Азбука путевых знаков. — Русский киевлянин пишет из Петербурга. — LiveJournal
Наткнулся на очень интересный и познавательный текст по железнодорожной тематике. Настоящим любителям очень понравится.Алексей Вульфов. Поседневная жизнь российских железных дорог. — М.: Молодая гвардия, 2007.
…»Итак, железная дорога в результате всех тягот и трудов, наконец, проложена. Теперь пора маркировать ее путь. Пикетные столби-ки, как уже говорилось, отмеряют каждую сотню метров железнодорожного пути. Километровые столбы – каждый километр. Раньше они назывались верстовыми знаками, были полосатыми, как верстовые столбы на шоссе и столбовых дорогах, и отмеряли, соответственно, версты. Состоит километровый знак из двух белых крылышек, на которых черным нанесены цифры. Каждое из крылышек глядит в сторону своего километра. Когда железнодорожники говорят, например: «35-й километр, шестой пикет» — это значит, что речь идет о месте на перегоне, расположенном в четырех-стах метрах от столба тридцать пятого километра в направлении к 34-му километру.
Счет километража всегда идет от некой крупной станции или от начала какой-либо железнодорожной линии.
Пока не отменили в начале 1960-х годов путевых обходчиков, пикетные столбики для красоты выкладывались звездочками из красного кирпича, поэтому на фоне непременно выровненных бровок и откосов путь выглядел образцово. Автор лишь раз видел такой путь – в 1990 году на участке Жмеринка-Могилев-Подольский. Теперь это уже другое государство…
Есть еще предельные столбики – они ставятся между двумя расходящимися в стороны путями от стрелки и указывают «предел» — место, дальше которого нельзя ставить вагон; иначе поезд, идущий по соседнему пути, может с ним столкнуться. В просторечии железнодорожники так и называют эти столбики «пределом» или «проходом» и говорят, например: «стоит за пределом», «есть проходы», «убрались за проход» — то есть хвост состава уместился за предельный столбик.
Втаскивает машинист тяжелый и длинный грузовой поезд на путь сортировочной станции. Длины этого пути в обрез.
Все ближе красный сигнал. Крадучись, чтобы ни в коем случае не заехать за светофор, буквально сантиметр за сантиметром, держась за кран тормоза (он называется кран машиниста), машинист ждет, пока запищит рация и дежурная «под-скажет» (на железной дороге так говорят – не скажет, а подскажет, в смысле – направит, разъяснит, сообщит): «Машинист на таком-то пути, убрались!» или «Есть проходы на таком-то пути!» — и тут же машинист тормозит, чтобы поезд встал, как вкопанный. Значит, в конце пути, с километр позади локомотива, хвост поезда зашел за «предел» и никому не мешает проезжать по стрелке.
А насколько, кстати, ярче звучит: голова или хвост, а не начало или конец поезда! Между прочим, это не просторечие, а термины железнодо-рожных ПТЭ – Правил технической эксплуатации, главного документа, определяющего работу железных дорог. Дело в том, что начало и конец поезда – это понятия достаточно условные. Кто знает – откуда считать начало, откуда конец? А вот голова (локомотив, который действительно всему поезду го-лова, у него есть и глаза-фары) и хвост, окончание состава – это предельно наглядно, не ошибется никто.
А чем теоретически отличается значение слова состав от слова поезд, знаете? Состав – это группа вагонов без локомотива, а поезд – с локомотивом и подключенными тормозами.
Южно-Уральская дорога. Участок Челябинск — Уфа. Мой снимок 2016 года.
В старину существовали еще столбики, которые указывали границы участков, дистанций или околотков. Их называли граничные столбики, от слов «граница» или «грань». Дело в том, что путь в пределах участка делится на дистанции и околотки – причем слово «дистанция» имеет английское происхождение (distance), а околоток – это уже нашенское, от назва-ния жандармских участков. Попросту говоря – отделение, то есть часть дистанции. Все линейные работники службы пути – сторожа, обходчики, монтеры, – относятся к определенному околотку. Он имеет номер, а дис-танция обозначается по названию станции, на которой находится контора дистанции – так издавна повелось. Вот и выходит, например, должность: «Путеобходчик второго околотка Бологовской дистанции пути».
Граничные знаки имели такие мудреные обозначения, что автор, к стыду своему, не в состоянии их расшифровать (думаю, это теперь уже не сможет сделать никто).
Горный участок Миасс — Златоуст. Мой симок 2016 года.
В старину путь маркировался также и уклоноуказателями. Их отменили на рубеже 1950 — 1960 годов. Это отдельная эпохальная история (на железной дороге таковая непременно стоит за любым термином – как бывает во всяком серьезном ремесле, в котором все исполнено таинственного смысла). Крылышко уклоноуказателя глядело вверх или вниз, в зависимости от возвышения или уклона пути, и указывало начало уклона и размер его в «тысячных». Что это такое? Величина уклона железнодорожного пути определяется числом метров уклона на километр пути. Железнодорожники говорят: «Там подъем тяжелый, девятитысячный». Это значит, что за километр пути этого участка линия поднимется на 9 метров. Если подъем (а в обратном направлении, соответственно, уклон, или спуск) будет длиной больше километра, его называют затяжным.
Иной раз на таких подъемах паровоз тянул из последних сил, а помощник машиниста или какой-нибудь другой работник транспорта бежал впереди и сыпал на рельсы песок балласта или битое об рельс стекло (которое специально возили с собой на товарных паровозах) для лучшего сцепления колес, постоянно опасаясь быть раздавленным. И паровоз боролся за движеие до последнего!
Уклоноуказатели были нужны до тех пор, покуда подвижной состав бегал на фаркопах – то есть с винтовыми сцепками или стяжками (винтовой упряжью), а не с автоматическими, как сейчас. В принципе, на винтовых стяжках до сих пор ездит вся Европа. Там больших поездов и, следо-вательно, ударно-тяговых нагрузок не бывает. То ли дело Россия с ее гигантскими и по объему, и по расстояниям перевозками. Еще до революции товарный поезд длиной в 150 вагонных осей не был чем-то из ряда вон выходящим. Машинисту вести такой состав было очень нелегко, требовалась ювелирная точность в управлении тягой. Чуть сильнее дернул состав в та-ком месте, где половина поезда идет на уклоне, а другая половина еще находится на подъеме – и разорвал поезд, то есть вагоны расцепились на ходу.
На старых вагонах с деревянными рамами случалось, что стяжной крюк при разрыве протыкал всю раму насквозь и торчал с противоположной стороны вагона! Машинист останавливает и дает свистком тревожный сигнал расцепа – один короткий-один длинный-один короткий. Кондуктора бегут соединять, когда это возможно, а если разорвали основательно, то ограждают оставшуюся часть поезда с хвоста, укладывают под колеса тормозные башмаки и кладут на рельсы сигнальные хлопушки – петарды. Ставят, отсчитав сколько нужно метров от последнего вагона, красный флаг или ночью керосиновый фонарь с красным стеклом. Авария!
Обрывы поездов были настоящим бедствием в грузовом движении. Далеко не на каждом месте перегона машинист мог «открыться» или «закрыться» — то есть открыть регулятором подачу пара в машину или за-крыть пар (между прочим, в просторечии эти выражения до сих пор сохра-няются у машинистов во многих депо, где давно ходят тепловозы и элек-тровозы – столь выразительна была паровозная речь!). В неурочном месте изменения режима тяги в составе возникала сильная оттяжка, и слабые винтовые фаркопы, стягивавшие крюки вагонных сцепок, не всегда ее выдерживали.
Машинисты как бы готовили поезд к открытию или закрытию регулятора – или немного сжимали буфера, чтобы состав на время превра-тился в монолит, или наоборот – растягивали поезд, давая возможность составу по всей длине плавно натянуть стяжки, и тогда уже «открывались» или «закрывались». Бывали случаи обрыва и при трогании с места – паровоз буксует-буксует, а потом у машиниста нервы не выдержат, даст он маленько регулятором от себя посильнее, и готово: пополам. Рвали ведь и пассажирские поезда, особенно длинные, за что машиниста серьезно наказывали. Правда, доехать можно было на запасной стяжке, но это все равно не избавляло от взыскания.
Чтобы напоминать машинисту, особенно молодому, место на пути, где начинается или заканчивается уклон, переходя в площадку (ровное место), или после подъема сразу начинается спуск, и ставили уклоноуказатели, или, по-другому, уклонные знаки.
А почему их отменили? Потому что с конца 1930-х годов началось внедрение автосцепки, которую переняли у американцев (хотя советская автосцепка считается лучше, она так и называется — СА-3, советская автосцепка третьего типа; слово «советская» в данном случае с законной гордостью подчеркивает высокое качество изделия).
Запас прочности автосцепки и ее защищенность от рывков и ударов настолько велики, что разо-рвать поезд даже при желании очень сложно. Когда проводили испытания автосцепок на товарных поездах, за разрыв поезда машинисту… давали премию. Для сопровождавшей поезд «науки» это был бесценный материал!
