​Томские ученые обнаружили, что освещенные улицы могут зеркально отражаться в ночном небе — на облаках, состоящих из ледяных пластинок, образуя световую карту. Этот эффект практически не описан в литературе, однако основан на известном атмосферном явлении (том же, что вызывает световые столбы, возникающие над фонарями в морозные дни).

В Институте оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН (Томск) круглосуточно наблюдают за видимой полусферой неба при помощи собственной разработки — панорамно-оптической станции (на ней установлена цифровая камера со сверхширокоугольным объективом «рыбий глаз», угол зрения которого составляет 180 x 180°). На серии ночных фотографий, сделанных станцией, ученые заметили необычные световые пятна, лучи и контуры разнообразной формы, которые назвали глифами (от греч. γλύϕω — вырезаю, гравирую).
 
Исследователи предположили, что появление пятен света вызвано хорошо изученным природным явлением: взвешенные в атмосфере пластинки льда образуют зеркальный слой, который отражает свет, идущий от источников, находящихся на Земле, а также от Солнца и Луны. Шестиугольные ледяные пластинки могут возникнуть на высоте несколько километров в перистых и перисто-слоистых облаках летом и в межсезонье, а зимой в наших широтах — на высоте от нескольких сотен метров в слоистых и слоисто-кучевых облаках. Оседая вниз под действием силы тяжести и набегающего воздушного потока, эти шестиугольники выравниваются в горизонтальной плоскости — получается объемный отражающий слой. Так как свет отражают пластинки, расположенные друг над другом на разной высоте, мы видим столб света, если источник освещения находится достаточно далеко. Когда мы приближаемся к источнику света, столб превращается в пятно.
 
 
 
При достаточно низкой температуре зеркальный слой может образоваться у самой земли, тогда отражение становится хорошо заметно. Например, многие видели световые столбы в зимнем небе над луной или заходящим солнцем, а особенно часто — над уличными фонарями. 
 
Изучив изображения ночного неба с глифами, ученые обнаружили световые столбы в западной части неба, над городом, а значит, в то время в небе как раз были горизонтально ориентированные пластинки льда. В пользу этого вывода свидетельствовали и атмосферные условия: на небе образовались перисто-слоистые облака, местами хорошо просматривались звезды, при этом облака находились на большой высоте, а на нижнем и среднем ярусах их не было.
 
На снимках видно, что свечение не двигается относительно сторон света и высоты над горизонтом — это позволило наложить несколько фото друг на друга в графическом редакторе и в итоге получить еще более детальное и полное изображение. «Наше внимание привлек яркий блик необычной формы, напоминающий начертания цифры четыре. Мы сравнили изображение с картой района на “Яндекс Картах” и снимках Google Earth: эта четверка оказалась по форме очень похожей на пересечение улиц в томском Академгородке — проспекта Развития и улицы Кольцевой», — рассказывает старший научный сотрудник ИОА СО РАН кандидат физико-математических наук Виктор Петрович Галилейский.
 
Затем на фотографии выбрали семь четко выраженных точек световых глифов, которые визуально соотносились с улицами на плане города (четыре точки соответствовали фигуре «4»). Сопоставив положение бликов в небе и точек на карте, ученые вычислили, на какой высоте должен находиться зеркальный слой, если предположения правильные и в небе действительно отражаются именно эти улицы. Используя полученное значение высоты, они сравнили расположение других отражений и точек на карте. В результате расчетов оказалось, что исследователи не ошиблись: глифы соответствуют улицам на карте, а самый яркий блик, который привлек внимание к феномену, — большому тепличному комплексу в селе Трубачёво, примерно в шести километрах от места расположения оптической станции.
 
Ученые не нашли описание этого явления в литературе, за исключением одного случая, когда световая карта местности была замечена в небе над Финляндией. Между тем сотрудники ИОА СО РАН теперь часто наблюдают глифы на ночном небосводе. Однажды панорамная оптическая станция сделала снимки световых столбов, появившихся на высоте всего около 270 метров, так что были видны не только улицы, но и отдельные фонари. 
 
«Зеркальное отражение можно наблюдать, просто посмотрев вверх в темное время суток, но, как правило, человек замечает лишь отдельные световые пятна и не обращает на них внимания. Однако теперь, зная, что именно обычно отражается на небе в районе Томска, многие, например, видят отражение тепличного комплекса», — поясняет Виктор Галилейский.
 
