Meglepő felfedezések a világító felhőkről

A NASA idén áprilisban indította el a világító felhők kutatását célzó kétéves programját. Többek között a program keretében lőtték fel idén április 25-én az Aim (Aeronomy of Ice in the Mesosphere) nevű műholdat is, a Földtől hatezer kilométer távolságban keringő műhold felülről figyeli a világító felhőket. Az elsődleges cél kideríteni, hogy a felhők képződésére szolgáló kondenzációs magvak földi eredetűek-e vagy sem, illetve pontosabb információt szolgáltatni a világító felhők keletkezéséről és „életciklusáról”.

A világító felhők első pillantásra a sarki fényhez hasonlító jelenségek, amelyek közvetlenül napnyugta után alakulnak ki, elsősorban a magasabb szélességi körök fölött. Mint arról a National Geographic Online korábban beszámolt, idén nyáron többek között hazánkban is sikerült lencsevégre kapni ezt a nem mindennapi jelenséget.

Míg a felhők a troposzférában (a légkör legalsó, körülbelül 12 kilométer magasságig terjedő részében) keletkeznek, ahol a vízgőz túlnyomó része található, a fehéres, ezüstös fényben derengő világító felhők a mezoszférában, mintegy 80 kilométeres magasságban alakulnak ki. A sarki fénnyel ellentétben nem a napkitörésekből származó részecskéknek a Föld mágneses terébe jutásával keletkeznek, hanem vízjégből állnak. Az elsősorban magas földrajzi szélességek fölött megfigyelhető felhők fénye tehát nem „saját maguk gerjesztette” fény, hanem a Nap visszavert fénye.

Közvetlenül napnyugta után, amikor a földi megfigyelő számára a Nap már nem látható, a nagy magasságban lévő felhőket még eléri a fény, és visszaverődik azokról.

Nagyon gyorsan alakulnak át

„Az Aim program már eddig is igen értékes információkkal szolgált. Ezek azt bizonyítják, hogy a korábbi elképzelésekkel ellentétben a világító felhők nagyon változatosak, és eddig nem gondolt szerkezetűek lehetnek” – nyilatkozta a sajtónak James Russel, a Hampton Egyetem kutatója.

Az Amerikai Geológiai Társaság San Franciscóban tartott ülésén Russel és kollégái bemutatták az Aim műhold által nyáron az északi féltekén készített felvételeket. „A világító felhőkről valaha készült legrészletesebb képekről van szó” – hangsúlyozta a szakértő. A képek öt kilométeres felbontásúak (egy pixel a valóságban öt kilométernek felel meg). A kutatók legnagyobb meglepetésére kiderült, hogy ezeknek a felhőknek a fénye tízszer olyan erős, mint azt korábban gondolták.

„Meglepő felfedezés volt a felhők gyors változása is. A felhők alakja naponta, sőt a műhold egyetlen keringési ideje (69 perc) alatt is rengeteget változik” – mondta Scott Bailey, a Virginiai Állam Egyetem munkatársa.

Forrás: NASA

A felhők szerkezetének változásában megfigyelhető egy ötnapos ciklus, amely valószínűleg a hőmérsékletingadozással van összefüggésben. Alacsonyabb hőmérséklet esetén több világító felhő képződik. A kutatók szerint mivel ezek a képződmények nagyon érzékenyen reagálnak a kismértékű hőmérsékletingadozásra, jó indikátorai lehetnek a klímaváltozásnak.

Befolyásolja-e a világító felhőket a klímaváltozás?

Bár még nagyon sok a bizonytalanság, egyre inkább a felé mutatnak az eredmények, hogy a világító felhők képződése és a klímaváltozás között összefüggés van. Az elmúlt időszakban ugyanis egyre gyakoribbá és egyre nagyobbá váltak ezek a felhők. A kutatók viszont még nem tudják pontosan, hogy mivel is magyarázható a jelenség.

Az viszont biztos, hogy a világító felhők képződésében három tényező játszik szerepet: a víz, az alacsony hőmérséklet és a kondenzációs magvak. A mezoszférában a víz metángáz, napfény és oxigén kémiai reakciója során keletkezik. Az alacsony hőmérséklet adott, ugyanis mínusz 140 Celsius fok körüli hőmérséklet jellemző ebben a magasságban.

A világító felhők képződését fokozhatja a növekvő széndioxid kibocsátás, ugyanis ennek hatása itt fordítva jelentkezik, mint a felszín közeli légrétegekben. A növekvő széndioxid az alsó légkörben jobban elnyeli a napsugárzást, így a földfelszínről kevesebb verődik vissza a világűrbe, ennek következtében a felszín közeli légrétegben nő a hőmérséklet, ezzel szemben a magasabb légrétegben, a mezoszférában csökken. A jelenséget tovább erősítheti a növekvő metángáz kibocsátás is, ami növeli a világító felhők vízgőztartalmát.

Forrás: NASA

Szerkezetük a „szokványos” felhőkéhez hasonlít

A felvételek tanulmányozása során az is kiderült, hogy a világító felhők szerkezete nem olyan, mint eddig gondolták. Míg a földről nézve hosszú, elnyúlt szerkezetű felhőket látunk, az űrből nézve ugyanezek gyűrűformába rendeződnek, akárcsak a „szokványos” troposzférikus felhők. Ez pedig arra utal, hogy ezek a felhők is valószínűleg függőleges légáramlás útján keletkeznek.

Forrás: NASA

A felhők szerkezetére vonatkozó új felfedezés nem mond teljesen ellent az eddigi (földi) tapasztalatoknak. Ugyanis bár igaz, hogy a világító felhők alsó rétegében hosszanti irányú elrendeződés figyelhető meg, viszont ezek sokszor olyan magasak, hogy a felső részüket a földről nem is lehet megfigyelni.

Az új felfedezések mellett viszont számos megválaszolatlan kérdés maradt még a világító felhőkkel kapcsolatban. Az egyik ilyen az ún. kondenzációs magvak eredetére vonatkozik. A kutatók ugyanis nem tudják, honnan származnak a vízgőz kicsapódásához szükséges kisméretű légköri szennyezőanyagok (kondenzációs magvak). Üstökösök maradványai-e vagy pedig a földről a légkör magasabb rétegeibe került porszemcsék?

Remélhetőleg a következő hónapok során újabb tényekre derül fény az Aim segítségével. A közeljövőben a műhold már a déli sarkvidék fölött végez megfigyeléseket.

Kapcsolódó cikkünk: