Na nocnym niebie regionów polarnych, podczas mroźnych zimowych miesięcy, ożywa zapierający dech w piersiach spektakl: chmury stratosferyczne polarne, znane również jako chmury perłowe, rozświetlają ciemność swoimi iryzującymi kolorami. Jednak za ich eterycznym pięknem kryje się kluczowa rola w cyklu ozonu, z niepokojącymi konsekwencjami dla środowiska.
Czym są chmury perłowe, jak się tworzą i dlaczego są tak piękne, jak i niepokojące
Te specjalne chmury (które nie są wcale jednymi z najrzadszych zjawisk) tworzą się na wysokościach od 15 do 25 km w stratosferze, gdzie powietrze jest niezwykle suche i rozrzedzone. Aby umożliwić kondensację w tych trudnych warunkach, temperatury muszą spaść do wyjątkowo niskich poziomów do -85°C, znacznie poniżej średniej stratosferycznej.
Unikalny skład chmur perłowych nadaje im charakterystyczne piękno: mnóstwo kryształków lodu, wszystkie o podobnych rozmiarach (około 10µm), w fascynujący sposób oddziałują z światłem.
Kiedy promienie świetlne napotykają te maleńkie pryzmaty, są one dyfraktowane i interferują ze sobą, generując iryzujące kolory, które czynią chmury tak czarującymi.
Jednak tworzenie się tych chmur to nie tylko kwestia ekstremalnych temperatur; obejmuje złożone mechanizmy atmosferyczne, takie jak interakcja między wiatrami stratosferycznymi a falami generowanymi przez przepływ powietrza nad łańcuchami górskimi.
Chmury stratosferyczne polarne występują w dwóch głównych kategoriach, Typ I i Typ II, różniących się składem chemicznym. Pierwsze zawierają mieszaninę wody, kwasu azotowego i/lub kwasu siarkowego, podczas gdy drugie składają się wyłącznie z kryształków lodu i wymagają jeszcze niższych temperatur (-83°C lub niższych) do utworzenia się.
Piękne, ale szkodliwe
Ale dlaczego chmury perłowe, zwłaszcza te typu I, są uważane za tak szkodliwe dla środowiska? Powód tkwi w ich roli jako katalizatorów reakcji chemicznych, które przyspieszają niszczenie ozonu.
Powierzchnie tych chmur przekształcają obecny w atmosferze chlor w wysoce reaktywne formy, takie jak tlenek chloru (ClO). Kiedy wiosna powraca i słońce ponownie oświetla niebo polarne, te szkodliwe cząsteczki atakują warstwę ozonową w reakcji łańcuchowej, powodując obawianą „dziurę ozonową” polarną.
Dodatkowo, zatrzymują kwas azotowy, uniemożliwiając mu połączenie się z ClO w celu utworzenia mniej szkodliwych związków.
Warto zauważyć, że chmury perłowe są częstsze na Biegunie Południowym, gdzie zimowe temperatury są zazwyczaj niższe niż na Biegunie Północnym. Jednak w ostatnich latach te niebiańskie spektakle były coraz częściej obserwowane również w Arktyce, co może być sygnałem wskazującym na zmiany w globalnej dynamice atmosferycznej jak miało to miejsce przy ostatniej zorzy polarnej na Grenlandii.
