîâíûìè õèìè÷åñêèìè ñîñòàâëÿþùèìè â ñòðàòîñ�åðå îñòàþò-ñÿ ìîëåêóëÿðíûé àçîò è êèñëîðîä, íî ñîñòàâ ìàëûõ ïðèìåñåé ñóùå-ñòâåííî èçìåíÿåòñÿ. Ñâÿçàíî ýòî, ïðåæäå âñåãî, ñ òåì, ÷òî äî ñòðà-òîñ�åðû äîõîäèò íåêîòîðîå êîëè÷åñòâî âûñîêîýíåðãè÷íîãî (ðåíòãå-íîâñêîãî) èçëó÷åíèÿ Ñîëíöà. Ïîä åãî äåéñòâèåì íåáîëüøàÿ ÷àñòü5

ìîëåêóë êèñëîðîäà íà÷èíàåò äèññîöèèðîâàòü � ðàñïàäàòüñÿ íà àòî-ìû êèñëîðîäà, àêòèâíûå õèìè÷åñêèå ðåàãåíòû. Îíè âñòóïàþò â ðÿäðåàêöèé, îáðàçóÿ ìàëûå ãàçîâûå ñòðàòîñ�åðíûå ïðèìåñè. Îäíà èçñàìûõ âàæíûõ ðåàêöèé � ñîåäèíåíèå àòîìà êèñëîðîäà ñ ìîëåêóëîéêèñëîðîäà ïðè êàòàëèòè÷åñêîì ó÷àñòèè òðåòüåé ìîëåêóëû. �åçóëü-òàòîì ýòîé ðåàêöèè ÿâëÿåòñÿ ìîëåêóëà îçîíà O3, âàæíåéøåãî ãàçà,íåîáõîäèìîãî äëÿ ñóùåñòâîâàíèÿ æèçíè íà Çåìëå. Èìåííî îçîí çà-äåðæèâàåò ãóáèòåëüíîå äëÿ íàñ óëüòðà�èîëåòîâîå èçëó÷åíèå Ñîëí-öà, íå ïðîïóñêàÿ åãî äàëüøå â òðîïîñ�åðó è ê ïîâåðõíîñòè Çåìëè.Îáùåå ñîäåðæàíèå îçîíà â àòìîñ�åðå Çåìëè íå òàê óæ è âåëè-êî � åñëè áû ìû ìîãëè ñîáðàòü åãî è ïåðåíåñòè ê ïîâåðõíîñòè Çåìëè,òî ïðè íîðìàëüíûõ óñëîâèÿõ ñëîé ÷èñòîãî îçîíà èìåë áû òîëùèíóîêîëî 3 ìì.  äåéñòâèòåëüíîñòè îçîí ðàñïðåäåëåí ïî âñåé ñòðàòî-ñ�åðå ñ ìàêñèìóìîì êîíöåíòðàöèè íà âûñîòå îêîëî 25 êì, ÿâëÿÿñüíà âñåõ âûñîòàõ ëèøü ìàëîé ïðèìåñüþ � ïîðÿäêà 0.001% ïî îáúåìó.Íî ïîëîñû ïîãëîùåíèÿ óëüòðà�èîëåòîâîãî èçëó÷åíèÿ ó ìîëåêóëûîçîíà ñòîëü ñèëüíû, ÷òî òàêîãî êîëè÷åñòâà îêàçûâàåòñÿ äîñòàòî÷íî,÷òîáû ñàìîå îïàñíîå èçëó÷åíèå ñ äëèíîé âîëíû ìåíüøå 3000 �A íåäîñòèãàëî ïîâåðõíîñòè íàøåé ïëàíåòû. Áîëåå ìÿãêèé óëüòðà�èîëåò(3000− 3200 �A) ïðèõîäèò ê íàì ñóùåñòâåííî îñëàáëåííûì.Åñòåñòâåííî, ëþáûå èçìåíåíèÿ ñîäåðæàíèÿ îçîíà â àòìîñ�åðåìîãóò ðåçêî èçìåíèòü ïîòîê óëüòðà�èîëåòîâîãî èçëó÷åíèÿ Ñîëíöàó ïîâåðõíîñòè Çåìëè. È �îçîíîâàÿ äûðà�, ïîÿâèâøàÿñÿ íàä þæíûìïîëóøàðèåì â ïîñëåäíèå äåñÿòèëåòèÿ XX âåêà, ñòàëà ïðåäìåòîì ñå-ðüåçíîãî áåñïîêîéñòâà âî âñåì ìèðå. �Äûða� âïîëíå ìîãëà èìåòü àí-òðîïîãåííîå ïðîèñõîæäåíèå � ñîåäèíåíèÿ àçîòà è ãàëîãåíîâ (õëîðà,áðîìà), âûáðàñûâàåìûå â àòìîñ�åðó, ñîõðàíÿþòñÿ â òå÷åíèå äëè-òåëüíîãî âðåìåíè, ìîãóò ïîïàñòü â ñòðàòîñ�åðó, ãäå áóäóò óíè÷òî-æàòü îçîí. Ïðîöåññ ýòîò âåñüìà ý��åêòèâíûé � îäèí àòîì õëîðàâ ñòðàòîñ�åðå ìîæåò ïîñëåäîâàòåëüíî ðàçðóøèòü íåñêîëüêî ìèëëè-îíîâ ìîëåêóë îçîíà! Íå ïîñëåäíþþ ðîëü â ïðîöåññå óíè÷òîæåíèÿîçîíà èãðàþò óïîìÿíóòûå âûøå ïîëÿðíûå ñòðàòîñ�åðíûå îáëàêà �îíè èìåþò ñëîæíûé õèìè÷åñêèé ñîñòàâ, áîãàòûé ñîåäèíåíèÿìè õëî-ðà è àçîòà, îñâîáîæäàåìûìè â àòìîñ�åðó ïîä äåéñòâèåì ñîëíå÷íîãîèçëó÷åíèÿ. Ïîýòîìó õîëîäíûå ïîëÿðíûå ñòðàòîñ�åðíûå âèõðè, ñî-äåðæàùèå ýòè îáëàêà, ÷àñòî ñîâïàäàþò ñ îáëàñòÿìè ïîíèæåííîãîñîäåðæàíèÿ îçîíà.Çàäåðæèâàÿ çíà÷èòåëüíóþ äîëþ ñîëíå÷íîãî óëüòðà�èîëåòà, îçîíñóùåñòâåííî âëèÿåò íà òåïëîâîé áàëàíñ â ñòðàòîñ�åðå, òàê êàê ïî-ãëîùàåìàÿ èì ýíåðãèÿ, â êîíöå êîíöîâ, ïðåâðàùàåòñÿ â òåïëî. Â6