С переходом на автосцепку была связана и такая полукурьезная обязанность паровозной бригады, как экстренная замена… сцепки на паровозе. Это недолго продолжалось в середине 1950-х годов, пока происходил полный перевод всего парка на автосцепку. Два человека на себе стаскивали тяжеленную автосцепку с площадки паровоза и устанавливали ее вме-сто стяжки, если узнавали от дежурного, что поезд, с которым предстояло ехать паровозу, подходит с автосцепкой на головном вагоне. Или наоборот – снимали автосцепку и ставили вместо нее стяжку. Кроме того, для того, чтобы соединить между собой автосцепку и фаркоп, использовали так на-зываемую «звёнку» — двухзвенную тяжелую цепь, которая одним концом накидывалась на крюк фаркопа, а другим с помощью специальной скобы вставлялась в автосцепку (о звёнке речь еще впереди).
После перевода всех локомотивов и вагонов (подвижного состава) на автосцепки (это поразительно неприхотливое и надежное устройство исправно служит до сих пор) надобность в уклоноуказателях пропала. Машинистам стало гораздо проще водить поезда.
С уходом винтовой упряжи исчезли целые транспортные профессии: например, скрутчик, который скручивал стяжки между вагонами. Нужно было стянуть сцепку накрепко, чтобы потом в поезде не было «игры», то есть люфта вагонов между собой. Для этого до упора крутили рукоятку на специальном стягивающем винте, откуда и название – винтовая упряжь (слово «упряжь» пошло, понятно, от лошадей). Скрутчики (или, иначе, винтильщики) были только на больших станциях, где делалось много ма-невров, а в обычных случаях «крутили фаркопы» сцепщики и составители поездов. Были на сортировочных станциях и пролазчики – которые проле-зали под составом и осматривали тормозное оборудование и сцепки, дела-ли мелкий ремонт. Эта профессия тоже ушла в небытие. В паровозном хо-зяйстве трудились шлакоуборщики, чистильщики топок, круговоротчики – ремесла эти исчезли вместе с паровозами… Имелись и ламповщики – которые чистили и заправляли лампы и фонари, мойщики паровозных узлов и деталей перед ремонтом, в просторечии называвшиеся «помазками».
Были они до самого нутра пропитаны керосином…
Между прочим, иногда сцепщики для скорости сцепляли вагоны на ходу (шли впереди вагона со стяжкой в руке), хотя это было весьма небезопасно: чуть зазевался – оказался между буферами, или остался без руки. «Папа мой был сцепщиком на товарной станции в Серпухове, ему там грудь раздавило буферами» (И. Бунин. «Мадрид»).
Было немало случаев тяжелых травм и гибели сцепщиков, особенно в войну, когда сцепщиками работало много почти не обученных, голодных и переутомленных юношей и девушек, а маневры производить нужно было расторопно – фронт не ждал (прочтите описание этого труда в романе Виктора Астафьева «Последний поклон»).
При паровозах много было не только ныне устаревших профессий, но и сигнальных знаков на пути. Например, «Закрой сифон» и «Закрой поддувало». Все знают выражение «просифонило» — то есть продуло на-сквозь. Так вот сифон действительно создает искусственную тягу в топке паровоза, что заставляет топливо гореть гораздо активнее.
Помощник машиниста открывает кран на котле, и из сифонного кольца начинает с силой струиться в трубу пар – он-то, подхватывая воздух, и раздувает огонь в топке, подобно человеку, дующему на костер, только гораздо сильнее. И когда сифон включен, особенно если паровоз работает на угле или на дровах, он поднимает из паровозной трубы энергично выскакивающие искры, а порой крупные горящие куски топлива. При проходе паровоза с сильно открытым сифоном под мостом (а в паровозные времена, то есть до сере-дины 1960-х годов, множество пешеходных, автодорожных, узкоколейных мостов и путепроводов были еще полностью деревянными) могли про-изойти поджог моста или сильное задымление, опасное для пешеходов.
Станция Златоуст. Мой снимок 2016 года.
Знак «Закрой поддувало» ставился перед пешеходными настилами и мостами, которые находятся под паровозом. В старину из-под паровоза прилично сорило из топки на путь горящими хлопьями шлака и кусками пылающего угля. Путь, по которому ходили паровозы на твердом топливе (уголь, дрова, сланец, торф), был всегда узнаваем.
Были случаи, когда целые станции сгорали из-за поджога деревянных шпал и брусьев упавшим паровозным жаром (ведь железобетонных шпал, как сейчас, тогда еще не было). Знак «Закрой поддувало» заставлял паровозную бригаду закрывать в опасном месте зольник. На новых паровозах выпуска 1930-1950-х годов стояли большие бункерные зольники, сквозь которые шлак из топки просыпался гораздо меньше, однако знаки «Закрой поддувало» еще долго продолжали стоять, пока паровозы не ушли совсем.
Знаки «Начало толкания» и «Конец толкания» ограничивают место на затяжном подъеме, где должно начинаться и заканчиваться подталкива-ние поездов локомотивом-толкачом. Зачем нужны эти знаки, автор так понять и не смог (машинист ведь и без них знает, когда можно начинать и заканчивать подталкивать). Как говорит персонаж пьесы А. Н. Островского «Горячее сердце» – «для порядку». Знаки «Граница станции» и «Проводник» куда существеннее. Граница станции – понятно: это место, где заканчивается перегон и начинаются станционные пути – другое служебное подчинение.
А вот «Проводник» хитрее: это совсем не тот проводник, о котором могут подумать непосвященные, здесь значение иное. Раньше, ко-гда на локомотивах не было радиостанций, и машинисту нельзя было передать никакого сообщения, при неисправности входного семафора или светофора, который ограждал въезд на станцию, поезд по инструкции должен был встречать представитель дежурного по станции (нарочный) – он-то и назывался проводником. В руке он держал крашеную жестяную или стальную табличку с выдавленной надписью: «Билет-проводник № такой-то, станция такая-то, для приема четных или нечетных поездов» (поезда, идущие на север и восток, испокон веков имеют четную, а на юг и запад – нечетную нумерацию). Получив этот билет, машинист получал право въезжать на станцию в сопровождении этого самого проводника. Так вот место, где проводник должен был встречать поезд, и указывалось таблич-кой «проводник».
Особая железнодорожная живинка – временные переносные путевые знаки. Как они живописно, пестрым рядком висят под навесами у путейцев или стоят вдоль служебных сараев! Это сугубо железнодорожное разно-цветие.
Знак «С» означает – подай в этом месте длинный свисток. Знаки «Начало опасного места» и «Конец опасного места» ограничивают место на пути, которое поезду необходимо пройти с уменьшением скорости, нередко очень значительным. Если забудет дорожный мастер выставить такой знак там, где путь не в порядке, может произойти большая беда. 16 августа 1988 года скоростной поезд «Аврора» при подходе к станции Бологое на 307 км у станции Поплавенец на скорости 159 км/ч сошел с рельс. По словам очевидца, вагоны во время катастрофы разбрасывались по сторонам, как спички, шестой вагон полностью ушел в болото вертикально вниз (на поверхности остались лишь хвостовые огни), и только электровоз (который буквально оторвался от состава — произошел саморасцеп), первый и два хвостовых вагона остались на пути. Вагон-ресторан имел старое оснащение, кухня его работала на керосине. После удара керосин загорелся, пожар быстро перекинулся на некоторые другие вагоны, которые полностью сгорели. Погибло много людей – гораздо больше, чем сообщила официальная печать (хотя тогда уже началась горбачевская гласность).
В Бологое на площади стояли машины-рефрижераторы для перевозки трупов, к проходящим поездам цепляли багажные вагоны с гробами. Локомотивные бригады не одевали форменные рубашки и погоны и ходили в штатском, чтобы не показываться на глаза пассажирам. Тогда престижность этой профессии была еще весьма высока…
Почему такое произошло? А потому, что не поставили на пути знак «Начало опасного места» и не записали машинисту ограничение в предупреждение о скорости, или просто в предупреждение – специальный служебный бланк. Раньше он был с желтой полосой по диагонали на белом фоне, потом, в начале 1980-х, появились печатные автоматы, и тогда стали распечатывать предупреждения без полосы (на бланке так и пишут: «взамен бланка белого цвета с желтой полосой по диагонали»). В предупреж-дение записывают точное место ограничения скорости движения поездов на участке и время действия предупреждения, например: «32 км 6-9 пк 60 – до отм», что означает: на 32-м километре пикетах с 6-го по 9-й скорость не более шестидесяти км/ч до тех пор, пока это ограничение не будет отменено. Нарушение машинистом требования уменьшить скорость считается грубейшим, потому что может привести к очень тяжелым последствиям.
