Ученые обнаружили в облаках удивительные кристаллы, напоминающие леденец на палочке. Это открытие может пролить свет на то, как формируются облака и какие процессы в них происходят в дальнейшем.
Леденцы в облаках: ученые обнаружили в небе кристаллы необычной формы

Облака полны ледяных леденцов — звучит как легкомысленная фантазия жарким летом, но на самом деле это реально существующее явление. Ученые обнаружили необычные кристаллы в форме леденцов после изучения более 5 миллионов фотографий, сделанных во время полета сквозь крупную облачную систему на северо-западе Англии в 2009 году. Исследователи использовали лазерные лучи, чтобы фотографировать кристаллы льда разной формы и понять, как именно лед образуется в воздухе, при температуре выше -30оС.

Форма кристаллов может многое рассказать об осадках, о цикле формирования облаков, об их отражательной способности — все это влияет на погоду и климат в целом. В результате, на фотографиях ученые увидели кристаллы необычной формы, с круглым «леденцом» на тонкой длинной «ножке». «Естественные процессы могут создавать объекты потрясающей красоты», — сказал Джонатан Кросьер, старший научный сотрудник, изучающий облака в Манчестерском университете и один из ученых, принявших участие в работе. «Мы сразу начали задавать себе вопросы о том, как они формируются». Результаты своего исследования ученые описали в статье, опубликованной на днях в Geophysical Research Letters, журнале Американского географического союза.

Разнообразие форм недавно открытых кристаллов
Разнообразие форм недавно открытых кристаллов

Согласно Кросьеру, хоть кристаллы похожей формы и наблюдались в ходе предыдущих исследований, это был первый раз, когда команда увидела их в таком большом количестве. Понимание того, как они формируются, даст новые знания о механизмах формирования и развития облаков. Джонатан поясняет, что в любом облаке со смешанной фазой (облако, содержащее смесь воды с сверхохлажденной водой и льдом в непосредственной близости друг от друга) существует очень тонкий баланс между жидкостью и ледяным компонентом. «Если льда будет слишком много, то обледенение быстро затронет всю жидкую воду, что приведет к осаждению и рассеиванию облака. Слишком мало льда, и лед буквально выпадет из структуры, оставив в небе сверхохлажденное жидкое облако с высокой отражающей способностью, которое может сохраняться в течение длительного времени и почти не образует осадков».

Кросьер говорит, что ледяной «леденец» — это недавно идентифицированная ледяная частица, которая может изменить баланс между жидкой водой и льдом в облаках смешанной фазы. Она может оказывать значительное влияние на продолжительность жизни облака и образование осадков. Ученые полагают, что процесс формирования «леденца» начинается, когда кристаллы льда образуют вершину облачной системы. После этого в облаке дует теплых поток воздуха, несущий сверхохлажденные, но все же жидкие капли воды. Они сталкиваются с кристаллами льда и мгновенно замерзают в форме крошечных иголок. Иногда эти крошечные иголки отламываются и падают сквозь облако, по пути ударяясь о крупные капли. Те приливают к вершине иглы — и так получается «леденец».

Схема процесса образования
Схема процесса образования «ледяных леденцов»

Сами по себе эти кристаллы имеют длину от 0,25 до 1,5 мм. Они падают на землю со скоростью порядка 3,6 км/час. «Поскольку мы обнаружили их на высоте в 4 км, для достижения поверхности им потребуется чуть больше часа, если в процессе падения кристаллы останутся неизменными. Но когда температура воздуха повышается, то кристалл плавится и превращается в воду. Даже в том случае, когда температура атмосферы ниже 0оС на всех слоях, ледяные леденцы могут деформироваться из-за других процессов, происходящих в облаках.

Новое открытие поразило ученых. Они планируют продолжить изучение кристаллов, чтобы узнать больше об их происхождении. «Формирование кристаллов в форме леденцов окутано тайной», говорит Кросьер, но исследователи обязательно разгадают ее.