�èñ. 2. Òåìïåðàòóðà è ïðîçðà÷íîñòü àòìîñ�åðíûõ ñëîåâ â ðàçëè÷íûõ äèà-ïàçîíàõ ýëåêòðîìàãíèòíîãî ñïåêòðàðåçóëüòàòå, êàê óæå áûëî ñêàçàíî âûøå, îõëàæäåíèå àòìîñ�åðû ñâûñîòîé îñòàíàâëèâàåòñÿ, à âûøå 30 êì òåìïåðàòóðà íà÷èíàåò ðàñ-òè, óâåëè÷èâàÿñü äî 0◦C íà âûñîòå 50 êì. Çäåñü ìû ìîæåì âèäåòüåùå îäèí çàìå÷àòåëüíûé ïðèìåð òîãî, ñêîëü ñèëüíî ìîæåò âëèÿòüíà ñîñòîÿíèå àòìîñ�åðû ìàëàÿ ãàçîâàÿ ïðèìåñü.Âûøå 50 êì îçîíà ñòàíîâèòñÿ ìàëî, è àòìîñ�åðà (êàê è â íèæíèõñëîÿõ) îêàçûâàåòñÿ ïðîçðà÷íîé äëÿ óëüòðà�èîëåòîâîãî èçëó÷åíèÿñ äëèíîé âîëíû áîëåå 2400 �A. Åùå áîëåå ýíåðãè÷íîå ÓÔ-èçëó÷åíèå(�âàêóóìíûé óëüòðà�èîëåò�) äî óêàçàííûõ âûñîò íå äîõîäèò, òàê êàêïîãëîùàåòñÿ âûøå ìîëåêóëÿðíûì êèñëîðîäîì. Èñòî÷íèê äîïîëíè-òåëüíîãî íàãðåâà ãàçîâîé ñðåäû èñ÷åçàåò, è òåìïåðàòóðà âíîâü íà÷è-íàåò óìåíüøàòüñÿ ñ âûñîòîé. Ìû ïîïàëè â ñëåäóþùèé ñëîé çåìíîéàòìîñ�åðû, íàçûâàåìûé ìåçîñ�åðîé. Îíà ïðîñòèðàåòñÿ äî âûñîò ïî-ðÿäêà 90 êì, è åå âåðõíÿÿ ÷àñòü îêàçûâàåòñÿ ñàìûì õîëîäíûì ñëîåìâñåé àòìîñ�åðû: òåìïåðàòóðà òàì ìîæåò îïóñêàòüñÿ íèæå −90◦C.Ñàìîå èíòåðåñíîå çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî íàèáîëåå õîëîäíîé ìå-çîñ�åðà îêàçûâàåòñÿ â óìåðåííûõ è ïîëÿðíûõ øèðîòàõ â ëåòíèå ìå-ñÿöû (ìàé-èþëü â ñåâåðíîì ïîëóøàðèè), íåñìîòðÿ íà òî, ÷òî â ýòîâðåìÿ îíà îñâåùåíà Ñîëíöåì êðóãëûå ñóòêè. �àçãàäêà ñòîëü ñòðàí-íîãî ïîâåäåíèÿ òåìïåðàòóðû âåðõíåé ìåçîñ�åðû çàêëþ÷àåòñÿ îïÿòüæå â òîì, ÷òî îíà ïðîçðà÷íà äëÿ ñîëíå÷íîãî èçëó÷åíèÿ, äîõîäÿùåãîäî ýòèõ âûñîò, è ïðàêòè÷åñêè íå çàäåðæèâàåò åãî.  ýòèõ óñëîâèÿõíà ïåðâûé ïëàí âûõîäÿò äðóãèå �àêòîðû, îïðåäåëÿþùèå òåïëîâîé7

áàëàíñ ìåçîñ�åðû, ïðåæäå âñåãî � ïåðåíîñ âîçäóøíûõ ìàññ. Ëåòîìâ óìåðåííûõ øèðîòàõ âîçäóõ ïîñòóïàåò â âåðõíþþ ìåçîñ�åðó èç áî-ëåå íèçêèõ ñëîåâ, ïðè ýòîì ðàñøèðÿÿñü è ñèëüíî âûõîëàæèâàÿñü.Êîðîòêèìè ëåòíèìè íî÷àìè â ñðåäíèõ øèðîòàõ íàä ñâåòëûì ñå-âåðíûì ãîðèçîíòîì èíîãäà ìîæíî íàáëþäàòü áåëûå êðóæåâà ñåðåá-ðèñòûõ îáëàêîâ � ñàìûõ âûñîêèõ â çåìíîé àòìîñ�åðå. Îíè îáðàçó-þòñÿ â õîëîäíûõ ëåòíèõ ìåçîñ�åðíûõ óñëîâèÿõ íà âûñîòàõ 80-85 êì.Ñîëíöå ïîäñâå÷èâàåò ýòè ñëîè àòìîñ�åðû äàæå â ïîëíî÷ü, è ñåðåá-ðèñòûå îáëàêà ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé î÷åíü êðàñèâîå ÿâëåíèå. Âîïðîñî ïðèðîäå è ñîñòàâå ñòîëü âûñîêèõ îáëàêîâ äîëãîå âðåìÿ îñòàâàëñÿîòêðûòûì è ñ÷èòàëñÿ ïîãðàíè÷íûì ìåæäó ãåî�èçèêîé è àñòðîíî-ìèåé. Äàæå ñåé÷àñ ýòà îáëàñòü àòìîñ�åðû îñòàåòñÿ íåñêîëüêî áîëååòðóäíîé äëÿ èññëåäîâàíèé � âåäü äëÿ ñàìîëåòîâ è øàð-çîíäîâ ýòîñëèøêîì âûñîêî, à äëÿ êîñìè÷åñêèõ àïïàðàòîâ � ñëèøêîì íèçêî.Ñåðåáðèñòûå îáëàêà, ñîñòîÿùèå èç ìåëü÷àéøèõ êðèñòàëëèêîâëüäà, áîëåå äðóãèõ îáúåêòîâ àòìîñ�åðû çàñëóæèâàþò íàçâàíèå �âè-äèìàÿ ïóñòîòà�. Èõ ïëîòíîñòü î÷åíü ìàëà, è ñêâîçü íèõ ëåãêî ìîæíîíàáëþäàòü çâåçäû. Íî èç-çà õîðîøåé ïîäñâåòêè Ñîëíöåì îíè õîðîøîâèäíû è ÷àñòî âûäåëÿþòñÿ íà �îíå ëåòíåé íî÷íîé çàðè. Èíòåðåñíî,÷òî ñåðåáðèñòûå îáëàêà íå íàáëþäàëèñü íà Çåìëå äî êîíöà XIX âå-êà, âïåðâûå ïîÿâèâøèñü òîëüêî â 1885 ãîäó. Ïðè÷èíîé èõ ïîÿâëåíèÿèìåííî â ýòî âðåìÿ âïîëíå ìîãëî ñòàòü ìîùíîå èçâåðæåíèå âóëêà-íà Êðàêàòàó çà äâà ãîäà äî ýòîãî è îáèëüíûé âûáðîñ ïûëè âïëîòüäî ìåçîñ�åðû (îá ýòîì èçâåðæåíèè ðå÷ü ïîéäåò äàëåå). Îäíàêî ââåêîâîì ìàñøòàáå ïîÿâëåíèå ñåðåáðèñòûõ îáëàêîâ ñâÿçàíî ñ ñóùå-ñòâåííûì ïîõîëîäàíèåì ìåçîñ�åðû, ïðîèñõîäÿùèì â òå÷åíèå âñåãîïåðèîäà åå èçó÷åíèÿ � íåìíîãèì áîëåå 100 ëåò.Âûøå 90 êì íà÷èíàåòñÿ ñëåäóþùèé ñëîé àòìîñ�åðû � òåðìî-ñ�åðà. Îí îòëè÷àåòñÿ îò áîëåå íèçêèõ ñëîåâ ñâîèì õèìè÷åñêèì ñî-ñòàâîì. Ýíåðãè÷íîå óëüòðà�èîëåòîâîå èçëó÷åíèå Ñîëíöà äîõîäèò äîýòèõ ñëîåâ â äîñòàòî÷íîì êîëè÷åñòâå äëÿ òîãî, ÷òîáû íà îòäåëüíûåàòîìû ðàçäåëèëàñü çàìåòíàÿ ÷àñòü ìîëåêóë êèñëîðîäà, òåì áîëü-øàÿ, ÷åì âûøå ìû íàõîäèìñÿ. Îäíîâðåìåííî ñ ïðîöåññîì äèññîöè-àöèè èäåò äðóãîé ïðîöåññ � èîíèçàöèÿ, ïðè êîòîðîì îò ìîëåêóëûêèñëîðîäà îòðûâàåòñÿ îäèí ýëåêòðîí, à ñàìà ìîëåêóëà ïðåâðàùàåò-ñÿ â èîí O+

2 . Èîíèçàöèè ïîäâåðãàþòñÿ è ìîëåêóëû àçîòà N2, à âîò èõäèññîöèàöèÿ èäåò ñëàáî, òàê êàê îíà òðåáóåò î÷åíü áîëüøîé ýíåðãèèêâàíòà ñâåòà. Çíà÷èòåëüíàÿ ÷àñòü àòìîñ�åðíîãî àçîòà ïåðåõîäèò âàòîìàðíîå ñîñòîÿíèå òîëüêî íà âûñîòàõ 200 êì è áîëåå.Ïðîöåññû èîíèçàöèè è äèññîöèàöèè ìîëåêóë èäóò ñ ïîãëîùåíè-8