Железнодорожные путевые знаки – мудреный, точный, безмолвно говорящий и потому особенно привлекательный профессиональный язык. Ни на что больше на свете не похожий. «Зеленый щит», «желтый щит», «красный щит» — эти переносные сигналы локомотивная бригада во время ведения поезда так и называет вслух, указывая сразу же и скорость, с кото-рой можно следовать после прохода знака, например: «Желтый щит, скорость шестьдесят», — объявляет помощник. «Желтый щит, шестьдесят», — повторяет машинист. Эти знаки показывают, что впереди ограничение скорости следования поезда. Когда место снижения скорости остается позади на расстояние стандартной длины обращающихся поездов, у пути стоит зеленый щит – держать скорость установленную, то есть ту, по кото-рой можно следовать по данному перегону или станции. Помощник гово-рит: «Зеленый щит, скорость сто двадцать», машинист повторяет.
А красный щит – это знак, который вообще запрещает всякое движение вперед, подобно «кирпичу» на автодорогах. Ставят его для большей убедительности не рядом с путем, а прямо между рельсами. Это как у водителей знак «кирпич».
Очень самобытные и выразительные знаки существуют для указаний руководителю снегоочистки. Путейцы их ставят только на зиму — перед переездами и вообще любым негабаритным местом, где снегоочиститель на ходу может удариться о выступающую поверхность ножом или крыльями и слететь с рельс (увы, такое не раз бывало). Звучат эти знаки весьма выразительно, пробуждая трудовую решительность: «Поднять нож, закрыть крылья» — до места препятствия, «Опустить нож, открыть крылья» — сразу после.
«Прямо дороженька»… Однако классический железнодорожный термин – это как раз кривая. Идет он от эвклидовой геометрии. Звучит неблагозвучно, напоминая об известной поговорке «куда кривая вывезет» — зато за ним стоят большой смысл и красота. Да, красота – потому что жи-вописнее всего железка смотрится именно в кривых, то есть на поворотах пути, в изгибах направления дороги.
Мчась по кривой, поезд выглядит, как ни странно, эффектнее, чем на прямом участке. Кривые бывают большого и малого радиуса поворота пути (чем меньше радиус, тем круче поворот). Крутые кривые малого радиуса требуют следовать по ним с уменьшением скорости – иначе поезд может сойти с рельсов. В горах, в Забайкалье или на Урале, на бывших частных и военных дорогах облегченного профиля, где много кривых, скорости, как правило, снижаются до 70 км/ч, а рельсы кладут только на деревянных шпалах, которые лучше приспособлены для расположения в кривых участках пути. В крутых кривых резко ухудшается видимость пути с локомотива, что особенно опасно перед переездами и наземными переходами. Кроме того, крутые кривые сильно изнашивают колеса локомотивов и вагонов, заставляют прибегать к смазке рельс и гребней колесных пар (или, иначе, реборд), которыми колеса прижимаются к внутренней грани рельса. Вписываясь в кривую (то есть входя в поворот), поезд всегда испытывает толчки и броски, поэтому чем более пологой будет кривая, чем у нее больший радиус, тем лучше во всех отношениях.
Чтобы на скорости состав попросту не вынесло с кривой, ее делают с наклоном в сторону поворота».
Обеспечение точности привязки дефектного участка к реальному пути — важная задача расшифровщика.
Обеспечение точности привязки дефектного участка к реальному пути — важная задача расшифровщика.
За свой 4-х летний практический стаж работы расшифровщиком в дистанции пути, а позже в отделе неразрушающего контроля Центра диагностики пути ВСЖД, я заметил, что один из ключевых моментов при выдаче отметки с подозрением на дефектный рельс, является точность привязки к реальному пути. Основные отметки операторов, при проверке участков пути дефектоскопом сплошного контроля с регистратором, пикетный и километровые столбы, из-за возможной погрешности датчика пути могут содержать ошибки или оператор вовсе мог не отбить путевую координату соответствующей клавишей. А в зимний период времени из-за наледи на поверхности катания рельса, возможно проскальзывание датчика путевой координаты съемных дефектоскопов, приводящее к несоответствию путевой координаты на пикете до нескольких метров, а при отсутствии корректировки на пикетном столбике, 10-ки метров на километре.
Выдача отметки упрощается на звеньевом пути, можно посчитать звенья в сторону увеличения километров от начала километрового столбика и точно дать конкретную привязку (звено) с дефектным местом, требующим проверки. А если путь бесстыковой и поблизости нет уравнительных рубок, болтовых стыков, как точно привязать отметку к путевой координате?
В последние несколько лет на железных дорогах Российской Федерации производится замена звеньевого рельсового пути на бесстыковой. Так, например, ежегодный прирост протяженности «бархатного» пути составляет свыше 3000 км в год. Не исключено, что в ближайшие несколько лет бесстыковой путь будет уложен по всем направлениям главного хода, что, несомненно, вызовет в некоторых случаях при привязке дефектного места к реальному пути некоторые трудности у расшифровщиков. Задача упрощается на современных съемных дефектоскопах с регистраторами Авикон-01 и Авикон-11. С реализованной программной функцией «Амплитуда донного сигнала», можно с уверенностью судить о наличии сварных стыков на участке и привязать дефектное место к ближайшему сварному стыку.
Обеспечение точности привязки дефектного участка к реальному пути — важная задача расшифровщика.
Четыре дня в горах | Кавказский государственный природный биосферный заповедник имени Х.Г.Шапошникова
Для госинспекторов Кавказского заповедника лето — это напряженные, по-настоящему горячие будни. В этом я убедилась, отправившись в обход с госинспекторами Южного отдела заповедника. Ранним утром 9 июня мы приехали на кордон Лаура, где нас уже ожидали остальные госинспекторы — участники обхода. И кони — без них в многодневном горном обходе никак не обойтись. Здесь же были приготовлены и необходимые инструменты — бензопилы, лопаты, кирки, сучкорубы и т.д. Погрузив все в автомобиль, мы двинулись по дороге к Пихтовой поляне. Кони шли позади УАЗика. На Пихтовой поляне опытные госинспекторы быстро упаковали весь груз в сумы и заседлали коней. Путь от Пихтовой поляны до Бзерпинского карниза занял немного времени. Все участники группы знали здесь каждую извилину тропы, к тому же препятствий на маршруте почти не было.
Сделав небольшую остановку на турстоянке на Бзерпинском карнизе госинспекторы помогли волонтерам, пришедшим немного раньше, поднять поваленный снегом туалет. Здесь же, на уже порядком нагруженных лошадей, добавили еще ношу — доставленные заранее металлические километровые столбы и указатели. И снова двинулись в путь. От Бзерпинского карниза до лагеря Холодный снега на тропе уже почти нет, разве что пара небольших тающих снежников. В долине реки Уруштен сейчас удивительная пора — и весна, и лето. У снежников цветут примулы и кандык, а на солнечных склонах среди еще невысокой травы яркими пятнами выделяются ярко-желтые лютики и белые с желтой серединкой пучки ветрениц, кое-где уже зацвели рябчики. Следующую остановку мы сделали в лагере Холодный.
По плану следующей остановкой и местом ночевки должен стать домик на поляне у слияния рек Синяя и Уруштен, идти до него оставалось километра четыре. Но в наши планы вмешалась природная стихия: путь преградила лавина. «Лет двенадцать хожу здесь, были лавины, но такой большой никогда не видел», — поделился Геннадий Пилипенко. Да и остальные госинспекторы, не один год ходившие в рейды по этой тропе, подтвердили его слова. Внимательно осмотрев лавину, приняли решение все же ее преодолеть. Шириною лавина метров 150 – корни, смешанные с грязью, в под ними скользкий слежавшийся снег. Внизу язык лавины обрывается и там несет свои быстрые воды, напитанный многочисленными ручьями и таявшим снегом, Уруштен. Переходили лавину осторожно, проводя коней в поводу.
День клонился к вечеру и мы торопились, чтобы засветло переправиться через Уруштен. И тут совсем рядом завыли волки. Несколько волчьих голосов в лесной тишине в надвигающихся сумерках. Было жутковато. В лагерь на Синей пришли почти в темноте. Быстро расседлали коней, надели на них путы и отпустили на поляну лакомиться сочной свежей травой.
Следующий день начался тоже рано. Сделать предстояло много. Заседлав коней и укрепив груз мы направились от Имеретинских полян в долину реки Челипси. Задач было несколько: расчистка тропы, установка километровых столбов и маркировочных светоотражающих знаков. По пути пришлось дважды переходить реку, часто останавливаться, чтобы расчищать завалы, кирковать осыпавшееся полотно тропы.
Проверили состояние кладки через реку Уруштен на границе Южного и Восточного отделов заповедника. В этот день мы прошли девять километров от Имеретинских полян и обратно на Синюю.
На следующий день пошли другой тропой — в верховья реки Синяя. Огромные пихты в нескольких местах завалили тропу, госинспекторы их распилили и расчистили проход. Через два километра на пути опять лавина, эта была поменьше, но началась сильная гроза и мы приняли решение идти обратно. В этот день в лагерь на Синей пришли засветло, но промокшие насквозь.
