Газовые облака из триметилалюминия выпущены первой из трех ракет, запущенных в рамках кампании Super Soaker. Изгибающиеся волны нестабильности Кельвина-Гельмгольца, ненадолго появляющиеся в центре изображения, прежде чем рассеяться, могут объясняться, как газы, смешивающиеся в том, что ранее считалось стабильными слоями атмосферы. Предоставлено: NASA.
«Серферские волны» на этом изображении, формирующиеся высоко над небом Аляски, освещают невидимые течения в верхних слоях атмосферы. Они были измерены по газу триметилалюминия, выпущенному во время запуска зондирующей ракеты с Покер-Флэт, Аляска, 26 января 2018 года. Ученые фотографируют газ, который не опасен для человека, после того, как он мгновенно воспламеняется при воздействии кислорода.
Такие вьющиеся волны являются продуктом неустойчивости Кельвина-Гельмгольца, которая возникает, когда потоки газа или жидкости проходят друг мимо друга с разной скоростью. Когда потоки сталкиваются друг с другом, они образуют характерные завитки, которые появляются в природе повсюду, от поверхности океана до клубящейся пыли вдоль пояса Юпитера.
Исследователи из Университета Клемсона в Южной Каролине наблюдали нестабильность Кельвина-Гельмгольца, показанную здесь на высоте почти 105 км над Землей. Когда волны рассеивались, они создавали турбулентность, смешивая газы над и под ними. Это турбулентное колебание в пределах стабильного в остальном слоя атмосферы показывает, как газы движутся вверх и вниз в нашей атмосфере. Это могло бы объяснить, почему молекулярный азот, который является тяжелым, иногда наблюдается намного выше, чем должен быть, в то время как более легкий атомарный кислород каким-то образом опускается ниже.
Понимание того, как ветры движутся в атмосфере, вносит дополнительный фрагмент головоломки для всей атмосферной системы - где небольшой температурный дисбаланс на экваторе может в конечном итоге привести к огромным порывам ветра высоко над Арктикой.
