భూమిపై అత్యంత ఎత్తైన మేఘాలు కిందికి దిగుతున్నాయి

వేసవి రాత్రుల్లో, సూర్యాస్తమయం తర్వాత చాలాసేపటికి, పలుచని మేఘాలు సంధ్యా ఆకాశంలో ప్రకాశవంతంగా మెరవగలవు. 1883లో క్రకటోవా మహా విస్ఫోటనం తర్వాత, 1885లో వాటిని మొదటిసారి వర్ణించారు. నేల చీకటిలో ఉన్నప్పుడు కూడా అవి ఇంకా సూర్యకాంతిలో వెలుగుతుంటాయి కాబట్టి, అవి 80 కి.మీ.కు పైగా ఎత్తులో తేలుతూ ఉండాలి. 1912 నుంచి భావిస్తున్నట్టు అవి నీటి మంచుతో తయారైనవైతే, అక్కడి గాలి 150 కెల్విన్‌ల కంటే చల్లగా ఉండాలి. ఇవే నిశాదీప్త మేఘాలు (noctilucent clouds), భూమిపై అత్యంత ఎత్తైన మేఘాలు.

ఎగువ గాలిలో ఒక ముందస్తు హెచ్చరిక

అవి ఒక శీతోష్ణస్థితి సంకేతాన్ని మోసుకొస్తాయని చాలా కాలంగా అనుమానిస్తున్నారు. పెరుగుతున్న కార్బన్ డయాక్సైడ్, మేఘాల కింద ఉండే పొరలైన స్ట్రాటోస్ఫియర్‌ను, మీసోస్ఫియర్‌ను చల్లబరుస్తుంది. చల్లబడిన పొరలు సంకోచిస్తాయి: ఎగువ వాతావరణం “కుంచించుకుపోతుంది”, దాని పైన కూర్చున్న మేఘాలు నెమ్మదిగా కిందికి దిగాలి. ఈ ప్రాంతానికి చెందిన ఒక శీతోష్ణస్థితి నమూనా, LIMA/MIMAS, సరిగ్గా అదే అంచనా వేస్తుంది — 1960 తర్వాత వేగం పుంజుకునే అవరోహణ, అంతకుముందు కంటే 6.5 రెట్లు వేగంగా, ఎందుకంటే కార్బన్ డయాక్సైడ్ మరింత మరింత వేగంగా పెరుగుతోంది.

దీన్ని పరీక్షించడం కష్టం. మేఘాలు ఎంత తరచుగా కనిపిస్తాయనేది పరిశీలకుల సంఖ్యపై, వాతావరణ పరిస్థితులపై ఆధారపడుతుంది; వాటి ప్రకాశాన్ని క్రమాంకనం చేయని (uncalibrated) పరికరాలతో కొలిచారు. అయితే వాటి ఎత్తును మాత్రం అవి కనుగొనబడినప్పటి నుంచీ కొలుస్తూనే ఉన్నారు. ఇంతకుముందరి సమీక్షలకు స్పష్టమైన ధోరణి ఏదీ కనిపించలేదు: ఎత్తులు సహజంగానే 79 నుంచి 85 కి.మీ. మధ్య చెదిరి ఉంటాయి, ఇది ఆశించిన తగ్గుదల కంటే ఎక్కువ.

సమానమైనవాటినే పోల్చడం

రష్యన్ అకాడమీ ఆఫ్ సైన్సెస్ అంతరిక్ష పరిశోధనా సంస్థకు (Space Research Institute) చెందిన ఓలెగ్ ఉగోల్నికోవ్, మాస్కో, కలినిన్‌గ్రాడ్‌లలోని సహోద్యోగులు ముందుగా కఠినమైన నియమాలు పెట్టుకున్నారు. లేజర్ కాంతితో ఆకాశాన్ని పరిశీలించే ఆధునిక లైడార్లు (lidars), మేఘ పొరలో పైభాగాన ఉన్న చిన్నచిన్న మంచు రేణువులను చూస్తాయి; ఛాయాచిత్రాలు మాత్రం దాని అడుగున ఉన్న అతిపెద్ద రేణువులను చూస్తాయి — 2 కి.మీ. వరకు కిందగా. కాబట్టి ఒకే ఒక పద్ధతి లెక్కలోకి వస్తుంది: త్రికోణీకరణ (triangulation) — ఒకే మేఘాన్ని రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ చోట్ల నుంచి ఫొటో తీసి, దాని స్థానంలో కనిపించే జరుగుదల నుంచి దాని ఎత్తును లెక్కించడం.

వారు అస్పష్టమైన సర్వేలను కూడా తొలగించారు. 1887లో జరిగిన మొట్టమొదటి సర్వే 79 కి.మీ. అని తేల్చింది, కానీ దాని ఇద్దరు పరిశీలకులు కేవలం 32.4 కి.మీ. దూరంలో ఉన్నారు, వారి సమయ సమన్వయం కొన్ని నిమిషాల తేడాలో మాత్రమే ఉంది — 10 కి.మీ.కు పైగా దోషాలకు ఇది చాలు. బృందం కనీసం 40 కి.మీ. దూరంలో ఉండి, కచ్చితమైన సమయ నిర్ధారణ ఉన్న ప్రదేశాలను మాత్రమే ఉంచుకుంది: 1890-1891లో బెర్లిన్ చుట్టుపక్కల ఓ. యెస్సే (O. Jesse), 1932-1934లో ఓస్లో దగ్గర సి. స్టోర్మర్ (C. Störmer), తర్వాత స్టాక్‌హోమ్, ఎస్టోనియా, లాట్వియా, స్కాట్లాండ్, 1986లో 200 కి.మీ. ఆధార రేఖ (baseline) వరకు.