А утром в День России — в обратный путь. И снова через реку, лавины. На поляне у лагеря Холодный забрали еще одну партию столбов и указателей и установили их по тропе от лагеря Холодного до Бзерпинского карниза. В некоторых местах тропу размыли ручьи, текущие со склонов гор. Госинспекторы кирками и лопатами сделали канавки, чтобы отвести воду с тропы. Остановившись на Бзерпинском карнизе, мы еще раз осмотрели альпийские домики, собрали оставленный туристами мусор. Этот маршрут еще не открыт, но желающие незаконно его посетить уже есть. В этом мы убедились, увидев двух приближающихся молодых людей. Они уже возвращались от лагеря Холодный. Госинспекторы провели с нетерпеливыми туристами разъяснительную беседу и составили протоколы об административном правонарушении за незаконное нахождение на заповедной территории.
Путь от Бзерпинского карниза до Пихтовой поляны мы прошли пешком, ведя коней в поводу. Они, как и госинспекторы, изрядно потрудились за эти четыре дня. Мы прошли около 60 км. Для госинспекторов это был обычный обход территории, один из многих, которые им еще предстоит пройти этим летом.
Ольга ТУРИЩЕВА
В день полного снятия блокады Ленинграда пройдёт акция «Маяки Памяти»
27 января у 44 километровых столбов Ржевского коридора и Дороги жизни пройдёт памятная акция, в рамках который участники зажгут свечи памяти, осветив памятники и почтив подвиг ленинградцев, погибших в годы Великой Отечественной войны.
Региональная общественная организация автомобилистов «СПБ.АВТО» совместно с движением Красная Гвардия при поддержке Комитета по молодежной политике и взаимодействию с общественными организациями и Комитета по молодежной политике Ленинобласти проведут межрегиональную акцию «Маяки Памяти».
В День полного освобождения Ленинграда от фашистской блокады в 20:00 у каждого километрового столба до мемориала «Разорванное кольцо» зажжется свеча памяти. Огонь 44 свечей зажжется автомобилистами на Площади Победы.
Свеча будет гореть ровно 15 минут, а уже в 21:00 на «Разорванном кольце» на Ладожском озере соберутся все участники мероприятия, почтут память ленинградцев минутой молчания и дальним светом автомобильных фар осветят направления, в котором проходила Дорога жизни по льду Ладожского озера.
«Один из символов Победы – Дорога Жизни отмечает в 2021 году своё 80-летие, — комментирует акцию «Маяки Памяти» Руководитель РООА «СПБ.АВТО» Святослав Данилов. — Мы не можем оставить это событие в стороне, так как прекрасно понимаем, что благодаря этой артерии город продолжал жить и бороться с врагом. Акция станет красивым украшением мемориала и даст начало циклу юбилейных мероприятий»
По итогу акции организаторы направят письмо от наследников Ленинградской Победы губернаторам с предложением в год 80-летия Дороги Жизни, чтобы километровые столбы и мемориалы Зеленого пояса Славы на территории Красногвардейского района Санкт‑Петербурга и Всеволожского района Ленинградской области оборудовать искусственным освещением, чтобы в любое время дня и ночи они оставались «маяками памяти поколения».
Петербуржцев приглашают присоединиться к мероприятию, пройдя предварительную регистрацию.
Место сбора СМИ: 10 километровый столб Дороги Жизни у памятника Полуторке с 19:00.
Контакты: Святослав Данилов – тел.: +7 (921) 905-0994, Региональная общественная организация автомобилистов «СПБ.АВТО».
Читайте также материал «Главная дорога блокадного Ленинграда».
Источник: Комитет по молодежной политике и взаимодействию с общественными организациями.
Фото: с сайта Warspot; Sovfoto/UIG via Getty Images; Рафаил Мазелев/ТАСС.
Места концентрации ДТП предложили фиксировать по географическим координатам
В Ассоциации производителей и операторов систем распознавания и фотовидеофиксации «ОКО» выступили с предложением определять места концентрации ДТП по спутниковым координатам. Также они предлагают создать единую базу обо всех авариях, в том числе и тех, в которых пострадали только машины. Сейчас в статистику попадают только те ДТП, в которых пострадали люди.
Напомним, на недавнем заседании правительственной комиссии по безопасности дорожного движения вице-премьер Марат Хуснуллин дал поручение МВД обеспечить достоверный анализ мест концентрации ДТП, результаты которого будут доступны всем жителям. При этом в поручении указано, что аварийно-опасный участок должен анализироваться с точностью до 50-100 метров.
Очагом аварийности в России считается участок дороги, улицы, не превышающий 1000 метров вне населенного пункта или 200 метров в населенном пункте, либо пересечение дорог, улиц, где в течение отчетного года произошло три и более ДТП одного вида или пять и более ДТП независимо от их вида, в результате которых погибли или были ранены люди. Чтобы устранить такие места, необходимо четко понимать, причины аварий.
Как утверждают в Ассоциации существующая методология позволяет указывать лишь километр, на котором произошло ДТП. Сейчас место ДТП фиксируется с привязкой к пикетажу — километровым столбам. Но такой точности недостаточно для выявления конкретных аварийно-опасных точек. Современные системы геолокации имеют точность в несколько метров. Очевидно, ГИБДД следует ввести в практику фиксацию спутниковых координат мест ДТП при их оформлении.
Впрочем, в Госавтоиснпекции утверждают, что уже давно любое ДТП регистрируется с привязкой к географическим координатам. Можно взять любую карточку учета ДТП и увидеть в ней именно такое обозначение места. Километровые столбы — это лишь один из ориентиров. Современная цифровизация вообще в скором времени приведет к тому, что километровый столб останется рудиментом доцифровой эпохи.
Причем с картой, на которой указаны все очаги аварийности, можно ознакомится на сайте Госавтоинспекции. Но на этой карте координат не указано. Их надо извлекать из карточки учета ДТП.
Для точного анализа причин аварийности требуется иметь данные не только о ДТП с пострадавшими и погибшими, но и об авариях в которых получили повреждения только автомобили. Ведь, по сути, от легкой аварии до тяжелой — один шаг. Там, где постоянно происходят столкновения без жертв, рано или поздно случится авария в которой кто-нибудь погибнет. Однако, при развитии Европротокола, то есть оформления аварий без ГИБДД, данные о таких авариях никуда не попадают. Они остаются у страховщиков. Однако, такие данные нужны не только ГИБДД, но и владельцам дорог. Ведь именно они по закону о безопасности дорожного движения должны до 1 июля 2021 года разработать планы мероприятия по сокращению очагов аварийности.
Необходима единая цифровая платформа, которая будет обеспечивать в реальном времени агрегацию, обработку и обмен данными о ДТП между всеми структурами, задействованными в сфере организации дорожного движения — ГИБДД, региональные транспортные власти, дорожно-проектные организации, считают в ассоциации. Открытый доступ к деперсонифицированным данным о таких ДТП мог бы существенно помочь созданию качественной аналитики по аварийно-опасным.
Преобразование полюсов в километры [км] • Конвертер длины и расстояния • Стандартные преобразователи единиц • Компактный калькулятор • Онлайн-конвертеры единиц
Конвертер длины и расстоянияМассовый преобразовательКонвертер сухого объёма и общих измерений при варке Конвертер рабочих характеристикПреобразователь мощностиПреобразователь силыКонвертер времениЛинейный преобразователь скорости и скоростиКонвертер углового КПД, расхода топлива и экономии топливаКонвертер чиселПреобразователь единиц информации и хранения данныхКурс обмена валютЖенская одежда и размеры обувиКонвертер мужской одежды и размеров обувиКонвертер угловой скорости и частоты вращенияКонвертер удельного ускорения углового ускорения Преобразователь момента силы Преобразователь крутящего момента Преобразователь удельной энергии, теплоты сгорания (на массу) Конвертер удельной энергии, теплоты сгорания (стр. Конвертер температурного интервала) Конвертер температурного интервалаКонвертер теплового расширенияКонвертер термического сопротивленияКонвертер теплопроводностиКонвертер удельной теплоемкостиПлотность тепла, плотность пожарной нагрузкиКонвертер плотности теплового потокаКонвертер коэффициента теплопередачиКонвертер коэффициента теплопередачиКонвертер абсолютного абсолютного расходаПреобразователь массового расходаМолярный расход раствораПреобразователь массового потока Конвертер концентрации молярной концентрации КонвертерКонвертер кинематической вязкостиПреобразователь поверхностного натяженияПроницаемость, проницаемость, проницаемость водяного параКонвертер скорости передачи водяного параКонвертер уровня звукаКонвертер чувствительности микрофонаКонвертер уровня звукового давления (SPL) Конвертер уровня звукового давления с выбираемым эталонным давлениемПреобразователь яркостиПреобразователь световой интенсивностиПреобразователь световой длины (цифровой преобразователь длины изображения) Конвертер частоты и длины волны Преобразователь оптической силы (диоптрий) в Преобразователь увеличения (X) Преобразователь электрического зарядаЛинейный преобразователь плотности зарядаПреобразователь поверхностной плотности зарядаПреобразователь уровня объёмного зарядаПреобразователь электрического токаЛинейный преобразователь плотности токаПреобразователь плотности поверхностного токаПреобразователь напряженности электрического поляПреобразователь электрического потенциала и напряженияПреобразователь электрического сопротивленияПреобразователь электрического сопротивленияПреобразователь электрической проводимости дБм, дБВ, ватт и другие единицыПреобразователь магнитодвижущей силыПреобразователь напряженности магнитного поляКонвертер магнитного потокаПреобразователь плотности магнитного потокаМощность поглощенной дозы излучения, Конвертер мощности суммарной дозы ионизирующего излученияРадиоактивность.Конвертер радиоактивного распада Конвертер радиоактивного облученияРадиация. Конвертер поглощенной дозыКонвертер метрических префиксовКонвертер передачи данныхКонвертер единиц типографии и цифровых изображенийКонвертер единиц измерения объёма древесиныКалькулятор молярной массыПериодическая таблица
Круизное судно Celebrity Reflection в порту Майами. Его длина составляет 1047 футов или 319 м.