åì ýíåðãèè ñîëíå÷íîãî èçëó÷åíèÿ. Òîëüêî çäåñü, â òåðìîñ�åðå, èç-ëó÷åíèå ïåðåðàáàòûâàåòñÿ â òåïëî íå ìàëîé ãàçîâîé ïðèìåñüþ, à îñ-íîâíûìè àòìîñ�åðíûìè ñîñòàâëÿþùèìè. Òåìïåðàòóðà ñðåäû áûñò-ðî óâåëè÷èâàåòñÿ ñ âûñîòîé, ÷òî è äàëî òåðìîñ�åðå åå íàçâàíèå.Íà âûñîòå 300 êì òåìïåðàòóðà äîñòèãàåò óæå +700◦C, îäíàêî çäåñüíóæíî îãîâîðèòüñÿ, ÷òî âåðõíèå ðàçðåæåííûå ñëîè àòìîñ�åðû íåíàõîäÿòñÿ â ñîñòîÿíèè òåðìîäèíàìè÷åñêîãî ðàâíîâåñèÿ, è ðå÷ü èäåòî êèíåòè÷åñêîé òåìïåðàòóðå, îïðåäåëÿåìîé ñêîðîñòÿìè àòîìîâ è ìî-ëåêóë. Åñëè áû â òåðìîñ�åðó ìîæíî áûëî ïîìåñòèòü îáû÷íûé òåð-ìîìåòð, îí áû ïîêàçàë çíà÷èòåëüíî ìåíüøèå çíà÷åíèÿ òåìïåðàòóðû,òàê êàê èçëó÷àë â ïðîñòðàíñòâî ýíåðãèþ áûñòðåå, ÷åì ïîëó÷àë åå îòãîðÿ÷åé, íî ðàçðåæåííîé ñðåäû.Íàëè÷èå â âåðõíèõ ñëîÿõ àòìîñ�åðû çàðÿæåííûõ ÷àñòèö � èîíîâè ýëåêòðîíîâ � ñêàçûâàåòñÿ íà åå �èçè÷åñêèõ ñâîéñòâàõ, â ÷àñòíî-ñòè, íà ðàñïðîñòðàíåíèè ðàäèîâîëí â ýòîé ñðåäå. ×àñòü àòìîñ�å-ðû âûøå 80 êì (âåðõíÿÿ ìåçîñ�åðà è òåðìîñ�åðà) òàêæå íàçûâà-þò èîíîñ�åðîé, êîòîðàÿ, â ñâîþ î÷åðåäü, ðàçäåëÿåòñÿ íà îòäåëüíûåñëîè, õàðàêòåðèçóåìûå ñâîèìè çíà÷åíèÿìè èîííîé è ýëåêòðîííîéïëîòíîñòè, õèìè÷åñêèì ñîñòàâîì èîíîâ.Íàêîíåö, ñàìûì âåðõíèì ñëîåì çåìíîé àòìîñ�åðû ÿâëÿåòñÿ ýê-çîñ�åðà. Îíà íà÷èíàåòñÿ íà âûñîòå 400-500 êì è íå èìååò ÷åòêîéâåðõíåé ãðàíèöû. Ñîáñòâåííî, ýêçîñ�åðà � ýòî óæå íå ñîâñåì àòìî-ñ�åðà Çåìëè, à îáëàñòü åå ïåðåõîäà â ìåæïëàíåòíîå ïðîñòðàíñòâî.Àçîò è êèñëîðîä, óæå â àòîìàðíîì è ÷àñòè÷íî èîíèçîâàííîì âèäå,óñòóïàþò ìåñòî èîíèçîâàííîìó àòîìàðíîìó âîäîðîäó è ãåëèþ. Ýòè÷àñòèöû íå ÿâëÿþòñÿ �ïîñòîÿííîé ïðèíàäëåæíîñòüþ� àòìîñ�åðû.Èìåÿ áîëüøèå çíà÷åíèÿ ñêîðîñòè, îíè ìîãóò ïîêèíóòü îêðåñòíîñòèÇåìëè, âìåñòî íèõ â ýêçîñ�åðó ïîñòóïàþò íîâûå àòîìû âîäîðîäà èãåëèÿ. Èñòî÷íèêîì àòîìîâ âîäîðîäà ÿâëÿþòñÿ åãî ñîåäèíåíèÿ â íèæ-íåé àòìîñ�åðå, ïðåæäå âñåãî, ìåòàí CH4. Ïîä äåéñòâèåì ñîëíå÷íîãîóëüòðà�èîëåòà åãî ìîëåêóëû ðàñïàäàþòñÿ, îñâîáîæäàÿ àòîìû âîäî-ðîäà. Áóäó÷è ëåãêèìè è áûñòðûìè ÷àñòèöàìè, àòîìû âîäîðîäà ïîä-íèìàþòñÿ â âåðõíèå ñëîè àòìîñ�åðû. Ïîõîæèì îáðàçîì âåäóò ñåáÿè àòîìû ãåëèÿ, îáðàçóþùèåñÿ â ðåçóëüòàòå ðàñïàäà ðàäèîàêòèâíûõýëåìåíòîâ â çåìíîé êîðå è â àòìîñ�åðå (ãàç ðàäîí). ßäðà âîäîðîäàè ãåëèÿ òàêæå âõîäÿò â ñîñòàâ ñîëíå÷íîãî âåòðà, ïîñòîÿííî âòîðãà-þùåãîñÿ â âåðõíþþ àòìîñ�åðó Çåìëè. Åñòåñòâåííî, ñîñòîÿíèå ýêçî-ñ�åðû, êàê è ìåæïëàíåòíîé ñðåäû, çàâèñèò îò âíåøíèõ �àêòîðîâ, âïåðâóþ î÷åðåäü, îò ñîëíå÷íîé àêòèâíîñòè.9

�èñ. 3. Ïîëÿðèçàöèÿ �îíà ñóìåðå÷íîãî íåáà â çåíèòå â çàâèñèìîñòè îò çå-íèòíîãî ðàññòîÿíèÿ Ñîëíöà âå÷åðîì 1 èþíÿ (÷èñòàÿ òðîïîñ�åðà) è óòðîì30 èþëÿ (çàìóòíåííàÿ òðîïîñ�åðà) 2011 ãîäà, Ïîäìîñêîâüå, äëèíà âîëíû5400 �AÒâåðäûå è æèäêèå ÷àñòèöû â àòìîñ�åðå�àçîâàÿ îáîëî÷êà íàøåé ïëàíåòû ñîñòîèò, âîîáùå ãîâîðÿ, íå òîëü-êî èç ãàçà.  ïëîòíîé ãàçîâîé ñðåäå ìîãóò áûòü âçâåøåíû òâåðäûåè æèäêèå ÷àñòèöû. Îíè îêàçûâàþò ñóùåñòâåííîå âëèÿíèå êàê íà�èçè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè àòìîñ�åðû, òàê è íà åå îïòè÷åñêîå ñî-ñòîÿíèå, âàæíîå ñ òî÷êè çðåíèÿ ïðîâåäåíèÿ àñòðîíîìè÷åñêèõ íàáëþ-äåíèé. Ñ ñàìûì ÿðêèì ïðîÿâëåíèåì ýòîãî ý��åêòà � îáëàêàìè �ìû çíàêîìû ñ äåòñòâà. Âûøå óæå ãîâîðèëîñü îá îòäåëüíûõ òèïàõ îá-ëàêîâ, â ÷àñòíîñòè, ïåðëàìóòðîâûõ è ñåðåáðèñòûõ îáëàêàõ, êîòîðûåâîçíèêàþò â îáëàñòÿõ òåìïåðàòóðíîãî ìèíèìóìà â äîñòàòî÷íî âûñî-êèõ ñëîÿõ àòìîñ�åðû. Áîëüøèíñòâî îáëàêîâ âîçíèêàþò íà ìåíüøèõâûñîòàõ, â òðîïîñ�åðå. Íèæå âñåãî îáðàçóþòñÿ êó÷åâûå è ñëîèñòûåîáëàêà. Êó÷åâûå îáëàêà ìîãóò ðàçâèâàòüñÿ â êó÷åâî-äîæäåâûå è ãðî-çîâûå îáëàêà. Îíè çàíèìàþò áîëåå øèðîêèé äèàïàçîí âûñîò. Çà ñ÷åòêîíâåêòèâíîãî ïåðåíîñà îíè ìîãóò ïîäîéòè ê òðîïîïàóçå. Äàëåå îíèðàñòÿãèâàþòñÿ â ãîðèçîíòàëüíîì íàïðàâëåíèè, îáðàçóÿ õàðàêòåðíûéâèä �íàêîâàëüíè�.  âåðõíåé ÷àñòè òðîïîñ�åðû ðàñïîëàãàþòñÿ ïåðè-ñòûå îáëàêà, òàêæå íàçûâàåìûå öèððóñàìè.Àòìîñ�åðà ñîäåðæèò âçâåøåííûå ÷àñòèöû (àòìîñ�åðíûå àýðî-çîëè) è ïðè ÿñíîé ïîãîäå. Îíè ðàçëè÷àþòñÿ ïî ñâîèì ñâîéñòâàì,10

