Наблюдения аэрозольных слоев в верхней стратосфере после

Наблюдения аэрозольных слоев в верхней стратосфере
после падения чебаркульского метеорита
Черемисин А.А.
1,2
2
3
3
, Новиков П.В. , Иванов В.Н. , Зубачев Д.С. ,
3
4
4
4
4
Коршунов В.А. , Лапшин В.Б. , Иванов М.С. , Галкин К.А. , Губко П.А. ,
4
4
5
6,7
Антонов Д.Л. , Тулинов Г.Ф. , Николашкин С.В. , Маричев В.Н.
8
,
8
Бычков В.В. , Шевцов Б.М.
1
2
Ñèáèðñêèé ôåäåðàëüíûé óíèâåðñèòåò, Ðîññèÿ
Êðàñíîÿðñêèé èíñòèòóò æåëåçíîäîðîæíîãî òðàíñïîðòà, Ðîññèÿ
3
ÔÃÁÓ ÍÏÎ Òàéôóí, Ðîññèÿ
4
5
Èíñòèòóò êîñìîôèçè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé è àýðîíîìèè èì. Þ.Ã. Øàôåðà ÑÎ ÐÀÍ,
Ðîññèÿ
6
7
8
ÔÃÁÓ "ÈÏÃ Ðîññèÿ
Èíñòèòóò îïòèêè àòìîñôåðû èì. Â.Å. Çóåâà ÑÎ ÐÀÍ, Ðîññèÿ
Íàöèîíàëüíûé èññëåäîâàòåëüñêèé Òîìñêèé ãîñóäàðñòâåííûé óíèâåðñèòåò, Ðîññèÿ
Èíñòèòóò êîñìîôèçè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé è ðàñïðîñòðàíåíèÿ ðàäèîâîëí ÄÂÎ ÐÀÍ,
Ðîññèÿ
aacheremisin@gmail.com novikov-pv@yandex.ru korshunov@typhoon.obninsk.ru
director@ipg.geospace.ru nsvsci@rambler.ru marichev@iao.ru vasily.v.bychkov@gmail.com
Ïðîõîæäåíèå ×åáàðêóëüñêîãî ìåòåîðèòà, èìåâøåå ìåñòî 15 ôåâðàëÿ 2013 ãîäà íàä
ã. ×åëÿáèíñêîì è ïðèëåãàþùèì ðåãèîíîì, èìåëî áîëüøîé îáùåñòâåííûé ðåçîíàíñ è âûçâàëî åñòåñòâåííûé èíòåðåñ èññëåäîâàòåëåé ðàçëè÷íûõ ñïåöèàëüíîñòåé. Ìàññà ìåòåîðèòà
îöåíèâàëàñü â 10 òûñ. òîíí, ÷òî ñðàâíèìî ñ îáùåé ìàññîé ìåòåîðíîãî âåùåñòâà, âõîäÿùåãî
â çåìíóþ àòìîñôåðó â òå÷åíèå ãîäà (îò 16 äî 40 òûñ. òîíí ïî ðàçíûì îöåíêàì). Âçðûâ
ìåòåîðèòà â ñòðàòîñôåðå îñòàâèë àýðîçîëüíûé ñëåä, êîòîðûé, â ïðèíöèïå, ìîã áûòü çàôèêñèðîâàí ìåòîäîì ëèäàðíîãî çîíäèðîâàíèÿ.
 äîêëàäå ïðåäñòàâëåíû ðåçóëüòàòû ëèäàðíûõ íàáëþäåíèé âûñîòíûõ àýðîçîëüíûé
ñëîåâ, êîòîðûå ïîÿâèëèñü â àòìîñôåðå ïîñëå ïàäåíèÿ ×åáàðêóëüñêîãî ìåòåîðèòà â Ìîñêâå,
Îáíèíñêå è ßêóòñêå. Ïðîâåäåííûé òðàåêòîðíûé àíàëèç ïîêàçàë, ÷òî íàáëþäàâøèåñÿ ñëîè
ïðèøëè èç ðàéîíà ïàäåíèÿ ìåòåîðèòà.
Ïåðâûå ñëåäû ìåòåîðíîãî ïðîèñõîæäåíèÿ áûëè çàôèêñèðîâàíû ëèäàðíîé ñòàíöèåé ã.
Îáíèíñêà 18 ôåâðàëÿ íà âûñîòå îêîëî 42 êì. Îòíîøåíèå îáðàòíîãî ðàññåÿíèÿ R íà äëèíå
âîëíû 532 íì ñîñòàâëÿëî â ìàêñèìóìå ñëîÿ 1.15. Â ïîñëåäóþùåì ñëîè íàáëþäàëèñü â
Îáíèíñêå è Ìîñêâå íà âûñîòàõ îò 34 äî 38 êì, íà÷èíàÿ ñ 20 ôåâðàëÿ ïðèìåðíî ñ 03 ÷àñ. ìñê.