Мост Золотые Ворота, пересекающий Золотые Ворота, пролив, который обеспечивает выход между заливом Сан-Франциско и Тихим океаном.Его общая длина составляет около 1,7 мили или 2,7 км.
Обзор
Длина описывает самый длинный размер объекта. Для трехмерных объектов его обычно измеряют по горизонтали.
Расстояние, с другой стороны, означает расстояние между объектами.
Измерение длины и расстояния
Единицы
Основной единицей измерения длины и расстояния в Международной системе единиц (СИ) является метр. Производные метра, такие как километры и сантиметры, также используются в метрической системе.Такие единицы, как дюйм, фут и миля, используются там, где метрическая система не принимается, например, в США и Великобритании.
Расстояния в науке
Науки, такие как биология и физика, работают с очень маленькими расстояниями, поэтому используются дополнительные единицы. Микрометр равен 1 × 10⁻⁶ метра. Он обычно используется в биологии для измерения количества микроорганизмов, а также для измерения длин волн инфракрасного излучения. Он также известен как микрон и обозначается знаком µ. Нанометр (1 × 10⁻⁹ метра), пикометр (1 × 10⁻¹² метра), фемтометр (1 × 10⁻¹⁵ метра) и аттометр (1 × 10⁻¹⁸ метра) также являются использовал.
Плавание под мостом Золотые Ворота. Расстояние под мостом составляет 220 футов или 67,1 м во время прилива
Дальность навигации
Для навигации используются морские мили. Одна морская миля равна 1852 метрам. Исторически это определялось как одна угловая минута вдоль меридиана или 1 / (60 × 180) меридиана. Это позволило упростить расчет широты, поскольку каждые 60 морских миль составляли один градус широты. При расчете скорости с использованием морских миль часто в качестве единиц используются узлы.Один узел равен скорости одной морской мили в час.
Расстояния в астрономии
В астрономии из-за больших расстояний для удобства используются дополнительные единицы.
Астрономическая единица (AU, au, a.u. или ua) равна 149 597 870 700 метрам. Существует постоянная величина, единица расстояния, равная одной астрономической единице. Обозначается буквой A. Земля находится примерно в 1,00 а.е. от Солнца.
Световой год (световой год) равен 10 000 000 000 000 км, или 10 ³ км.Он представляет собой расстояние, которое свет проходит за один юлианский год в вакууме. В массовой культуре он используется чаще, чем в астрономических расчетах.
Объяснение парсека
Парсек (пк) составляет около 30 856 775 814 671 900 метров, или приблизительно 3,09 × 10 ³ км. Один парсек представляет собой расстояние от Солнца до астрономического объекта, такого как планета, звезда, луна или астероид, угол параллакса которого равен угловой секунде. Одна угловая секунда равна 1/3600 градуса, или примерно 4.8481368 мкрад в радианах. Чтобы вычислить парсек, можно использовать эффект параллакса, который представляет собой видимое смещение объекта, когда он рассматривается с двух разных точек зрения. Астрономы проводят воображаемую линию от Земли (точка E1) до далекой звезды или астрономического объекта (точка A2), линия E1A2. Полгода спустя, когда Солнце находится на противоположной стороне Земли, они проводят еще одну воображаемую линию от текущего положения Земли (точка E2) до нового видимого положения далекой звезды (точка A1), линия E2A1.Затем они также соединяют две позиции Земли, образуя линию E1E2. Солнце находится в середине этой линии в точке S. Расстояние между линиями E1S и E2S равно 1 а.е. Если провести линию, перпендикулярную E1E2, проходящую через S, она также пройдет через пересечение E1A2 и E2A1, точка I. Расстояние от солнца до этой точки, то есть линии SI, равно 1 пк, если угол, образованный линиями A1I и A2I, равен двум угловым секундам. См. Диаграмму ниже для лучшей визуализации.Здесь угол P равен одной угловой секунде.
На этом снимке:
- A1, A2: видимые положения далекой звезды
- E1, E2: положения Земли
- S: положение Солнца
- I: точка пересечения
- IS = 1 парсек
- ∠P или ∠XIA2: угол параллакса
- ∠P = 1 угловая секунда
Другие единицы измерения
Лига является устаревшей единицей в большинстве стран. Он все еще используется в некоторых областях, таких как Юкатан и сельские районы Мексики.Он определяется как расстояние, которое человек может пройти за один час. Морская лига определяется как три морских мили, что составляет около 5,6 км. Лига широко использовалась в литературе, например, в «Двадцати тысячах лье под водой» Жюля Верна.
Локоть — это длина от кончика среднего пальца до локтя. Эта единица широко использовалась с античности до раннего Нового времени.
Ярд используется в имперской системе мер и равен трем футам или 0,9144 метрам. В некоторых странах, например в Канаде, он используется только при измерении ткани, а также на спортивных площадках, таких как бассейны и площадки для игры в крикет.
Определение измерителя
Изначально измеритель был определен как 1/10 000 000 расстояния между Северным полюсом и экватором. Позже он был переопределен как длина прототипа метрового стержня, созданного из сплава платины и иридия. Далее он был переопределен как равный 1 650 763,73 длинам волн оранжево-красной эмиссионной линии в электромагнитном спектре атома криптона-86 в вакууме. Позже это было переопределено еще раз, используя скорость света. Это определение используется сегодня и гласит, что один метр равен длине пути, пройденного светом в вакууме за 1/299 792 458 секунды.
Расчеты
В геометрии расстояние между двумя точками A и B с координатами A (x₁, y₁) и B (x₂, y₂) вычисляется по формуле:
В физике расстояние — это скалярная величина. и никогда не отрицательный. Его можно измерить одометром. Расстояние измеряется по траектории движения объекта. Его не следует путать со смещением, которое представляет собой вектор, измеряющий прямую линию, которая представляет собой кратчайшее расстояние между точками отправления и прибытия объекта.
Круговое расстояние — это расстояние, которое проходит круглый объект, например колесо. Его можно рассчитать, используя частоту или радиус колеса.
Список литературы
Эту статью написала Екатерина Юрий
Статьи «Конвертер единиц измерения» отредактировал и проиллюстрировал Анатолий Золотков
У вас возникли трудности с переводом единиц измерения на другой язык? Помощь доступна! Задайте свой вопрос в TCTerms , и вы получите ответ от опытных технических переводчиков в считанные минуты.
Вычисления для конвертера Length and Distance Converter выполняются с использованием математических вычислений с unitconversion.org.
Перевести км2, квадратный километр в квадратный полюс
Количество: 1 квадратный километр (км2, кв. Км) площадиРавно: 39 536,86 квадратных полюсов (квадратный столб) на площади
Преобразование квадратных километров в квадратных полюсов Значение в шкале единиц площади поверхности.
TOGGLE: из квадратных полюсов в квадратные километры и наоборот.
CONVERT: между другими единицами измерения площади — полный список.
Сколько квадратных столбов в 1 квадратном километре? Ответ: 1 км2, квадратный километр равен 39 536,86 кв. Полюс
.39 536,86 кв полюс преобразуется в 1 из чего?