ñîñòàâó è âûñîòàì.  ïðèçåìíûõ ñëîÿõ è íèæíåé òðîïîñ�åðå ìîæíîíàáëþäàòü áîëüøîå êîëè÷åñòâî ïûëåâîãî àýðîçîëÿ. Îñîáåííî ñèëü-íî îí ïðîÿâëÿåò ñåáÿ â ïóñòûííûõ òåððèòîðèÿõ. ×àñòèöû, ïîäíè-ìàåìûå ñ ïîâåðõíîñòè Çåìëè, äàëåå ïåðåíîñÿòñÿ âåòðîì íà çíà÷è-òåëüíûå ðàññòîÿíèÿ. Àýðîçîëü ïðèñóòñòâóåò â òðîïîñ�åðå ïðàêòè-÷åñêè ïîñòîÿííî. Îäíèì èç åãî íàáëþäàòåëüíûõ ïðîÿâëåíèé ñëóæèòóìåíüøåíèå ïîëÿðèçàöèè �îíà íåáà â çåíèòå ïðè âîñõîäå Ñîëíöàíàä ãîðèçîíòîì, êîãäà åãî ëó÷è íà÷èíàþò õîðîøî îñâåùàòü òðîïî-ñ�åðó (ñì. ðèñóíîê 3). Ôîí íåáà ïðåäñòàâëåí ðàññåÿííûì èçëó÷å-íèåì Ñîëíöà, à ïîëÿðèçàöèÿ àýðîçîëüíîãî ðàññåÿíèÿ ñóùåñòâåííîìåíüøå ïîëÿðèçàöèè ìîëåêóëÿðíîãî (ðåëååâñêîãî) ðàññåÿíèÿ, ÷òî èâûçûâàåò íàáëþäàåìûé ý��åêò.Ó ïîâåðõíîñòè Çåìëè ìîãóò îáðàçîâûâàòüñÿ êàïåëüêè âîäû ëå-òîì èëè êðèñòàëëèêè ëüäà çèìîé.  ýòîì ñëó÷àå ìû ñòàëêèâàåìñÿñ ÿâëåíèåì ëåòíåãî èëè çèìíåãî òóìàíà. Òîò æå ñàìûé òóìàí, íîíà íåêîòîðîé âûñîòå íàä ïîâåðõíîñòüþ Çåìëè, îáðàçóåò íåïëîòíûåñëîèñòûå îáëàêà. Ñêâîçü íèõ ìîãóò áûòü âèäíû Ñîëíöå è Ëóíà, ëóí-íîé íî÷üþ ìîæíî íàáëþäàòü êðàñèâûå îïòè÷åñêèå ÿâëåíèÿ, êîòîðûåáóäóò îïèñàíû äàëåå.Àòìîñ�åðíûé àýðîçîëü ìîæåò èìåòü àíòðîïîãåííîå ïðîèñõîæäå-íèå, è ñ ýòèì ìû, ê ñîæàëåíèþ, ñòàëêèâàåìñÿ âñå ÷àùå, îñîáåííîâáëèçè êðóïíûõ ãîðîäîâ. Ïðîìûøëåííûå âûáðîñû ñîäåðæàò ñàæó,êàïåëüêè ðàñòâîðîâ ðàçíîîáðàçíûõ âåùåñòâ, êîòîðûå íàäîëãî çàäåð-æèâàþòñÿ â òðîïîñ�åðå.Îäíèì èç ãëàâíûõ èñòî÷íèêîâ àòìîñ�åðíîãî àýðîçîëÿ â øèðîêîìäèàïàçîíå âûñîò ÿâëÿþòñÿ èçâåðæåíèÿ âóëêàíîâ. Íàèáîëåå ìîùíûåèç ýòèõ ÿâëåíèé ïðèâîäÿò ê ãëîáàëüíîìó óâåëè÷åíèþ ñîäåðæàíèÿàýðîçîëÿ íà ïåðèîä â íåñêîëüêî ëåò. Ïîñëåäíèé ðàç ýòî íàáëþäàëîñüâ 90-å ãîäû XX âåêà ïîñëå èçâåðæåíèÿ âóëêàíà Ïèíàòóáî â èþíå1991 ãîäà. Âóëêàíè÷åñêîå çàãðÿçíåíèå àòìîñ�åðû èäåò äâóìÿ ïóòÿ-ìè.  òðîïîñ�åðó âûáðàñûâàåòñÿ áîëüøîå êîëè÷åñòâî ïûëè è ïåïëà,êîòîðîå äîñòèãàåò âûñîò â íåñêîëüêî êèëîìåòðîâ è äàëåå ðàçíîñèòñÿâåòðàìè íàä îáøèðíûìè òåððèòîðèÿìè.Âòîðîé ñöåíàðèé çàãðÿçíåíèÿ àòìîñ�åðû ñâÿçàí ñ ãàçîâûìè ïðî-äóêòàìè âóëêàíè÷åñêèõ èçâåðæåíèé, ïðåæäå âñåãî ñ äâóîêèñüþ ñåðûSO2.  òðîïîñ�åðíûõ óñëîâèÿõ ýòîò ãàç õèìè÷åñêè ñòàáèëåí. Îäíàêîâî âðåìÿ ñèëüíûõ èçâåðæåíèé îí ìîæåò ïðîéòè ñêâîçü òðîïîïàóçó èîêàçàòüñÿ â ñòðàòîñ�åðå, ñîäåðæàùåé àêòèâíûå õèìè÷åñêèå êîìïî-íåíòû � àòîìàðíûé êèñëîðîä, îçîí, ãèäðîêñèë OH .  õîäå õèìè÷å-ñêèõ ðåàêöèé îíè îêèñëÿþò äèîêñèä ñåðû, ïðåâðàùàÿ åãî â ñåðíóþ11

�èñ. 4. Ïîëÿðèçàöèÿ �îíà ñóìåðå÷íîãî íåáà â çåíèòå â çàâèñèìîñòè îòçåíèòíîãî ðàññòîÿíèÿ Ñîëíöà è ý��åêòèâíîé âûñîòû ðàññåÿíèÿ â äåêàáðå2002 è 2006 ãîäîâ, Êðûì, äëèíà âîëíû 5250 �Aêèñëîòó H2SO4. Ýòî âåùåñòâî ìîæåò êîíäåíñèðîâàòüñÿ â ñòðàòî-ñ�åðíûõ óñëîâèÿõ, îáðàçóÿ ÷àñòèöû ñóëü�àòíîãî àýðîçîëÿ, àíàëî-ãè÷íî àòìîñ�åðå Âåíåðû, õîòÿ è ñ ìåíüøåé ïëîòíîñòüþ. Ïîäîáíûéñöåíàðèé � îñíîâíîé ìåõàíèçì ïîÿâëåíèÿ àýðîçîëÿ â îáû÷íî ÷èñòîé(çà èñêëþ÷åíèåì ïîëÿðíûõ îáëàñòåé) ñòðàòîñ�åðå. Áûñòðûå ñòðàòî-ñ�åðíûå âåòðû ðàçíîñÿò äèîêñèä ñåðû è ñóëü�àòíûé àýðîçîëü íàäçíà÷èòåëüíîé ÷àñòüþ ïîâåðõíîñòè Çåìëè.Ïîÿâëåíèå ñòðàòîñ�åðíîãî àýðîçîëÿ òàêæå ìîæåò áûòü çàðåãè-ñòðèðîâàíî íà îñíîâå ïîëÿðèçàöèîííûõ èçìåðåíèé �îíà ñóìåðå÷íî-ãî íåáà âáëèçè çåíèòà. Òåïåðü îíî áóäåò íàáëþäàòüñÿ ïîñëå çàõîäàÑîëíöà, ïðè åãî ïîãðóæåíèè ïîä ãîðèçîíò íà 1−4◦.  ýòî âðåìÿ òðî-ïîñ�åðà îñâåùåíà ñîëíå÷íûìè ëó÷àìè ñëàáî (â òîì ÷èñëå çà ñ÷åò èõñèëüíîãî îñëàáëåíèÿ â ïëîòíûõ ñëîÿõ), è îñíîâíàÿ äîëÿ �îíà íåáà�îðìèðóåòñÿ â ñòðàòîñ�åðå. Àýðîçîëü â ýòîì ñëîå òàêæå âûçûâàåòóìåíüøåíèå ïîëÿðèçàöèè �îíà íåáà, êàê ýòî âèäíî íà ïðèìåðå èçìå-ðåíèé â äåêàáðå 2006 ãîäà, ÷åðåç 2 ìåñÿöà ïîñëå èçâåðæåíèÿ âóëêàíà�àáàóë â Íîâîé �âèíåå (ðèñóíîê 4).Îäíàêî, ñòðàòîñ�åðà � åùå íå ïðåäåë ïî âûñîòå äëÿ ïîÿâëåíèÿ÷àñòèö àýðîçîëÿ. Ìû óæå ãîâîðèëè î ñåðåáðèñòûõ îáëàêàõ, ïîÿâëÿþ-ùèõñÿ íà âûñîòàõ ïîðÿäêà 80-90 êì. Íà ýòèõ æå âûñîòàõ ïðîèñõîäèòòîðìîæåíèå ìåòåîðíûõ òåë, âòîðãàþùèõñÿ èç ìåæïëàíåòíîãî ïðî-ñòðàíñòâà. Ìåëêèå ÷àñòèöû ñ ðàçìåðîì ïîðÿäêà 1 ìêì çàïîëíÿþò12