Íàèáîëåå ñèëüíûå ñëîè íàáëþäàëèñü ñ 21 ïî 26 ôåâðàëÿ, à â ìàðòå ìåñÿöå îíè çíà÷èòåëüíî
îñëàáëè. Ïî äàííûì èçìåðåíèé â Îáíèíñêå, ïðîâåäåííûì ñ ðàçðåøåíèåì 0.15 êì, øèðèíà
ñëîåâ íà óðîâíå 0.5 ñîñòàâëÿëà íåñêîëüêî ñîò ìåòðîâ. Ìàêñèìàëüíàÿ çàôèêñèðîâàííàÿ
âåëè÷èíà R â ñåðåäèíå ñëîåâ äîñòèãàëà óðîâíÿ 2.8. Ðåçóëüòàòû, ïîëó÷åííûå â Îáíèíñêå è
Ìîñêâå äîïîëíÿþò äðóã äðóãà è ñîãëàñóþòñÿ ìåæäó ñîáîé.
Ïîñëå ïàäåíèÿ ìåòåîðèòà â ßêóòñêå 20 ôåâðàëÿ îêîëî 14:00 UT òàêæå íàáëþäàëñÿ
òîíêèé àýðîçîëüíûé ñëîé íà âûñîòå 39.5 êì. Â ìàêñèìóìå êîýôôèöèåíò àýðîçîëüíîãî
ðàññåÿíèÿ R ñîñòàâèë 1.8 íà äëèíå âîëíû 532 íì.
213
Ðèñ. 1. Âûñîòíî-âðåìåííàÿ ðàçâ¼ðòêà ðàññ÷èòàííûõ òðàåêòîðèé, íà÷àòûõ îò ìåòåîðíîãî
ñëåäà âáëèçè ×åëÿáèíñêà 15 ôåâðàëÿ â 03:20 UTC. Ãðàäàöèè ñåðîãî íà òðàåêòîðèÿõ ñîîòâåòñòâóþò ðàññòîÿíèþ äî Îáíèíñêà. Êðåñòèêè ñîîòâåòñòâóþò âûñîòàì àýðîçîëüíûõ ñëî¼â,
íàáëþäàâøèõñÿ íàä Îáíèíñêîì.
 Òîìñêå ïîñëå ïàäåíèÿ ìåòåîðèòà ëèäàðíûå íàáëþäåíèÿ ïðîâîäèëèñü 16, 20 è 21
ôåâðàëÿ. Íàáëþäàëàñü äîñòàòî÷íî ñëîæíàÿ è èçìåí÷èâàÿ êàðòèíà ôîíîâîãî àýðîçîëÿ íà
âûñîòàõ 15-45 êì, îäíàêî âûðàæåííûõ àýðîçîëüíûõ ñëî¼â íà ýòîì ôîíå çàôèêñèðîâàíî
íå áûëî.
Äëÿ àíàëèçà ïðîèñõîæäåíèÿ çàðåãèñòðèðîâàííîãî ñòðàòîñôåðíîãî àýðîçîëÿ áûëè ïðîâåäåíû ðàñ÷¼òû èçîýíòðîïèéíûõ òðàåêòîðèé âîçäóøíûõ ìàññ ïî ìåòîäèêå, îïèñàííîé â
[1]. Òðàåêòîðèè íà÷èíàëèñü îò êîîðäèíàò ìåòåîðíîãî ñëåäà, ðàññ÷èòàííûõ ÷åøñêèìè ó÷¼íûìè ïî âèäåîçàïèñÿì ïàäåíèÿ ìåòåîðèòà [2]. Íà÷àëüíûå òî÷êè îáðàòíûõ òðàåêòîðèé ðàñïîëàãàëèñü íà âûñîòàõ îò 15 êì (60.6 â.ä., 54.9 ñ.ø.) äî 42 êì (61.9 â.ä., 54.8 ñ.ø.) ñ
øàãîì 0,25 êì ïî âûñîòå. Ïåðåìåùåíèå âîçäóøíûõ ìàññ ïðîèñõîäèëî â âîñòî÷íîì íàïðàâëåíèè, â ñîîòâåòñòâèè ñ âðàùåíèåì öèðêóìïîëÿðíîãî âèõðÿ â çèìíèé ñåçîí. Íàèáîëüøóþ
ñêîðîñòü èìåëè âîçäóøíûå ìàññû íà âûñîòàõ 42-44 êì, ê 18-19 ôåâðàëÿ îíè äîøëè äî
Îáíèíñêà è Ìîñêâû íà âûñîòàõ íàáëþäåíèÿ àýðîçîëÿ, îáîãíóâ Ñåâåðíûé ïîëþñ. 22 ôåâðàëÿ âîçäóøíûå ìàññû, ñîäåðæàùèå àýðîçîëü îò ìåòåîðíîãî ñëåäà, äîñòèãëè Îáíèíñêà íà
âûñîòàõ 33-34 êì. 25-27 ôåâðàëÿ íàä Îáíèíñêîì ïðîõîäèëè âîçäóøíûå ìàññû íà âûñîòàõ
36-38 êì, ñäåëàâ âòîðîé îáîðîò âîêðóã Ñåâåðíîãî ïîëþñà. ßêóòñêà ýòè âîçäóøíûå ìàññû
äîñòèãëè 20 ôåâðàëÿ íà âûñîòå íàáëþäåíèÿ àýðîçîëÿ.