Число квадратных столбов 39 536,86 квадратных полюсов преобразуется в 1 км2, квадратный километр, один квадратный километр. Это РАВНАЯ величина площади в 1 квадратный километр, но в альтернативных единицах площади квадратных полюсов.
| км2, кв. Км / кв. Площадь поверхности полюса Результат преобразования | ||||
| От | Символ | Равно | Результат | Символ |
| 1 | км2, кв км = | .86квадратный полюс | ||
Таблица преобразования —
квадратных километров в квадратных полюсов1 квадратный километр на квадратные полюса = 39 536,86 квадратный полюс
2 квадратных километра на квадратные полюса = 79 073,72 квадратный полюс
3 квадратных километра на квадратные полюсы = 118 610,58 кв. полюса
4 квадратных километра на квадратные полюсы = 158 147,44 кв. полюса
5 квадратных километров на квадратные полюсы = 197 684,31 кв. полюс
6 квадратных километров на квадратные полюсы = 237 221.17 квадратных километров
7 квадратных километров квадратных полюсов = 276 758,03 квадратных полюсов
8 квадратных километров квадратных полюсов = 316 294,89 квадратных километров
9 квадратных километров квадратных полюсов = 355 831,75 квадратных полюсов
10 квадратных километров квадратных полюсов = 395368,61 кв. полюс
11 квадратных километров на квадратные полюсы = 434 905,47 квадратных полюсов
12 квадратных километров на квадратные полюсы = 474 442,33 квадратных километров
13 квадратных километров на квадратные полюсы = 513 979,19 квадратных полюсов
14 квадратных километров на квадратные полюсы = 553 516.05 квадратный столб
15 квадратных километров на квадратные столбы = 593 052,92 квадратный столб
Категория : главное меню • меню площади поверхности • квадратных километров
Перевести площадь поверхности квадратных километров (км2, квадратных километров) и квадратных полюсов (квадратный полюс) единиц в обратном порядке из квадратных полюсов в квадратные километры.
Калькулятор единиц площади
Конвертер основной площади или единиц площади.
Первая единица: квадратный километр (км2, кв км) используется для измерения площади.
Секунда: квадратный полюс (квадратный полюс) — это единица площади.
ВОПРОС :
15 км2, кв км =? квадратный столб
ОТВЕТ :
15 км2, квадратный километр = 593052,92 квадратный столб
Сокращение или префикс для квадратного километра:
км2, квадратный километр
Сокращение для квадратного столба:
квадратный столб
Другие приложения для этого калькулятора площади …
Благодаря вышеупомянутой двухуровневой вычислительной службе, которую он предоставляет, этот преобразователь площади поверхности оказался полезным также в качестве обучающего инструмента:
1.в практике обмена квадратными километрами и квадратными полюсами (км2, квадратный километр по сравнению с квадратным полюсом).
2. для коэффициентов преобразования между парами единиц измерения.
3. Работа со значениями и свойствами площадной поверхности.
История создания впечатляющего поля молний Вальтера де Марии — Public Delivery
Вальтер Де Мария — Поле молний , 1977 г., 400 столбов из нержавеющей стали с твердыми заостренными наконечниками, расположенных в виде прямоугольной сетки размером 1 миля на 1 км, округ Катрон , Нью-МексикоВведение
Поле молний , созданное скульптором Вальтером Де Марией, сегодня считается одной из самых примечательных инсталляций ленд-арта ХХ века.Как один из выдающихся художников и отцов-основателей ленд-арта, Вальтер Де Мария полностью произвел революцию в восприятии искусства публикой, особенно в 1960-х годах, когда движение ленд-арта было на пике.
Вальтер Де Мария
Вальтер Де Мария известен своими массивными и крупномасштабными инсталляциями, в которых широко исследуются вопросы времени и пространства. Несмотря на то, что он был одним из самых заметных авторов ленд-арта, Вальтер Де Мария на самом деле был довольно замкнутым и замкнутым.Он был известен тем, что упорно отказывался от интервью и даже посещать открытия собственных галерей.
От использования осветительных стержней в Нью-Мексико до выделения линий мела в пустыне Мохаве — искусство Уолтера Де Марии и его использование земли в качестве средства массовой информации во многом вдохновили подрастающие поколения художников.
Хотя на протяжении многих лет он работал над несколькими известными инсталляциями, такими как серия Earth Rooms , его самая примечательная и известная работа была названа The Lightning Field и была создана в 1977 году.В дополнение к своей крупномасштабной инсталляции Де Мария также был известен созданием небольших скульптур и рисунков. Вальтер Де Мария — The Lightning Field , 1977, 400 столбов из нержавеющей стали с твердыми заостренными наконечниками, расположенных в форме прямоугольника 1 миля x 1 километровая сетка, округ Катрон, Нью-Мексико Уолтер Де Мария — The Lightning Field , 1977, 400 опор из нержавеющей стали с твердыми заостренными наконечниками, расположенных в прямоугольной сетке размером 1 миля х 1 километр, округ Катрон, Нью-Мексико
Справочная информация
Вальтер Де Мария был известен созданием своих огромных художественных инсталляций, выходящих за рамки категоризации.Под влиянием концептуального искусства, минимализма и ленд-арта, он был известен созданием инсталляций с непритязательными формами, которые затем повторялись в большом масштабе.
Работа Де Марии в области трехмерного искусства началась, когда он был еще студентом Калифорнийского университета в Беркли, где его познакомили с авангардными событиями, происходящими в процветающем регионе Сан-Франциско.
В начале своей карьеры он был известен созданием скульптур, на которые сильно повлияли традиции дадаизма.Помимо традиционных галерейных скульптур, он также начал экспериментировать с созданием инсталляций в неожиданных местах.
Известные работы
Его первая уличная инсталляция была создана в 1968 году и называлась «Рисунок миль длиной », на которой он нарисовал две соответствующие линии мелом через пустыню Мохаве.
Его следующая работа была завершена несколько лет спустя, в 1977 году, когда он засыпал чердак землей, тем самым создав границу между природой и цивилизацией.Помимо скульптурных работ, Де Мария также работал над фильмами и даже написал несколько песен во время короткого пребывания в составе группы Primitives в 1965 году. Уолтер Де Мария — Mile Long Drawing , 1968, пустыня Мохаве
The Lightning Field, 1977
«Поле молний» на сегодняшний день было самым известным ленд-артом Де Марии. Поле молний было обширной установкой, которая состояла из примерно 400 опор из нержавеющей стали, которые были размещены в сетке 1 миля на 1 км.
Используемые стержни были диаметром два дюйма, но они поднимались вверх, достигая разной высоты, которая составляла от 15 до 26 футов, чтобы создать безупречно горизонтальную плоскость с заостренными концами стержней.
Где и как он был создан
Lightning Field был заказан Dia Art Foundation, который и по сей день несет ответственность за обслуживание инсталляции, которая до сих пор находится на своем первоначальном месте. Де Мария смог установить Lightning Field с помощью своих помощников.
Прежде чем обосноваться на пустом плато в качестве места установки, Де Мария и его помощники обыскали Америку, путешествуя по разным местам в Неваде, Аризоне, Юте и Калифорнии. В конце концов художник и его помощник обосновались на месте, расположенном на востоке континентального водораздела.
Де Мария и его помощники установили установку посреди пустого плато, разместив 400 столбов из нержавеющей стали в сетке размером 1 миля на 1 км. Полы были размещены на расстоянии 220 футов друг от друга.
Размер самого короткого шеста составлял 15 футов, а самого длинного — 26 футов на 9 дюймов. Затем художник установил стальные стержни в бетонное основание, чтобы они могли выдержать суровые ветры, испытанные в этом регионе. Вальтер Де Мария — The Lightning Field , 1977, 400 столбов из нержавеющей стали с твердыми заостренными наконечниками, расположенных в прямоугольной форме. Решетчатая решетка 1 миля x 1 км, округ Катрон, Нью-Мексико Уолтер Де Мария — The Lightning Field , 1977 г., 400 опор из нержавеющей стали с твердыми заостренными наконечниками, расположенных в прямоугольной решетке размером 1 миля x 1 км, округ Катрон, Нью-Йорк Мексика
АнализСегодня поле молний остается нетронутым в безвестной пустыне недалеко от Кемадо, штат Нью-Мексико. Lightning Field объединил природную среду и превратил ее в значимое произведение искусства. Сайт был создан специально из-за его изолированности от человеческого развития, а также его огромных размеров.
Lightning Field был создан для передачи разнообразного опыта аудитории. Одновременно он просит посетителей, попадающих на сайт, медитировать над изменяющимся восприятием времени и пространства.
Столбы методично разместили снаружи, а не в галерее или музее.Таким образом, земля, на которой были размещены полюса, привлекла внимание к важности земли в современном обществе.
В инсталляции значение земли выходит за рамки того, что она используется в качестве декорации, чтобы она могла приобретать более скульптурный вид, поэтому призывая к осознанию ландшафта и его окрестностей. Вальтер Де Мария — The Lightning Field , 1977, 400 опор из нержавеющей стали с твердыми заостренными концами, расположенных в виде прямоугольной сетки размером 1 миля на 1 км, округ Катрон, Нью-Мексико
Все изображения: Джон Клиетт для Estate of Walter De Maria & Dia Art Foundation
Еще автор: Вальтер де МарияNWS JetStream — Слои атмосферы
Газовая оболочка, окружающая Землю, изменяется снизу вверх.Пять отдельных слоев были идентифицированы с использованием …
- тепловые характеристики (перепады температур),
- химический состав,
- механизм и
- плотность.
Каждый из слоев ограничен «паузами», где происходят наибольшие изменения тепловых характеристик, химического состава, движения и плотности.
Пять основных слоев атмосферыЭкзосфера
Это самый внешний слой атмосферы.Он простирается от верха термосферы до 6200 миль (10 000 км ) над землей. В этом слое атомы и молекулы уходят в космос, а спутники вращаются вокруг Земли. Внизу экзосферы находится термопауза, расположенная на высоте около 375 миль (600 км) над землей.
