Иногда верхние миражи своим «дальновидением» задают настоящие загадки.

В 1815 году произошло знаменитое в истории наполеоновских войн сражение при Ватерлоо. В книге «Атмосфера» К. Фламмарион приводит свидетельство жителей бельгийского города Вервье о том, что они видели в этот день на небе вооруженных людей — артиллеристов. Между Ватерлоо и Вервье — 105 километров. И вот что удивительно: мираж передал очертания далеких предметов так, будто до них рукой подать. В Вервье заметили даже, что у одной пушки сломано колесо! Подобные дальние миражи — явления хоть и редкие, но отнюдь не исключительные.

В 1927 году известный американский летчик Ч. Линдберг совершил знаменитый по тем временам перелет через Атлантический океан. Потом он рассказывал, что в двухстах милях от Ирландии он видел землю — холмы и деревья. Мираж продолжался несколько минут.

Во время своей космической одиссеи на «Салюте» советский космонавт Георгий Гречко обнаружил на одной из снятых им фотографий льдину, висящую в воздухе выше облаков. В загадке разобрались на земле — это был мираж.

Тайна «дальнобойности» таких миражей еще ждет своих исследователей.

Обычно миражи появляются при тихой погоде, иначе ветер «разобьет» воздушное зеркало. Однако оно в то же время не такое уж хрупкое! В иных случаях легкие колебания отражающего воздушного слоя необходимы для «полноты» картины: благодаря им, например, в «озерных» миражах появляется такая достоверная деталь, как рябь на поверхности мнимого озера. Ну, а главное свойство миражей — это их поразительное разнообразие. Так, в зависимости от характера отражения верхним воздушным зеркалом мы иногда видим мираж прямо над собой, высоко в воздухе, в виде перевернутого изображения. Такие миражи даже более часты, чем иные. Бывают случаи и посложнее, когда верхние миражи, образующиеся при прямом отражении скрытых от глаз наблюдателя предметов в необычном атмосферном зеркале, дают сразу двойное изображение — прямое и перевернутое. В полярных широтах доводилось наблюдать даже тройные миражи.

Мы уже говорили с вами о рефракции — о распространении света в среде с меняющимся коэффициентом преломления. Чем ближе солнце находится к горизонту, тем менее благоприятными могут быть условия для прямолинейного, без помех, без явлений рефракции, прохождения солнечных лучей к наблюдателю. Понять это в общем-то не так уж сложно: у земной поверхности; когда лучи солнца идут к наблюдателю в горизонтальной плоскости, им приходится преодолевать большую толщу нижних слоев атмосферы с разной плотностью, с постоянно меняющимися границами между ними. По сути дела, «игра» солнца — это тот же мираж. Естественно, что если солнце стоит значительно выше горизонта и тем более в зените, на пути его лучей оказываются более спокойные и однородные слои воздуха. Солнечные лучи хоть и искривляются, но не настолько, чтобы вызвать у нас разного рода зрительные иллюзии. «Чудес на свете много», — поется в одной популярной песенке. Их и впрямь много, но ни за одним из них не стоит некая непознаваемая потусторонняя сила. Было бы сильным преувеличением утверждение о том, что механизм всех разнообразных здесь описанных и многих других оставшихся вне нашего с вами внимания оптических явлений в атмосфере изучен до тонкости и нет больше никаких вопросов. И вопросы есть, и многое еще предстоит изучить, но в том, что все это поддается изучению, наука нисколько не сомневается.