�èñ. 5. Ïîëÿðèçàöèÿ îäíîêðàòíî ðàññåÿííîé êîìïîíåíòû �îíà ñóìåðå÷-íîãî íåáà â ñîëíå÷íîì âåðòèêàëå (çåíèòíîå ðàññòîÿíèå 55◦) â çàâèñèìîñòèîò ý��åêòèâíîé âûñîòû ðàññåÿíèÿ ëåòîì 2011 ãîäà, Ïîäìîñêîâüå, äëèíàâîëíû 5400 �Aïëîñêîñòü Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû, ðàññåèâàÿ èçëó÷åíèå Ñîëíöà è îáðà-çóÿ çîäèàêàëüíûé ñâåò. Ïðè âñòðå÷å ñ Çåìëåé îíè çàäåðæèâàþòñÿ âìåçîñ�åðå, íå ðàçðóøàÿñü. Íàëè÷èå ïûëåâîãî ñëîÿ íà âûñîòàõ áîëåå70 êì âíîâü ìîæåò áûòü îáíàðóæåíî íà îñíîâå ïîëÿðèçàöèîííûõíàáëþäåíèé �îíà ñóìåðå÷íîãî íåáà (ðèñóíîê 5), òîëüêî â äàííîìñëó÷àå íåîáõîäèìû èçìåðåíèÿ â ðàçíûõ òî÷êàõ ñîëíå÷íîãî âåðòèêà-ëà è êîððåêòíàÿ ïðîöåäóðà ó÷åòà ìíîãîêðàòíîãî ðàññåÿíèÿ ñâåòà âíèæíèõ ñëîÿõ àòìîñ�åðû. àòìîñ�åðó Çåìëè ïîïàäàþò è áîëåå êðóïíûå òåëà. Ñãîðàÿ òàì,îíè îáðàçóþò ÿâëåíèå ìåòåîðîâ. Åñëè â ñîñòàâ ìåòåîðíîãî òåëà âõî-äÿò òÿæåëûå è òóãîïëàâêèå âåùåñòâà (ïðåæäå âñåãî, ñîåäèíåíèÿ ìå-òàëëîâ), òî ïðè åãî ðàçðóøåíèè îíè ìîãóò îáðàçîâàòü âòîðè÷íóþìåòåîðíóþ ïûëü íà îñíîâå îêèñåé ýòèõ ìåòàëëîâ. Ïðèòîê ìåòåîð-íîãî âåùåñòâà â ìåçîñ�åðó óñèëèâàåòñÿ ïîñëå ìàêñèìóìîâ áîëüøèõìåòåîðíûõ ïîòîêîâ. Çà âðåìÿ ïîðÿäêà íåñêîëüêèõ äíåé èëè íåäåëü÷àñòèöû ïîñòåïåííî îïóñêàþòñÿ â ñòðàòîñ�åðó.Åñòü óêàçàíèÿ íà ñâÿçü ñåðåáðèñòûõ îáëàêîâ ñ ìåçîñ�åðíîé ïû-ëüþ, â òîì ÷èñëå êîñìè÷åñêîãî ïðîèñõîæäåíèÿ. Ìåõàíèçì ýòîé ñâÿçèïîíÿòåí: ÷àñòèöû ìåòåîðíîé ïûëè ìîãóò èãðàòü ðîëü ÿäåð êîíäåí-ñàöèè äëÿ îáðàçîâàíèÿ ñåðåáðèñòûõ îáëàêîâ â ðàçðåæåííûõ ìåòåîð-íûõ óñëîâèÿõ.  ïîëüçó ýòîãî ìåõàíèçìà ãîâîðèò è ÿâëåíèå àíîìàëü-13

íî ñâåòëûõ íî÷åé, íàáëþäàâøååñÿ â �îññèè è Åâðîïå ïîñëå ïàäåíèÿÒóíãóññêîãî ìåòåîðèòà óòðîì 30 èþíÿ 1908 ãîäà. Åñëè Òóíãóññêèéìåòåîðèò áûë íåáîëüøîé êîìåòîé, à ïîäòâåðæäåíèé ýòîìó íåìàëî,òî âìåñòå ñ íèì â àòìîñ�åðó äîëæíî áûëî âòîðãíóòüñÿ ìíîæåñòâîìèêðî÷àñòèö, ñîñòàâëÿâøèõ õâîñò ýòîé êîìåòû è ðåçêî èçìåíèâøèõîïòè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ìåçîñ�åðû íà ïîñëåäóþùèå äíè. Çàìå-òèì, ÷òî ñâåòëûå íî÷è íàáëþäàëèñü â Åâðîïå, ðàñïîëàãàâøåéñÿ âçàäíåé ïîëóñ�åðå Çåìëè ïî îòíîøåíèþ ê ìåòåîðèòó â ìîìåíò åãîïàäåíèÿ. Ýòî óêàçûâàåò íà ñðàâíèòåëüíî áîëüøèå ðàçìåðû ïûëåâî-ãî õâîñòà è äëèòåëüíûé ïðîöåññ âûïàäåíèÿ ïûëè â ìåçîñ�åðó.Êî âñåìó ñêàçàííîìó íåîáõîäèìî äîáàâèòü, ÷òî íàáëþäåíèÿ ìå-òåîðîâ áûëè îñíîâîé èçó÷åíèÿ âåðõíèõ ñëîåâ àòìîñ�åðû â òå÷åíèåáîëüøåé ÷àñòè XX âåêà, äî íà÷àëà êîñìè÷åñêîé ýïîõè. Ôèçè÷åñêèåïàðàìåòðû ýòèõ ñëîåâ âîññòàíàâëèâàëèñü íà îñíîâå èçìåðåíèé ñêîðî-ñòè, èíòåíñèâíîñòè âîçãîðàíèÿ ìåòåîðíûõ òåë. ×àñòî ýòî óäàâàëîñüñäåëàòü ñ õîðîøèìè ðåçóëüòàòàìè: ê íà÷àëó ýïîõè îñâîåíèÿ êîñìîñàðàñïðåäåëåíèå òåìïåðàòóðû è ïëîòíîñòè â âåðõíèõ ñëîÿõ àòìîñ�åðûóæå áûëî èçâåñòíî. Ýòî � õîðîøèé ïðèìåð òîãî, ÷òî íå òîëüêî àò-ìîñ�åðíàÿ íàóêà âàæíà äëÿ ðàçâèòèÿ àñòðîíîìèè, íî è íàîáîðîò �àñòðîíîìè÷åñêèå ìåòîäû îêàçûâàþòñÿ ý��åêòèâíûìè äëÿ ðåøåíèÿçàäà÷ �èçèêè àòìîñ�åðû.Îïòè÷åñêèå ÿâëåíèÿ â àòìîñ�åðåÊàê ìû óáåäèëèñü, àòìîñ�åðà íàøåé ïëàíåòû � ñëîæíàÿ ìíîãî-êîìïîíåíòíàÿ ñèñòåìà. Åñòåñòâåííî, îïòè÷åñêèå ý��åêòû, ñîçäàâàå-ìûå àòìîñ�åðîé, òîæå ñëîæíû è ìíîãîîáðàçíû. Ñòîëü æå ñëîæíûìáóäåò âëèÿíèå àòìîñ�åðû íà èçîáðàæåíèÿ íåáåñíûõ îáúåêòîâ, êîòî-ðûå ìû ðàññìàòðèâàåì ñêâîçü íàøó ãàçîâóþ îáîëî÷êó.  ýòîì âëè-ÿíèè ìîæíî âûäåëèòü äâå îñíîâíûå ñîñòàâëÿþùèå, îãîâîðèâøèñü,÷òî îäíî ðåäêî íàáëþäàåòñÿ áåç äðóãîãî. Ýòî èçìåíåíèå íàïðàâëå-íèÿ ðàñïðîñòðàíåíèÿ èçëó÷åíèÿ è èçìåíåíèå åãî èíòåíñèâíîñòè. Ìûíå ãîâîðèì îòäåëüíî îá èçìåíåíèè ñïåêòðà èçëó÷åíèÿ, òàê êàê îíîåñòü ñëåäñòâèå çàâèñèìîñòè ïåðâûõ äâóõ ïðîöåññîâ îò äëèíû âîëíû.Íàïðàâëåíèå èçëó÷åíèÿ, ïðîõîäÿùåãî ÷åðåç àòìîñ�åðó, èçìåíÿ-åòñÿ, òàê êàê ñàìà àòìîñ�åðà ñîñòîèò èç ñëîåâ ñ ðàçíîé ïëîòíîñòüþè êîý��èöèåíòîì ïðåëîìëåíèÿ, òî åñòü íàïîìèíàåò ñëîæíóþ ëèíçó.Åñëè ñâåò çâåçäû ïîïàäàåò â àòìîñ�åðó ïîä íåêîòîðûì óãëîì ê âåð-òèêàëè, òî ïî õîäó äâèæåíèÿ ê ïîâåðõíîñòè Çåìëè ýòîò óãîë áóäåòóìåíüøàòüñÿ.  ðåçóëüòàòå íàáëþäàòåëü óâèäèò ýòó çâåçäó íàä ãîðè-14