Между примерно 53 милями (85 км) и 375 милями (600 км) находится термосфера. Этот слой известен как верхняя атмосфера. Хотя газы термосферы все еще очень тонкие, они становятся все более плотными по мере того, как человек спускается к Земле.
Таким образом, поступающее высокоэнергетическое ультрафиолетовое и рентгеновское излучение от Солнца начинает поглощаться молекулами в этом слое и вызывает значительное повышение температуры.
Из-за этого поглощения температура увеличивается с высотой. Начиная с -184 ° F (-120 ° C ) в нижней части этого слоя, температура может достигать 3600 ° F (2000 ° C) в верхней части.
Однако, несмотря на высокую температуру, этот слой атмосферы все равно будет ощущаться нашей кожей очень холодным из-за очень тонкой атмосферы.Высокая температура указывает на количество энергии, поглощаемой молекулами, но при таком небольшом количестве в этом слое общего количества молекул недостаточно, чтобы нагреть нашу кожу.
Поднимите его до МАКСИМАЛЬНОГО! ИоносфераМезосфера
Этот слой простирается от примерно 31 мили (50 км) над поверхностью Земли до 53 миль (85 км). При спуске газы, включая молекулы кислорода, продолжают уплотняться. Таким образом, при спуске температура повышается до примерно 5 ° F (-15 ° C) в нижней части этого слоя.
Газы в мезосфере теперь достаточно толстые, чтобы замедлять метеоры, летящие в атмосферу, где они сгорают, оставляя огненные следы в ночном небе. И стратосфера (следующий слой ниже), и мезосфера считаются средней атмосферой. Переходная граница, отделяющая мезосферу от стратосферы, называется стратопаузой.
Стратосфера
Стратосфера простирается примерно на 31 милю (50 км) вниз до любой точки на высоте от 4 до 12 миль (от 6 до 20 км) над поверхностью Земли.Этот слой содержит 19 процентов атмосферных газов, но очень мало водяного пара.
В этой области температура увеличивается с высотой. В процессе образования озона вырабатывается тепло, и это тепло отвечает за повышение температуры от среднего значения -60 ° F (-51 ° C) в тропопаузе до максимального значения примерно 5 ° F (-15 ° C) в условиях тропопаузы. вершина стратосферы.
Это повышение температуры с высотой означает, что более теплый воздух располагается над более холодным. Это предотвращает «конвекцию», поскольку нет вертикального движения газов вверх.Таким образом, расположение нижней части этого слоя легко увидеть по вершинам кучево-дождевых облаков, имеющим форму наковальни.
Тропосфера
Известный как нижняя атмосфера, в этом регионе бывает почти любая погода. Тропосфера начинается на поверхности Земли и простирается от 4 до 12 миль (от 6 до 20 км) в высоту.
Высота тропосферы варьируется от экватора до полюсов. На экваторе он составляет около 11-12 миль (18-20 км) в высоту, на 50 ° N и 50 ° S , 5½ миль, а на полюсах — чуть меньше четырех миль.
Поскольку плотность газов в этом слое уменьшается с высотой, воздух становится тоньше. Следовательно, температура в тропосфере также понижается с высотой в ответ. По мере того, как человек поднимается выше, температура в тропопаузе падает со средней примерно 62 ° F (17 ° C) до -60 ° F (-51 ° C).
Профиль средней температуры для нижних слоев атмосферыЭра детекторов нейтрино километрового масштаба
Нейтринная астрономия за пределами Солнца была впервые представлена в конце 1950-х; к 1970-м годам стало ясно, что необходимы детекторы нейтрино километрового масштаба.Первый такой инструмент, IceCube, превращает кубический километр глубокого и сверхпрозрачного антарктического льда в детектор частиц. KM3NeT, прибор, предназначенный для использования в качестве детекторной среды нескольких кубических километров глубин Средиземного моря, находится на завершающей стадии проектирования. Научные задачи этих инструментов включают поиск источников космических лучей и темной материи, наблюдение взрывов галактических сверхновых и изучение самих нейтрино. Идентификация ускорителей, производящих галактические и внегалактические космические лучи, была приоритетной задачей нескольких поколений высокоэнергетических гамма-телескопов и нейтринных телескопов; успех пока неуловим.Обнаружение потоков гамма-лучей и нейтрино, связанных с космическими лучами, достигает нового рубежа с завершением создания IceCube, первого детектора нейтрино с чувствительностью к ожидаемым потокам. В этой статье мы сначала вернемся к обоснованию создания детекторов нейтрино километрового масштаба. В дальнейшем мы вспомним методы определения направления прихода, энергии и аромата нейтрино, а затем опишем архитектуру детекторов IceCube и KM3NeT.
1.Введение
Вскоре после наблюдения нейтрино в 1956 г. [1] возникла идея, что он представляет собой идеального астрономического посланника. Нейтрино движутся от края Вселенной практически без поглощения и без отклонения магнитными полями. По существу, не имея массы и электрического заряда, нейтрино похоже на фотон, за исключением одного важного атрибута: его взаимодействия с веществом чрезвычайно слабы. Таким образом, нейтрино высоких энергий могут достичь нас невредимыми с космических расстояний, из внутреннего окружения черных дыр и, надеюсь, из ядерных печей, в которых рождаются космические лучи.Их слабые взаимодействия также затрудняют обнаружение космических нейтрино. Для сбора космических нейтрино в статистически значимых количествах требуются огромные детекторы частиц [2]. К 1970-м годам стало ясно, что для наблюдения космических нейтрино, возникающих при взаимодействии космических лучей с фоновыми микроволновыми фотонами, необходим детектор на кубический километр [3]. Новые оценки для наблюдения потенциальных космических ускорителей, таких как остатки галактических сверхновых и гамма-всплески, к сожалению, указывают на то же самое настоятельное требование [4–6].Создание нейтринного телескопа было сложной технической задачей.
Учитывая требуемый размер детектора, первые усилия были сосредоточены на преобразовании больших объемов природной воды в черенковские детекторы, которые улавливают свет, возникающий при взаимодействии нейтрино с ядрами в детекторе или рядом с ним [7]. После двух десятилетий работы создание глубоководного детектора мюонов и нейтрино (DUMAND) в море у главного острова Гавайи, к сожалению, не удалось [8]. Тем не менее, DUMAND проложил путь для более поздних попыток, первопроходцев в использовании многих детекторных технологий, используемых сегодня, и вдохновив на развертывание небольшого прибора на озере Байкал [9], а также на запуск нейтринных телескопов в Средиземном море [10–12]. ].Это проложило путь к созданию KM3NeT. Первый телескоп масштаба, предусмотренного коллаборацией DUMAND, был реализован вместо этого путем преобразования большого объема чрезвычайно прозрачного естественного глубокого антарктического льда в детектор частиц, антарктическую решетку детекторов мюонов и нейтрино (AMANDA). Работает с 2000 г. и представляет собой доказательство концепции нейтринной обсерватории километрового масштаба IceCube [13, 14].
Нейтринная астрономия уже достигла впечатляющих успехов: детекторы нейтрино «видели» Солнце и обнаружили сверхновую в Большом Магеллановом Облаке в 1987 году.Оба наблюдения имели огромное значение; Первые показали, что нейтрино имеют крошечную массу, открыв первую трещину в стандартной модели физики элементарных частиц, а вторые подтвердили основы ядерной физики смерти звезд. На рисунке 1 показан энергетический спектр космических нейтрино, охватывающий огромный диапазон от микроволновых энергий эВ до эВ [15]. Рисунок представляет собой смесь наблюдений и теоретических предсказаний. При низких энергиях в нейтринном небе преобладают нейтрино, рожденные в результате Большого взрыва.При энергии МэВ нейтрино производятся взрывами сверхновых; показан поток от события 1987 года. На рисунке показан поток атмосферных нейтрино, измеренный до энергий 100 ТэВ в эксперименте AMANDA [16]. Атмосферные нейтрино — ключ к нашей истории, потому что они являются доминирующим фоном для внеземных поисков. Поток атмосферных нейтрино резко падает с увеличением энергии; события выше 100 ТэВ редки, оставляя чистое поле зрения для внеземных источников.
Нейтрино с наивысшей энергией на рисунке 1 являются продуктами распада пионов, образовавшихся при взаимодействии космических лучей с микроволновыми фотонами [18]. Выше порога ~ 4 × 10 19 эВ космические лучи взаимодействуют с микроволновым фоном, создавая особенность поглощения в потоке космических лучей, границу Грейзена-Зацепина-Кузьмина (ГЗК). Как следствие, длина свободного пробега внегалактических космических лучей, распространяющихся на микроволновом фоне, ограничена примерно 75 мегапарсеками, и, следовательно, вторичные нейтрино являются единственным зондом для все еще загадочных источников на больших расстояниях.То, что они раскроют, — вопрос предположений. Расчет нейтринного потока, связанный с наблюдаемым потоком внегалактических космических лучей, прост и дает одно событие в год в детекторе километрового масштаба. Поток, обозначенный GZK на рисунке 1, разделяет нейтринное небо высоких энергий с нейтрино от гамма-всплесков и активных ядер галактик [4–6].