Зафиксированные в первый раз глифы, скорее всего, нельзя было заметить невооруженным глазом: свечение было немногим ярче остального неба, а сфотографировать его позволила съемка с длинной выдержкой (30 секунд).
 
По словам ученых, этот эффект служит индикатором для диагностики состояния атмосферы и ее аэрозольного состава наряду с другими атмосферно-оптическими явлениями, такими как гало, радуги или венцы. «Отслеживать появление зеркального слоя в атмосфере в Томске оказалось проще всего по характерному глифу в виде цифры четыре. На основании данных о его размерах и положении в небе можно делать выводы о поведении облачного слоя. Например, раздвоение контура четверки свидетельствует о двойном зеркальном слое, а смещение изображения во времени относительно зенита — об изменении высоты облаков», — говорит участник исследования сотрудник ИОА СО РАН Александр Михайлович Морозов.
 
Александра Федосеева
 
Фото предоставлены группой панорамно-оптической станции ИОА СО РАН

Источники

Томские ученые обнаружили отражение земных объектов в ночном небе
ИА Regnum, 09/01/2019
Сибирские ученые доказали феномен отражения улиц в небе
ВСЁ в Красноярске - 2-999-999 (2-999-999.ru), 09/01/2019
"Невиданная световая четверка": сибирские ученые доказали феномен зеркального отражения улиц в небе
NewsLab.ru, 09/01/2019
Сибирские ученые доказали феномен отражения улиц в небе
Krskplus.ru, 09/01/2019
"Сибирские ученые доказали феномен отражения улиц в небе"
Ivest.kz, 09/01/2019
Небесная карта города
Наука в Сибири (sbras.info), 09/01/2019
Томские ученые обнаружили отражение земных объектов в ночном небе
The world news (theworldnews.net), 09/01/2019
Разгадана тайна светящейся "четверки" в небе над Томском
Национальный рейтинг университетов (unirating.ru), 09/01/2019
В томском небе обнаружили световую карту города
Новости@Rambler.ru, 09/01/2019
Отражение томских улиц заметили в облаках
Sibnet.ru, 09/01/2019
В томском небе обнаружили световую карту города
Популярная механика (popmech.ru), 09/01/2019
Томские ученые разглядели в облаках отражение городских улиц
Российская газета (rg.ru), 09/01/2019
В ночном небе Томска появилась загадочная "четверка"
Московский Комсомолец # Томск (tomsk.mk.ru), 09/01/2019
Ученые составили карту Томска из фотографий ночного неба
Сиб.фм (sib.fm), 10/01/2019
В Томске разглядели отражение земли в ночном небе
Новости@Rambler.ru, 10/01/2019
В Томске разглядели отражение земли в ночном небе
Мир24 (mir24.tv), 10/01/2019
В Томске разглядели отражение земли в ночном небе
News.hi.ru, 10/01/2019
Ученые составили карту Томска из фотографий ночного неба
Gorodskoyportal.ru/novosibirsk, 10/01/2019
В Томске разглядели отражение земных объектов в ночном небе
Mukola.net, 10/01/2019
Ученые томского института увидели в ночном небе отражения городских улиц
В Томске (vtomske.ru), 11/01/2019
Это интересно. Ученые томского института увидели в ночном небе отражения городских улиц
Природа Сибири (prirodasibiri.ru), 11/01/2019
Томские ученые обнаружили "световую карту" в ночном небе
Kp.ru, 12/01/2019
Томские ученые разглядели в облаках отражение городских улиц
Respect.новости (news.re19.ru), 13/01/2019
Разгадана тайна светящейся "четверки" в небе над Томском
Экспресс (express-k.kz), 12/01/2019
В сибирском небе увидели зеркальное отражение ночного города
Земля. Хроники жизни (earth-chronicles.ru), 12/01/2019
В сибирском небе увидели зеркальное отражение ночного города
SMIonline (so-l.ru), 12/01/2019
В сибирском небе увидели зеркальное отражение ночного города
Око планеты (oko-planet.su), 12/01/2019
В сибирском небе увидели зеркальное отражение ночного города
Gismeteo (gismeteo.ru), 12/01/2019
Карта города отобразилась в ночном небе
Метеовести (meteovesti.ru), 14/01/2019
Отражения городских улиц
Красное знамя (krasnoeznamya.tomsk.ru), 16/01/2019
Карта города отобразилась в ночном небе
Геопортал Республики Коми (gis.rkomi.ru), 15/01/2019