Íà ðèñ.1 ïðèâåäåíà âûñîòíî-âðåìåííàÿ ðàçâ¼ðòêà ðàññ÷èòàííûõ òðàåêòîðèé. Ïî îñè
àáñöèññ îòëîæåíû äàòû ôåâðàëÿ, ïî îñè îðäèíàò - âûñîòà òðàåêòîðèé. Ìåòêè äàò ñîîòâåòñòâóþò 00:00 âñåìèðíîãî êîîðäèíèðîâàííîãî âðåìåíè (UTC). Íà òðàåêòîðèÿõ ãðàäàöèÿìè ñåðîãî ïîêàçàíî ðàññòîÿíèå äî Îáíèíñêà: ÷åì òåìíåå, òåì áëèæå ïðîøëà òðàåêòîðèÿ.
Êðåñòèêàìè â ñîîòâåòñòâóþùèå äíè îòìå÷åíû âûñîòû íàáëþäåíèÿ ïèêîâ àýðîçîëüíîãî
ðàññåÿíèÿ. Ñëåäóåò îòìåòèòü äîñòàòî÷íî õîðîøåå ñîãëàñèå ìåæäó âûñîòàìè ïðîõîæäåíèÿ
òðàåêòîðèé âáëèçè Îáíèíñêà, è âûñîòàìè íàáëþäåíèÿ àýðîçîëÿ.
Àíàëîãè÷íîå ñîâïàäåíèå õàðàêòåðíî è äëÿ ßêóòñêà: 20 ôåâðàëÿ òðàåêòîðèè, ñîäåðæàùèå àýðîçîëü ìåòåîðíîãî ïðîèñõîæäåíèÿ, ïðîøëè íàèáîëåå áëèçêî ê ßêóòñêó íà âûñîòå
îêîëî 39.5 êì.
 ýòîò æå ïåðèîä ëèäàðíûå íàáëþäåíèÿ ïðîâîäèëèñü â ñ. Ïàðàòóíêà Êàì÷àòñêîé îáëàñòè, 21 è 25 ôåâðàëÿ. Áûëà çàðåãèñòðèðîâàíà òèïè÷íàÿ êàðòèíà äèôôóçíûõ àýðîçîëüíûõ
ñëîåâ äëÿ ýòîãî ñåçîíà íà Êàì÷àòêå [3] íà âûñîòàõ 24-44 êì, ñ çíà÷åíèÿìè îòíîøåíèÿ ðàññåÿíèÿ ïîðÿäêà 1.1-1.15. Îäíàêî â äíè íàáëþäåíèé òðàåêòîðèè, êîòîðûå ìîãëè ñîäåðæàòü
214
Ðèñ. 2. Âûñîòíî-âðåìåííàÿ ðàçâ¼ðòêà ðàññ÷èòàííûõ òðàåêòîðèé, íà÷àòûõ îò ìåòåîðíîãî
ñëåäà âáëèçè ×åëÿáèíñêà 15 ôåâðàëÿ â 03:20 UTC. Ãðàäàöèè ñåðîãî íà òðàåêòîðèÿõ ñîîòâåòñòâóþò ðàññòîÿíèþ äî ñ. Ïàðàòóíêà Êàì÷àòñêîé îáëàñòè. Ïðîôèëè ñîîòâåòñòâóþò
ëèäàðíûì íàáëþäåíèÿì â ñ. Ïàðàòóíêà.
àýðîçîëü ìåòåîðíîãî ïðîèñõîæäåíèÿ, ïðîøëè ñëèøêîì äàëåêî îò ñ. Ïàðàòóíêà (ðèñ.2).
