В последние десятилетия все более часто появляются сообщения о наблюдениях мезосферных облаков перед восходом или после захода Солнца (серебристые облака). Эти облака образуются на высотах 80…90 км и состоят из частиц пыли, с конденсированным на них льдом. Наиболее удивительные их свойства – отражать излучение радаров на частотах от 5 МГц до 1,3 ГГц, так как концентрация ледяных частиц чрезвычайно мала и составляет ~10 нг на куб. метр. Для объяснения этого аномального свойства выдвигалось предположение, что они покрыты слоем металлического натрия, которое, однако, не нашло подтверждения.
В работе (Bordonskiy et al., 2019) была высказана гипотеза о том, что металлические свойства частиц возникают при контакте диэлектрика и льда 0. Этот лёд является сегнетоэлектриком, он был теоретически предсказан в работе (Russo et al., 2014) и экспериментально обнаружен в (Бордонский, Орлов, 2017).
Для подтверждения гипотезы (Bordonskiy et al., 2019) нами выполнены лабораторные эксперименты по поглощению излучения лазера на длину волны 0,52 мкм, проходящего через диэлектрическую подложку с конденсированной на ней пленкой льда 0 толщиной ~10 нм. Оказалось, что такая структура сильно поглощает (рассеивает) излучение при температурах –100…–23°C, то есть в области существования льда 0 (Бордонский и др., 2020). Дополнительно был измерен коэффициент отражения от этой структуры, который достигал 0,15 в том же интервале температур.
Ввиду сильного рассеяния излучения ледяными частицами, обладающими проводящим слоем на границе лёд 0 – диэлектрик, представляется возможным регистрация серебристых облаков методами микроволновой радиометрии. Появления серебристых облаков связывается с ростом концентрации метана в атмосфере, что приводит к образованию воды в мезосфере и изменению климата. Однако возможны и другие механизмы ее доставки в мезосферу.
Работа выполнена при поддержке РФФИ (проекты № 18-05-00085, 20-05-00563).