ఇరవై వేల కొత్త ఎత్తులు

2020 నుంచి, దాదాపు ఇరవై కెమెరాలు — వాటిలో చాలావరకు స్వయంచాలక Starvisor నెట్‌వర్క్‌లోనివి — 54 నుంచి 61 డిగ్రీల ఉత్తర అక్షాంశాల మధ్య ఆకాశాన్ని గమనిస్తున్నాయి. అవి ఒకదానికొకటి 50 నుంచి 200 కి.మీ. దూరంలో ఉన్న బృందాలుగా పనిచేస్తాయి, నిమిషానికి నాలుగు చిత్రాల వరకు తీస్తాయి. సాఫ్ట్‌వేర్ ప్రతి మేఘ క్షేత్రాన్ని ముక్కలుగా కత్తిరించి, కెమెరాల మధ్య వాటిని జతపరిచి, వాటి ఎత్తును, వేగాన్ని లెక్కిస్తుంది. ఫలితం: దాదాపు 20,000 విడివిడి ఎత్తులు.

రెండో పద్ధతి అవే చిత్రాలతో వాటిని సరిచూస్తుంది. ఒక మేఘం భూమి నీడలోకి జారుతున్నప్పుడు, దానికి చేరే సూర్యకాంతి ఓజోన్ పొరను దాటినప్పుడు అది మొదట మరింత నీలంగా మారుతుంది, తర్వాత ఆ కాంతి దిగువ వాతావరణం గుండా వెళ్ళినప్పుడు మరింత ఎర్రగా మారుతుంది. ఈ రంగు మార్పుల సమయం దాని ఎత్తును తెలుపుతుంది. స్ట్రాటోస్ఫియర్‌లోని సూక్ష్మ కణాల మసకకు (haze) ఒక సవరణ చేసిన తర్వాత, రెండు పద్ధతులూ 0.18 కి.మీ. తేడాలోపు ఏకీభవిస్తాయి.

ఆధారాల చిక్కుముడి విప్పడం

ఈ మేఘాల ఎత్తు ఋతువు, రాత్రిలోని సమయం, చంద్రుని వల్ల కలిగే వాతావరణ పోటులు, అక్షాంశం, సౌర కార్యకలాపాలపై కూడా ఆధారపడుతుంది. బృందం 1890 నుంచి 2026 వరకు, ఒక్కో కొలత చొప్పున, వీటన్నిటినీ ఒకేసారి సరిపోల్చింది (fit). రెండు ప్రభావాలు మాత్రమే ప్రత్యేకంగా నిలుస్తాయి: ఋతువు — అయనాంతం తర్వాత కొన్ని వారాలకు, జూలై 10 ప్రాంతంలో మేఘాలు అత్యంత కిందగా ఉంటాయి — మరియు దీర్ఘకాలిక ధోరణి.

ఆ ధోరణిని నమూనా అంచనాలో ఒక భాగం Kగా కొలుస్తారు: K = 1 అంటే నమూనా సరైనది, K = 0 అంటే ధోరణి లేదు. సరిపోల్చడం K = 0.52 ± 0.18 ఇస్తుంది — 99.5% కంటే ఎక్కువ విశ్వాసంతో గుర్తించిన అవరోహణ, కానీ నమూనా అంచనా వేసే దానిలో సగం. నేడు, అంటే శతాబ్దానికి దాదాపు 1.2 కి.మీ.

ఒక సాధారణ తనిఖీ దీన్ని ధృవీకరిస్తుంది. 2000కి ముందు, అన్ని కొలతల సగటు ఎత్తు 82.52 కి.మీ.; 2020ల దశకంలో అది 81.83 కి.మీ. మేఘాలు 0.69 కి.మీ. కిందగా ఉన్నాయి — 1960 నుంచి నమూనా ఆశించే తగ్గుదలలో దాదాపు సగం.

అడుగు దిగుతుంది, పై అంచు నిలుస్తుంది

ఒక వివరం ప్రత్యేకంగా కనిపిస్తుంది. మేఘాల ఎత్తు పరిధిలోని పై అంచు, ఋతువు పొడవునా గానీ దశాబ్దాల పొడవునా గానీ, దాదాపు కదలలేదు. దిగువ అంచు సగటు కంటే దాదాపు రెండింతలు దిగింది — నమూనా అంచనా వేసే వేగానికి దగ్గరగా.

మరింత త్రికోణీకరణ నేటి సగటు ఎత్తును మరింత కచ్చితం చేస్తుందని రచయితలు ఆశిస్తున్నారు, కానీ ధోరణి మాత్రం పాత కొలతల తక్కువ సంఖ్య, పరిమిత కచ్చితత్వం వల్ల పరిమితంగానే ఉంటుంది. అసలైన లాభం, వారు రాసినట్టు, 21వ శతాబ్దంలో లైడార్లు, ఉపగ్రహాలు, కెమెరాలు మేఘాలను తగినంత కాలం గమనించిన తర్వాతే వస్తుంది.