çîíòîì íåñêîëüêî âûøå åå èñòèííîãî ïîëîæåíèÿ. ßâëåíèå ïîëó÷èëîíàçâàíèå àòìîñ�åðíîé ðå�ðàêöèè (îò àíãë. refra tion � ïðåëîìëå-íèå). Íà áîëüøîé âûñîòå íàä ãîðèçîíòîì âåëè÷èíà ðå�ðàêöèè ïðî-ïîðöèîíàëüíà òàíãåíñó çåíèòíîãî ðàññòîÿíèÿ, à êîý��èöèåíò ïðî-ïîðöèîíàëüíîñòè áëèçîê ê îäíîé óãëîâîé ìèíóòå. Òàê, äëÿ çâåçäû,ðàñïîëîæåííîé â 60◦ íàä ãîðèçîíòîì, âåëè÷èíà ðå�ðàêöèè ñîñòàâèò34

′′ .Ïðè ïðèáëèæåíèè ê ãîðèçîíòó êàðòèíà ñòàíîâèòñÿ ñëîæíåå, íàíåå íà÷èíàåò âëèÿòü ñ�åðè÷íîñòü Çåìëè è îêóòûâàþùåé åå àòìî-ñ�åðû. Ñàìà æå âåëè÷èíà ðå�ðàêöèè äîñòàòî÷íî áûñòðî âîçðàñòàåò,äîñòèãàÿ ó ãîðèçîíòà 35′ (ýòî çíà÷åíèå çàâèñèò îò òåìïåðàòóðû è àò-ìîñ�åðíîãî äàâëåíèÿ). Ýòî ÷óòü áîëüøå âèäèìûõ ðàçìåðîâ Ñîëíöàè Ëóíû. Òî åñòü, íàáëþäàòåëü âèäèò âåñü äèñê Ñîëíöà â òîò ìîìåíò,êîãäà îí åùå íå äîëæåí áûë ïîêàçàòüñÿ èç-çà ãîðèçîíòà. ýòî æå âðåìÿ, íà âîñõîäå èëè çàõîäå Ñîëíöà, ìîãóò áûòü çà-ìåòíû áîëåå òîíêèå ý��åêòû, ñâÿçàííûå ñ àòìîñ�åðíîé ðå�ðàêöè-åé.  ÷àñòíîñòè, ìîæíî çàìåòèòü, ÷òî âåëè÷èíà ðå�ðàêöèè ñèëüíîçàâèñèò îò âûñîòû íàä ãîðèçîíòîì, âåðõíèé êðàé ñîëíå÷íîãî äèñ-êà ïðèïîäíèìàåòñÿ íåñêîëüêî ñëàáåå, ÷åì íèæíèé, è äèñê êàæåòñÿñïëþùåííûì. Çíà÷èòåëüíî òðóäíåå çàìåòèòü ý��åêò, ïîðîæäåííûéçàâèñèìîñòüþ âåëè÷èíû ðå�ðàêöèè îò äëèíû âîëíû: êîðîòêîâîëíî-âîå (ñèíåå) èçëó÷åíèå ïðåëîìëÿåòñÿ ÷óòü-÷óòü ñèëüíåå äëèííîâîë-íîâîãî. Áëàãîäàðÿ ýòîìó ïðè õîðîøåé ïîãîäå è îòêðûòîì ãîðèçîíòå(íàïðèìåð, íàä ìîðåì) èíîãäà ìîæíî óâèäåòü, ÷òî ïîñëåäíèé ëó÷êðàñíîãî çàõîäÿùåãî Ñîëíöà îêðàøåí â çåëåíûå òîíà, ÷òî è äàëîÿâëåíèþ íàçâàíèå �çåëåíûé ëó÷�.Êàçàëîñü áû, ëó÷ äîëæåí áûòü íå çåëåíûì, à ñèíèì, òàê êàê ñè-íèå ëó÷è ïîäâåðæåíû ðå�ðàêöèè åùå ñèëüíåå. Íî çäåñü íóæíî ïðè-íÿòü â ðàñ÷åò åùå îäèí àòìîñ�åðíûé ý��åêò, êîòîðûé âëèÿåò óæåíà èíòåíñèâíîñòü ïðîõîäÿùåãî èçëó÷åíèÿ. Ýòî ý��åêò îñëàáëåíèÿ(ïîãëîùåíèÿ) ñâåòà. Îíî ìîæåò ïðîèñõîäèòü âñëåäñòâèå ðàññåÿíèÿè èñòèííîãî ïîãëîùåíèÿ. Îñíîâíàÿ ðàññåèâàþùàÿ ñðåäà â àòìîñ�å-ðå � ãàçîâàÿ (ìîëåêóëÿðíàÿ). Ñâîéñòâà ìîëåêóëÿðíîãî ðàññåÿíèÿòàêîâû, ÷òî îíî óñèëèâàåòñÿ îáðàòíî ïðîïîðöèîíàëüíî ÷åòâåðòîéñòåïåíè äëèíû âîëíû, òî åñòü ñèíèå ëó÷è ðàññåèâàþòñÿ çíà÷èòåëü-íî ñèëüíåå êðàñíûõ. Ýòî è äàåò ÿñíîìó äíåâíîìó íåáó íàñûùåííûéãîëóáîé öâåò. Íî ïî ýòîé æå ïðè÷èíå ñèíèå ëó÷è íå ìîãóò íàïðÿìóþïðîéòè ÷åðåç áîëüøóþ òîëùó àòìîñ�åðû, è Ñîëíöå (êàê è Ëóíà, èäðóãèå ñâåòèëà) ïî ìåðå ïðèáëèæåíèÿ ê ãîðèçîíòó îêðàøèâàåòñÿ âêðàñíûé öâåò. À íà çàõîäå Ñîëíöà ìû íå ìîæåì íàáëþäàòü �ñèíèé15