Îöåíêà âëèÿíèÿ ïîãðåøíîñòåé èñïîëüçóåìûõ äàííûõ íà ðåçóëüòàòû ìîäåëèðîâàíèÿ
òðàåêòîðèé, ïðîâåäåííàÿ ìåòîäîì Ìîíòå-Êàðëî â ñîîòâåòñòâèè ñ [2], ïîêàçàëà, ÷òî íà
âûñîòàõ 30-40 êì ñëó÷àéíûé ðàçáðîñ òðàåêòîðèé ÷åðåç 5 äíåé ñîñòàâèë îêîëî 300 êì, à
÷åðåç 10 äíåé 300-800 êì. Áëèæàéøèå ðàññòîÿíèÿ îò òî÷åê íàáëþäåíèé äî òðàåêòîðèé
èìåþò òîò æå ïîðÿäîê, ñëåäîâàòåëüíî, ìîãóò ñëóæèòü êðèòåðèåì òîãî, ÷òî òðàåêòîðèè
äîñòèãëè òî÷êè íàáëþäåíèÿ.
Òàêèì îáðàçîì, àíàëèç ðàñ÷¼òíûõ òðàåêòîðèé âîçäóøíûõ ìàññ ïîêàçàë, ÷òî ñòðàòîñôåðíûé àýðîçîëü, íàáëþäàâøèéñÿ ñ 18 ôåâðàëÿ 2013 ãîäà ñåòüþ ëèäàðíûõ ñòàíöèé íà
øèðîòàõ 55-65 ñ.ø., âåðîÿòíî, èìååò ìåòåîðíîå ïðîèñõîæäåíèå.
Ðàáîòà âûïîëíåíà ïðè ôèíàíñîâîé ïîääåðæêå ÐÔÔÈ (ïðîåêò 13-05-01036à), ïðîãðàììû Ïðåçèäèóìà ÐÀÍ 16, Ìèíîáðíàóêè ÐÔ (ÃÊ  14.518.11.7053, ñîãëàøåíèå
 14.Â37.21.0612) è èíòåãðàöèîííîãî ïðîåêòà ÑÎ ÐÀÍ 106. Àâòîðû áëàãîäàðíû Ìåòåîðîëîãè÷åñêîé ñëóæáå Âåëèêîáðèòàíèè (UK Meteorological Oce) çà ïðåäîñòàâëåííûå
äàííûå.
Литература
1. Черемисин А.А., Маричев В.Н., Новиков П.В. Ëèäàðíûå íàáëþäåíèÿ âóëêàíè÷åñêîãî àýðîçîëÿ â àòìîñôåðå íàä Òîìñêîì // Ìåòåîðîëîãèÿ è ãèäðîëîãèÿ. 2011.  9.
Ñ.46-56.
2. Borovicka J., Spurny P., Shrbeny L. Trajectory and orbit of the Chelyabinsk superbolide
// Central Bureau for Astronomical Telegrams, IAU. 2013. No. 3423. URL http://www.icq.eps.harvard.edu/CBET3423.html (äàòà îáðàùåíèÿ 30.04.2013).
3. Черемисин А.А., Новиков П.В., Шнипов И.С., Бычков В.В., Шевцов Б.М. Ëèäàðíûå
íàáëþäåíèÿ è ìåõàíèçì ôîðìèðîâàíèÿ ñòðóêòóðû àýðîçîëüíûõ ñëîåâ â ñòðàòîñôåðå
è ìåçîñôåðå íàä Êàì÷àòêîé // Ãåîìàãíåòèçì è àýðîíîìèÿ. 2012. Ò. 52,  5. Ñ.
1-11.
215
Observations of aerosol layers in the upper stratosphere after falling
Chebarkulsko meteorite
Cheremisin A.A.1 , Novikov P.V.2
Siberian Federal University, Russia
Krasnoyarsky Institute of Railway Transport, Russia
1
2
Passage Chebarkulsky meteorite, which took place February 15, 2013 over the city of
Chelyabinsk and the surrounding region, there has been great public outcry and led to a
natural interest of researchers of dierent disciplines. Mass of the meteorite was estimated at 10
thousand tons, which is comparable to the total mass of meteoric material entering the earth's
atmosphere during the year (from 16 to 40 thousand tons according to various estimates).
Mass of the meteorite was estimated at 10 thousand tons, which is comparable to the
total mass of meteoric material entering the earth's atmosphere during the year (from 16 to 40
thousand tons according to various estimates). The explosion of a meteorite in the stratosphere
aerosol left a trail that, in principle, could be xed by the lidar observations.
The report presents the results of lidar observations of high-altitude aerosol layers, which
appeared in the atmosphere after the fall of the meteorite Chebarkulsky in Moscow, Obninsk
and Yakutsk. Held trajectory analysis showed that the observed layers came from the area of
the fall of the meteorite.
216