У нічному небі полярних регіонів, захоплююче видовище оживає протягом морозних зимових місяців: стратосферні полярні хмари, відомі також як перламутрові хмари, освітлюють темряву своїми іридесцентними кольорами. Однак, за їхньою ефірною красою ховається важлива роль у циклі озону, з тривожними наслідками для навколишнього середовища.
Що таке перламутрові хмари, як вони утворюються і чому вони такі красиві, але водночас тривожні
Ці особливі хмари (які, якщо чесно, не є серед найрідкісніших явищ) утворюються на висотах від 15 до 25 км у стратосфері, де повітря є надзвичайно сухим і розрідженим. Щоб дозволити конденсацію в цих ворожих умовах, температури повинні опуститися до надзвичайно низьких рівнів до -85°C, значно нижче середньої стратосферної температури.
Унікальний склад перламутрових хмар надає їм характерну красу: безліч кристалів льоду, всі однакового розміру (близько 10µm), взаємодіють зі світлом у захоплюючий спосіб.
Коли світлові промені зустрічають ці крихітні призми, вони дифрагуються і взаємодіють один з одним, створюючи іридесцентні кольори, які роблять хмари такими чарівними.
Однак, утворення цих хмар не є лише питанням екстремальних температур; воно включає складні атмосферні механізми, такі як взаємодія між стратосферними вітрами і хвилями, що генеруються проходженням повітря над гірськими ланцюгами.
Стратосферні полярні хмари поділяються на дві основні категорії, Тип I і Тип II, які відрізняються за своїм хімічним складом. Перші містять суміш води, азотної кислоти та/або сірчаної кислоти, тоді як другі складаються виключно з кристалів льоду і вимагають ще нижчих температур (-83°C або нижче) для утворення.
Красиві, але шкідливі
Але чому перламутрові хмари, зокрема ті, що належать до Типу I, вважаються такими шкідливими для навколишнього середовища? Причина полягає в їхній ролі як каталізаторів для хімічних реакцій, які прискорюють руйнування озону.
Поверхні цих хмар перетворюють хлор, присутній в атмосфері, у високо реактивні форми, такі як хлорний монооксид (ClO). Коли весна повертається і сонце знову освітлює полярне небо, ці шкідливі молекули атакують озоновий шар у ланцюговій реакції, викликаючи страхітливу “озонову діру” полярних регіонів.
Крім того, вони затримують азотну кислоту, запобігаючи її з’єднанню з ClO для утворення менш шкідливих сполук.
Цікаво, що перламутрові хмари частіше зустрічаються на Південному полюсі, де зимові температури зазвичай нижчі, ніж на Північному полюсі. Однак, в останні роки ці небесні явища спостерігаються все частіше і в Арктиці, що може свідчити про зміни в глобальній атмосферній динаміці як це сталося з останньою північною авророю в Гренландії.