ëó÷� ïî ïðè÷èíå ïîëíîãî áëîêèðîâàíèÿ êîðîòêîâîëíîâîãî èçëó÷åíèÿàòìîñ�åðîé.Îäíàêî ìîëåêóëÿðíîå ðàññåÿíèå � äàëåêî íå åäèíñòâåííûé ïðî-öåññ îñëàáëåíèÿ ñâåòà â çåìíîé àòìîñ�åðå. Åñëè áû íàøà ãàçîâàÿîáîëî÷êà ñîñòîÿëà èç ÷èñòîãî âîçäóõà, îñëàáëåíèå â çåíèòå â æåëòîéîáëàñòè ñïåêòðà ñîñòàâëÿëî áû âñåãî 0.1m.  ðåàëüíîñòè îíî ðåäêîáûâàåò ìåíüøå 0.2m, à ÷àùå, äàæå ïðè ñòàáèëüíîé ÿñíîé ïîãîäå, åùåáîëüøå. Ïðè÷èíà ñîñòîèò â àòìîñ�åðíîì àýðîçîëå, ðå÷ü î êîòîðîìøëà âûøå. Ñâîéñòâà àýðîçîëüíîãî ðàññåÿíèÿ îòëè÷àþòñÿ îò ðàññå-ÿíèÿ ìîëåêóëÿðíîãî, è â ñóùåñòâåííîé ñòåïåíè çàâèñÿò îò ñàìèõàýðîçîëüíûõ ÷àñòèö. Àýðîçîëüíîå ðàññåÿíèå íå îáëàäàåò ñèëüíûìöâåòîâûì èçáûòêîì � ñèíèå ëó÷è ðàññåèâàþòñÿ ñèëüíåå êðàñíûõ,íî ðàçíèöà íå ñòîëü âåëèêà. Ïîýòîìó íå î÷åíü ÷èñòîå íåáî (ñ äûì-êîé, ëåãêèìè îáëàêàìè) òåðÿåò ñâîé ãîëóáîé îòòåíîê, à ÿñíîå íåáî âïóñòûíÿõ èç-çà ïûëè ïðàêòè÷åñêè âñåãäà èìååò áåëîâàòûé öâåò.Åùå îäíà îòëè÷èòåëüíàÿ îñîáåííîñòü àýðîçîëüíîãî ðàññåÿíèÿ �ðàñïðåäåëåíèå èíòåíñèâíîñòè ðàññåÿííîãî ñâåòà. Åñëè âîçäóøíàÿñðåäà ðàññåèâàåò èçëó÷åíèå ïî÷òè îäèíàêîâî âî âñå ñòîðîíû, òî àýðî-çîëüíûå ÷àñòèöû èìåþò áîëüøîé èçáûòîê ðàññåÿíèÿ �âïåðåä�, ïîäìàëûì óãëîì ê íàïðàâëåíèþ ïàäàþùåãî èçëó÷åíèÿ. Ýòî ïðèâîäèò êïîÿâëåíèþ ÿðêèõ áåëîâàòî-æåëòûõ îðåîëîâ âîêðóã Ñîëíöà è Ëóíû.Îòðàæåíèå ñâåòà îò ïîâåðõíîñòåé êàïåëü è êðèñòàëëîâ ïðèâîäèò êèçáûòî÷íîìó ðàññåÿíèþ ïîä îïðåäåëåííûìè óãëàìè. Ýòî ÿâëÿåòñÿîñíîâîé òàêèõ êðàñèâûõ ÿâëåíèé âî âëàæíîé àòìîñ�åðå, êàê ðàäóãà(òàì óãîë ìàêñèìàëüíîãî ðàññåÿíèÿ çàâèñèò îò äëèíû âîëíû), êðóãèâîêðóã Ëóíû è ñâåòîâûå �êîëüöà�.�ëàâíàÿ òðóäíîñòü äëÿ àñòðîíîìè÷åñêèõ íàáëþäåíèé, ñâÿçàííàÿñ àýðîçîëüíûì ðàññåÿíèåì � åãî íåïðåðûâíàÿ èçìåí÷èâîñòü â ïðî-ñòðàíñòâå è âðåìåíè, íåîïðåäåëåííîñòü â åãî ñâîéñòâàõ. Âñå ýòî ñî-çäàåò òðóäíîñòè ïðè âû÷èñëåíèè àòìîñ�åðíîãî îñëàáëåíèÿ â ðàçíûõäëèíàõ âîëí, íåîáõîäèìîãî äëÿ �îòîìåòðèè íåáåñíûõ ñâåòèë � èç-ìåðåíèÿ èíòåíñèâíîñòè èõ èçëó÷åíèÿ.Êîìáèíàöèÿ àòìîñ�åðíîé ðå�ðàêöèè è îñëàáëåíèÿ îáúÿñíÿåòóñòðàøàþùèé òåìíî-êðàñíûé öâåò Ëóíû âî âðåìÿ ïîëíûõ ëóííûõçàòìåíèé. Áëàãîäàðÿ ÿâëåíèþ ðå�ðàêöèè ñîëíå÷íûå ëó÷è êàê áûîãèáàþò Çåìëþ è ïîïàäàþò â îáëàñòü åå ãåîìåòðè÷åñêîé òåíè, îñâå-ùàÿ Ëóíó è íå äàâàÿ åé �èñ÷åçíóòü� ñ íàøåãî íåáà.  òî æå âðåìÿ ýòèëó÷è, ïðîõîäÿ áîëüøîé ïóòü ñêâîçü àòìîñ�åðó, ñóùåñòâåííî îñëàá-ëÿþòñÿ, îñîáåííî â ñèíå-çåëåíîé îáëàñòè ñïåêòðà. ßðêîñòü Ëóíû âòåíè Çåìëè, îñîáåííî â åå öåíòðàëüíîé îáëàñòè, ðåçêî óìåíüøàåòñÿ16

�èñ. 6. ßðêîñòü ïîâåðõíîñòè Ëóíû â òåíè Çåìëè â çàâèñèìîñòè îò óãëîâîãîðàññòîÿíèÿ îò öåíòðà òåíè âî âðåìÿ çàòìåíèÿ 15 èþíÿ 2011 ãîäà äëÿ òðåõäëèí âîëí. Ñïëîøíûå ëèíèè � íàáëþäåíèÿ, ïóíêòèðíûå ëèíèè � ãàçîâàÿìîäåëü àòìîñ�åðûâ êîðîòêîâîëíîâîé îáëàñòè ñïåêòðà, ÷òî ìîæíî âèäåòü íà ðèñóí-êå 6, îñíîâàííîì íà èçìåðåíèÿõ âî âðåìÿ ïîëíîãî ëóííîãî çàòìåíèÿ15 èþíÿ 2011 ãîäà. Ëóíà ïðèîáðåòàåò êðàñíûé öâåò, àíàëîãè÷íûé çà-õîäÿùåìó Ñîëíöó è êðàñíîé âå÷åðíåé çàðå íà Çåìëå. È õîòÿ äàííûåÿâëåíèÿ è èìåþò ñõîäíóþ ïðèðîäó, ïîä÷àñ íåïðåäñêàçóåìîå ñîçíà-íèå ëþäåé ñîâåðøåííî ïî-ðàçíîìó èõ âîñïðèíèìàëî: êðàñíûé çàêàòÑîëíöà è çàðè áûë íåîòúåìëåìîé ÷àñòüþ ìíîãèõ ðîìàíòè÷åñêèõ ñþ-æåòîâ, à âîò çàòìèâøàÿñÿ Ëóíà àññîöèèðîâàëàñü ñ êðîâüþ, áåäñòâè-ÿìè è âîéíàìè.Àýðîçîëüíîå îñëàáëåíèå òàêæå ñóùåñòâåííî ñêàçûâàëîñü íà ëóí-íûõ çàòìåíèÿõ, äåëàÿ èõ âèä ðàçíûì è ïîä÷àñ íåïðåäñêàçóåìûì.Áûâàëî, ïðîèñõîäèëè çàòìåíèÿ, ïðè êîòîðûõ Ëóíà ñòîëü ÿðêî ñâå-òèëà â íåáå, ÷òî ñëó÷àéíûå î÷åâèäöû îòêàçûâàëèñü ïðèçíàòü ñàì�àêò çàòìåíèÿ. Íàïðîòèâ, èíîãäà Ëóíà âî âðåìÿ çàòìåíèé ñòàíîâè-ëàñü ïðàêòè÷åñêè íåâèäèìîé. Ñâèäåòåëÿìè òàêîãî òåìíîãî çàòìåíèÿñòàëè æèòåëè Åâðîïû 4 îêòÿáðÿ 1884 ãîäà. Ñðåäè íèõ áûë è �ðàí-öóçñêèé àñòðîíîì Êàìèëü Ôëàììàðèîí, êîòîðûé óêàçàë íà ñâÿçü�òåìíîòû� çàòìåíèÿ ñ óæàñàþùèì ïî ñâîåé ìîùè èçâåðæåíèåì âóë-êàíà Êðàêàòàó â Èíäîíåçèè ãîäîì ðàíüøå, â àâãóñòå 1883 ãîäà. Åùå÷åðåç ãîä, â 1885 ãîäó, íà Çåìëå âïåðâûå íàáëþäàëèñü ñåðåáðèñòûåîáëàêà. Òàê áûëà íàãëÿäíî ïîêàçàíà îñíîâíàÿ ðîëü âóëêàíè÷åñêèõ17