Похожие новости

  • 07/05/2018

    Томские ученые разрабатывают материал для производства имплантатов

    ​Ученые томского Института физики прочности и материаловедения СО РАН работают над получением биоинертных сплавов с низким модулем упругости для производства медицинских имплантатов. Сегодня самый распространенный материал для имплантатов - технически чистый титан, модуль упругости которого составляет около 120 гигапаскалей.
    431
  • 10/03/2017

    Институт оптики атмосферы им. В.Е.Зуева СО РАН в числе победителей конкурса Лазерной ассоциации

    ​На 12-й международной специализированной выставке лазерной, оптической и оптоэлектронной техники «Фотоника. Мир лазеров и оптики-2017» подведены итоги традиционного конкурса Лазерной ассоциации на лучшую отечественную разработку в области лазерной аппаратуры и лазерно-оптических технологий.
    1841
  • 25/09/2018

    Ученые ИФПМ СО РАН раскрывают потенциал высокоэнтропийных сплавов

    ​Молодые сотрудники ИФПМ СО РАН участвуют в реализации научного проекта «Роль стехиометрического состава и внутренней структуры в формировании свойств и зарождении пластической деформации в высокоэнтропийных сплавах CoCrFeMnNi» при финансовой поддержке Российского научного фонда, грант № 17-79-10108.
    262
  • 25/05/2017

    Ученые выяснили, как гнус мешает работе оптических приборов

    ​Ученые томского Института оптики атмосферы имени В.Е. Зуева СО РАН выяснили, что летом в Западной Сибири гнус в значительной степени влияет на прозрачность приземного слоя атмосферы и может существенно снизить эффективность работы оптических приборов в видимой и инфракрасной областях спектра.
    766
  • 20/09/2018

    Элегаз и гелий подняли эффективность лазера на азоте

    ​Исследователи из Института сильноточной электроники Сибирского отделения РАН, Томского государственного университета, Томского политехнического университета и Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники разработали новую модель для изучения накачки азотной рабочей среды для лазеров с наносекундными импульсами.
    231
  • 01/03/2018

    Томские физики создали миниатюрные голубые струи и красные спрайты

    ​Сотрудники Института сильноточной электроники СО РАН описали открытое и воспроизведенное ими в лабораторных условиях явление апокампа — формирование голубых и красных струй плазмы, возникающих на изгибе канала импульсно-периодического электрического разряда в различных газах.
    483
  • 13/01/2017

    Вышла в свет книга «Создатели российских лазеров»

    ​​Осенью 2016 года Издательский дом «Столичная энциклопедия» выпустил в свет книгу «Создатели российских лазеров». Книга посвящена истории создания, испытаний и промышленного производства отечественных лазеров.
    1680
  • 26/06/2017

    Как ракушка помогла материаловедам

    ​​Морская раковина - удивительно красивое творение природы. Все знают, что если прислонить ее к уху, то услышишь шум прибоя, вспомнишь о мягком песке, теплых летних днях. Но, оказывается, это еще и эталон, достичь которого стремятся ученые-материаловеды из разных стран, работающие над созданием материалов нового поколения! В течение 11 лет Томский ​научный центр Сибирского отделения РАН занимается созданием многослойных металло-интерметаллидных композиционных материалов и моделированием процессов их разрушения.
    838
  • 14/02/2017

    Томский ученый Илья Романченко - о физике и разработках

    ​​​Томский физик Илья Романченко получил премию президента в области науки и инноваций для молодых ученых за 2016 год. В интервью РИА Томск он рассказал о том, как его работа может помочь в борьбе против раковых клеток и террористов, почему в физике недостаточно просто выучить формулы, а также на что он собирается потратить 2,5 миллиона рублей.
    2744
  • 12/10/2016

    Томские ученые испытывают новые стекла для космических спутников

    ​Сотрудники НИИ ПММ ТГУ проводят испытания покрытий, созданных для защиты иллюминаторов, линз и зеркал космических аппаратов от эрозии. При помощи легкогазовой баллистической установки экспериментальные образцы обстреливают микрочастицами порошка железа со скоростью 5-8 километров в секунду.
    1689