Удивляет электричество

«Счастливое знамение»

В древнем мире еще были замечены эти странные голубые огоньки, намекавшие на что-то необычное. Тогда это явление называли огнями Кастора и Поллукса — по имени мифологических героев-близнецов. А позднее переименовали в огни Эльма — по названию церкви святого Эльма в Италии, где они появлялись. Особенно часто такие огни наблюдали на мачтах кораблей. Римский философ и писатель Луций Сенека отметил, что во время грозы «звезды как бы нисходят с неба и садятся на мачты кораблей». Впечатляющую картину увидели в 1902 году моряки парохода «Моравия». Находясь у островов Зеленого Мыса, капитан Симпсон записал в судовом журнале: «Целый час в море полыхали молнии. Стальные канаты, верхушки мачт, нок-реи, ноки грузовых стрел — все светилось. Казалось, что на шканцах, через каждые четыре фута повесили зажженные лампы, а на концах мачт и нок-рей засветили яркие огни». Свечение сопровождалось необычным шумом: «Словно мириады цикад поселились в оснастке или с треском горели валежник и сухая трава…»

Огни святого Эльма разнообразны. Бывают они в виде равномерного свечения, в виде отдельных мерцающих огоньков, факелов. Иногда они настолько похожи на языки пламени, что их бросаются тушить. Несмотря на всю кажущуюся необычность этого явления, оно довольно давно нашло естественное объяснение: такие огни — тихие электрические заряды в атмосфере. Наблюдают их чаще всего во время гроз, снежных бурь, шквалов, когда в облаках и на поверхности земли накапливается большое количество электричества.

Наша планета окружена электрическим полем, подобным тому, какое образуется вокруг любого заряженного электричеством тела. В большинстве случаев воздух заряжен положительно, а земля отрицательно. Возникновение электрического поля в нижних слоях атмосферы происходит, главным образом, за счет ионизации воздуха.

Обычные молнии сопровождаются оглушительным треском — громом, ведь молния — это сильный и быстрый электрический разряд. Однако при определенных условиях происходит не разряд, а истечение зарядов, различное по продолжительности. В принципе это тот же разряд, но только «тихий», специалисты называют его коронным, то есть венчающим какой-либо предмет подобно короне.

При таком разряде из различных острых выступов — шпилей, башен, высоких шестов, деревьев, корабельных мачт и т. д. — начинают выскакивать одна за другой маленькие электрические искры. Если искр много и процесс длится более или менее продолжительно, мы и видим бледно-голубоватое сияние, похожее на язычки пламени.

Ионизация атмосферы в верхних слоях обычно выше, чем в нижних. Поэтому потенциальные электрические поля в горах обладают значительно большей интенсивностью, чем на равнинах. И огни Эльма в горных районах наблюдаются чаще.

Мало есть в природе явлений, способных сравниться по красоте и величественности с полярными сияниями!

Сполохи — так их называют иногда у нас на Севере — играли на небе несколько часов.

Северян, исконных жителей Заполярья, сполохами не удивишь. Там северные сияния — привычное явление.

Ученые установили прямую связь земных сполохов с пятнами на Солнце. Отмечено, что, когда большое пятно проходит центральный меридиан Солнца, на Земле через 20–40 часов почти всегда начинают играть сполохи и разражается магнитная буря.

В солнечных недрах, где царит температура, достигающая многих миллионов градусов по Цельсию, происходят сложные реакции на ядерном уровне. Тепло, которое обогревает нашу планету, — следствие этих реакций. Но не только тепло излучает наше светило в мировое пространство — из области солнечных пятен выбрасываются еще потоки частиц, включая положительно заряженные протоны и отрицательно заряженные электроны. Когда протоны и электроны достигают верхних, разреженных слоев атмосферы Земли, они, как и в газоразрядной трубке, сталкиваются с атомами и молекулами воздуха, главным образом азота и кислорода, и заставляют их светиться. Так возникают полярные сияния в естественных условиях.

И не только на Севере

Когда Солнце выбрасывает с большой скоростью особенно мощные потоки частиц, полярное сияние может оказаться совсем не полярным. Вполне закономерно, что такие случаи вызывают необычайный интерес населения, своевременно ответить на вопросы которого позволяют современные средства массовой информации. В 1941 году полярное сияние видели в Воронежской области. По словам очевидца, ночью на дворе было светло, как днем. Причем странная заря занималась не 'на востоке, а на севере. Два дня люди судачили об этой необычной ночной заре, а потом все успокоились, узнав, что это было обыкновенное полярное сияние. Вся его необычность в том, что оно «спустилось» так далеко к югу.