èçâåðæåíèé â ãëîáàëüíîì àýðîçîëüíîì çàãðÿçíåíèè àòìîñ�åðû íàíåñêîëüêî ïîñëåäóþùèõ ëåò. Òåìíûå ëóííûå çàòìåíèÿ íàáëþäàëèñüè ïîñëå êðóïíûõ èçâåðæåíèé âóëêàíîâ â XX âåêå.Îäíàêî, íå âñå èçëó÷åíèå, çàäåðæèâàåìîå àòìîñ�åðíîé ñðåäîé,ðàññåèâàåòñÿ â íåé. Èäåò òàêæå ïðîöåññ èñòèííîãî ïîãëîùåíèÿ, ïðèêîòîðîì ýíåðãèÿ êâàíòà ñâåòà ïåðåõîäèò â äðóãèå �îðìû, â òîì÷èñëå è â òåïëî � ñ ýòèì ý��åêòîì ìû óæå ñòàëêèâàëèñü, êîãäàðàññìàòðèâàëè ìåõàíèçìû íàãðåâà ñòðàòîñ�åðû è òåðìîñ�åðû. Âîñíîâå ý��åêòîâ ëåæàë ïðîöåññ ïîãëîùåíèÿ ñîëíå÷íîãî óëüòðà�è-îëåòà àòìîñ�åðíûì îçîíîì è êèñëîðîäîì ñîîòâåòñòâåííî. Êàæäûéèç àòìîñ�åðíûõ ãàçîâ õàðàêòåðèçóåòñÿ ñâîèì íàáîðîì ñïåêòðàëü-íûõ èíòåðâàëîâ, ãäå îí ñèëüíåå èëè ñëàáåå ïîãëîùàåò ñâåò. Âèäèìàÿîáëàñòü ýëåêòðîìàãíèòíîãî ñïåêòðà � îäíà èç íåìíîãèõ, áîëåå èëèìåíåå ñâîáîäíûõ îò ñèëüíûõ ïîëîñ ïîãëîùåíèÿ àòìîñ�åðíûõ ãàçîâ(ñëàáûå ïîëîñû òàì, êîíå÷íî, åñòü). Áëàãîäàðÿ ýòîìó íàøè ãëàçà âè-äÿò Ñîëíöå è äðóãèå íåáåñíûå ñâåòèëà, è ìû ìîæåì ïðîâîäèòü àñò-ðîíîìè÷åñêèå íàáëþäåíèÿ, õîòÿ è ñòàëêèâàåìñÿ ñ ïðîáëåìàìè âðîäåàòìîñ�åðíîãî àýðîçîëÿ.Óëüòðà�èîëåòîâûé äèàïàçîí ñïåêòðà ñ äëèíàìè âîëí ìåíüøå3000 �A íàäåæíî ïåðåêðûò ïîëîñàìè ïîãëîùåíèÿ îçîíà, êèñëîðîäàè àçîòà. Ïðîöåññû èîíèçàöèè è äèññîöèàöèè ìîëåêóë çàäåðæèâàþòè áîëåå êîðîòêîâîëíîâîå ðåíòãåíîâñêîå è ãàììà-èçëó÷åíèå íåáåñíûõîáúåêòîâ, êîòîðîå äîõîäèò ëèøü äî ñòðàòîñ�åðû. Ïîëîñû ïîãëîùå-íèÿ â èçîáèëèè ïðèñóòñòâóþò è ñ äðóãîé ñòîðîíû îò âèäèìîãî äèà-ïàçîíà. Óæå íà åãî ãðàíèöå ñ èí�ðàêðàñíûì äèàïàçîíîì åñòü îá-ëàñòè ïîãëîùåíèÿ êèñëîðîäà O2, äàëåå íà÷èíàþòñÿ ìîùíûå ïîëîñûïîãëîùåíèÿ âîäÿíîãî ïàðà H2O. Íà åùå áîëüøèõ äëèíàõ âîëí íà-áëþäàþòñÿ ïîëîñû ïîãëîùåíèÿ îçîíà O3 è óãëåêèñëîãî ãàçà CO2,ñîçäàþùèå �ïàðíèêîâûé ý��åêò�, î êîòîðîì ãîâîðèëîñü ðàíåå.Àòìîñ�åðíûé îçîí âîîáùå ÿâëÿåòñÿ ïðèìåðîì òîãî, êàê îäèí èòîò æå ãàç â ðàçíûõ ñëîÿõ àòìîñ�åðû èãðàåò ïðîòèâîïîëîæíûå ðî-ëè äëÿ ÷åëîâåêà. Ñòðàòîñ�åðíûé îçîí � íåîáõîäèìûé äëÿ íàøåéæèçíè íàäåæíûé ùèò îò ñîëíå÷íîãî óëüòðà�èîëåòà. À âîò â òðîïî-ñ�åðå, ãäå îçîíà â ïîñëåäíåå âðåìÿ ñòàëî áîëüøå èç-çà äåÿòåëüíîñòè÷åëîâåêà, ýòî � ïàðíèêîâûé è, ê òîìó æå, ÿäîâèòûé ãàç, âðåäíûéäëÿ íàøåãî çäîðîâüÿ.Ëèøü íà äëèíå âîëíû îêîëî 1 ìì àòìîñ�åðà âíîâü ñòàíîâèòñÿïðîçðà÷íîé äëÿ èçëó÷åíèÿ. Äàëåå ìû ïåðåõîäèì â ðàäèîäèàïàçîí.Äëÿ áîëüøåé åãî ÷àñòè ïîìåõè, âíîñèìûå àòìîñ�åðîé, ìèíèìàëü-íûå ñðåäè âñåãî ýëåêòðîìàãíèòíîãî ñïåêòðà. Ïîýòîìó ðàäèîàñòðî-18

íîìèÿ ñòàëà âòîðîé ÷àñòüþ íàçåìíîé íàáëþäàòåëüíîé àñòðîíîìèè,íàðÿäó ñ îïòè÷åñêîé. Áûñòðîå ðàçâèòèå ðàäèîàñòðîíîìèè ñ ñåðåäè-íû XX âåêà ïðèâåëî ê ïðîðûâó âî âñåé íàóêå î Âñåëåííîé. �àäèî-îêíî ïðîçðà÷íîñòè àòìîñ�åðû äîñòàòî÷íî îáøèðíî, è òîëüêî âîëíûñ äëèíîé áîëåå 10 ìåòðîâ íå äîõîäÿò äî ïîâåðõíîñòè íàøåé ïëàíå-òû � îíè îòðàæàþòñÿ èîíîñ�åðîé Çåìëè.Ìû âèäèì, ÷òî àòìîñ�åðà ñêðûâàåò îò íàñ âèä Âñåëåííîé â áîëü-øåé ÷àñòè ýëåêòðîìàãíèòíîãî ñïåêòðà, ñèëüíî îãðàíè÷èâàÿ îáúåìèí�îðìàöèè, êîòîðóþ ìîãóò ïîëó÷èòü àñòðîíîìû. Íåóäèâèòåëüíî,÷òî âûõîä â êîñìè÷åñêîå ïðîñòðàíñòâî, ñäåëàâøèé àñòðîíîìèþ âñå-âîëíîâîé, îçíàìåíîâàë íà÷àëî íîâîé ýðû â åå èñòîðèè. Íîâàÿ ýðàíà÷àëàñü è â ñàìîé íàóêå îá àòìîñ�åðå, òàê êàê çíà÷èòåëüíàÿ äî-ëÿ åå èññëåäîâàíèé ñåé÷àñ òàêæå ïðîâîäèòñÿ èç êîñìîñà. Õî÷åòñÿíàäåÿòüñÿ, ÷òî ðàçâèòèå àòìîñ�åðíîé íàóêè è ðàñøèðåíèå âîçìîæ-íîñòåé íàáëþäåíèé ïîìîæåò ñîõðàíèòü ýòó óíèêàëüíóþ ñèñòåìó, âñåìíîãîîáðàçèå êîòîðîé ïîçâîëÿåò æèâûì îðãàíèçìàì ñóùåñòâîâàòüíà Çåìëå.Àâòîð ðàáîòû âûðàæàåò áëàãîäàðíîñòü È.À. Ìàñëîâó è Ñ.À. Êî-ðîòêîìó, ñîâìåñòíî ñ êîòîðûìè ïðîâîäèëèñü ïîëÿðèçàöèîííûå èç-ìåðåíèÿ �îíà ñóìåðå÷íîãî íåáà è �îòîìåòðèÿ ëóííûõ çàòìåíèé.

19