2. Головоломка с космическими лучами
Несмотря на то, что их открывающий потенциал затрагивает широкий круг научных проблем, создание наземных гамма-телескопов и детекторов нейтрино километрового масштаба было в значительной степени мотивировано возможностью открытия новых окно во Вселенную в области энергий ТэВ и выше.В этой статье мы еще раз рассмотрим перспективы обнаружения гамма-лучей и нейтрино, связанных с космическими лучами, чтобы выявить их источники в то время, когда мы отмечаем 100-летие их открытия Виктором Гессом в 1912 году. В отличие от зарядов, космических лучей, гамма-излучения лучи и нейтрино указывают на свои источники.
Космические ускорители производят частицы с энергией, превышающей ТэВ; мы до сих пор не знаем, где и как [19–21]. Наблюдаемый на Земле поток космических лучей показан на рисунке 2.Энергетический спектр следует последовательности трех степенных законов. Первые два разделены характеристикой, получившей название «колено» при энергии (мы будем использовать единицы энергии ТэВ, ПэВ и ЭэВ, увеличиваясь в 1000 раз от энергии ГэВ) приблизительно 3 ПэВ. Есть свидетельства того, что космические лучи вплоть до этой энергии имеют галактическое происхождение. Любая ассоциация с нашей Галактикой исчезает вблизи второй особенности спектра, называемой «лодыжкой»; см. рис. 2. Выше лодыжки гирорадиус протона в галактическом магнитном поле превышает размер Галактики, и мы наблюдаем появление внегалактического компонента в спектре, который простирается до энергий выше 100 ЭэВ.Прямым подтверждением этого предположения являются три эксперимента [22–24], в которых наблюдалась характерная структура в спектре космических лучей, возникающая в результате поглощения потока частиц микроволновым фоном, так называемый Грейзен-Зацепин-Кузьмин ( ГЗК) отрезной. Нейтрино образуются во взаимодействиях GZK; уже в 1970-х годах было признано, что для их наблюдения необходимы детекторы нейтрино километрового масштаба. Происхождение потока космических лучей в промежуточной области, охватывающей энергии от ПэВ до ЭэВ, остается загадкой, хотя обычно предполагается, что он является результатом некоторого расширения досягаемости галактических ускорителей на высокие энергии.
Для ускорения протонов (или ядер) до энергии ТэВ и выше требуются массивные объемные потоки релятивистских заряженных частиц. Они, вероятно, происходят из-за исключительных гравитационных сил вблизи черных дыр или нейтронных звезд. Гравитация сжатых объектов питает большие токи заряженных частиц, которые являются источником сильных магнитных полей. Они создают возможность ускорения частиц ударными волнами. Это факт, что электроны ускоряются до высоких энергий около черных дыр; астрономы обнаруживают их косвенно по синхротронному излучению.Некоторые должны ускорять протоны, потому что мы наблюдаем их как космические лучи.
Детальный проект ускорителя космических лучей должен отвечать двум задачам: частицы с самой высокой энергией в пучке должны достигать> 10 3 ТэВ (ТэВ) для галактических (внегалактических) источников и соответствовать требованиям к полной энергии (светимости) для учитывать наблюдаемый поток космических лучей. Оба представляют собой серьезные ограничения, ограничивавшие воображение теоретиков.
Остатки сверхновых были предложены как возможные источники галактических космических лучей еще в 1934 году Бааде и Цвикки [25]; их предложение все еще является предметом обсуждения спустя более 70 лет [26].Галактические космические лучи достигают энергий не менее нескольких ПэВ, то есть «колена» в спектре. Их взаимодействие с галактическим водородом вблизи ускорителя должно генерировать гамма-лучи от распада вторичных пионов, энергия которых достигает сотен ТэВ. Такие источники должны быть идентифицированы по относительно плоскому энергетическому спектру, который простирается до сотен ТэВ без ослабления, потому что сами космические лучи достигают, по крайней мере, нескольких ПэВ около колена; их окрестили пэВатронами.Поиски их точного определения пока не увенчались успехом.
Хотя нет неопровержимых доказательств того, что сверхновые ускоряют космические лучи, эта идея является общепринятой из-за энергетики: три сверхновые за столетие, преобразовывающие разумную долю солнечной массы в ускорение частиц, могут принять устойчивый поток космических лучей в Галактике. Первоначально энергетика также вызывала предположения о происхождении внегалактических космических лучей.
Интегрируя спектр космических лучей на Рисунке 2 над лодыжкой, мы находим, что плотность энергии Вселенной во внегалактических космических лучах составляет ~ 3 × 10 −19 эрг см −3 [27, 28].Энергия, необходимая совокупности источников для генерации этой плотности энергии в течение времени Хаббла, составляет ~ 3 × 10 37 эрг с -1 на (Мпк) 3 . (В сообществе астрономических частиц этот поток также известен как ТэВ Мпк −3 год −1 .) Огненный шар гамма-всплеска (GRB) преобразует часть солнечной массы в ускорение электронов, которое рассматривается как синхротрон. фотоны. Энергия внегалактических космических лучей может быть согласована с разумным предположением, что толчки в расширяющемся огненном шаре гамма-всплеска преобразуют примерно одинаковую энергию в ускорение электронов и космических лучей [29–31].Так получилось, что ~ 2 × 10 52 эрг на гамма-всплеск даст наблюдаемую плотность энергии в космических лучах через несколько лет, учитывая, что скорость порядка 300 на Гпк 3 в год. Сотни всплесков в год в течение времени Хаббла производят наблюдаемую плотность космических лучей, точно так же, как три сверхновые за столетие соответствуют постоянному потоку в Галактике.
Проблема решена? Не совсем: оказывается, что тот же результат может быть достигнут, если предположить, что активные галактические ядра (AGN) преобразуют в среднем ~ 2 × 10 44 эрг с -1 каждое в ускорение частиц.Как и в случае с гамма-всплеском, это количество, которое соответствует их выходной мощности в электромагнитном излучении. Будь то GRB или AGN, наблюдение того, что эти источники излучают фотоны и космические лучи схожей энергии, вряд ли будет случайностью. Далее мы обсудим подключение; это приведет к предсказанию нейтринного потока.
3. Нейтрино (и фотоны), связанные с космическими лучами
Сколько гамма-лучей и нейтрино образуется в связи с пучком космических лучей? Как правило, источник космических лучей также должен быть свалкой пучка.Космические лучи, ускоренные в областях сильных магнитных полей около черных дыр, неизбежно взаимодействуют с окружающим их излучением, например, УФ-фотонами в активных галактиках или МэВ-фотонами в огненных шарах гамма-всплесков. В этих взаимодействиях нейтральные и заряженные вторичные пионы образуются в результате процессов В то время как вторичные протоны могут оставаться в ловушке сильных магнитных полей, нейтроны и продукты распада нейтральных и заряженных пионов ускользают. Таким образом, энергия, покидающая источник, распределяется между космическими лучами, гамма-лучами и нейтрино, возникающими при распаде нейтронов, нейтральных пионов и заряженных пионов соответственно.
В случае галактических взрывов сверхновых, обсуждаемых далее, космические лучи в основном взаимодействуют с водородом в галактическом диске, производя равное количество пионов всех трех зарядов в адронных столкновениях; — пионная кратность. Эти вторичные потоки должны усиливаться за счет взаимодействия космических лучей с молекулярными облаками высокой плотности, которые повсеместно встречаются в областях звездообразования, где с большей вероятностью взорвутся сверхновые. Подобный механизм может иметь отношение к внегалактическим ускорителям; Здесь мы сконцентрируемся на механизме, относящемся, например, к GRB.
В обычном дампе космического луча ускоренные космические лучи, которые для иллюстрации считаются протонами, взаимодействуют с фотонной мишенью. Это могут быть фотоны, излучаемые аккреционным диском в AGN, и синхротронные фотоны, которые сосуществуют с протонами во взрывающемся огненном шаре, создающем гамма-всплеск. При их взаимодействии образуются заряженные и нейтральные пионы согласно (1) с вероятностями 2/3 и 1/3 соответственно. Впоследствии пионы распадаются на гамма-лучи и нейтрино, которые несут в среднем 1/2 и 1/4 энергии родительского пиона.Здесь мы предполагаем, что четыре лептона в распаде поровну разделяют энергию заряженного пиона. Энергия пионных лептонов относительно протона равна Здесь, — средняя энергия, передаваемая от протона пиону. Вторичные потоки нейтрино и фотонов равны Здесь представлена сумма потоков нейтрино и антинейтрино, которые не различаются экспериментами. Колебания над космическими базовыми линиями дают примерно равные потоки для трех ароматов.
Важно понимать, что протоны высоких энергий могут оставаться магнитно удерживаемыми ускорителем. Этого трудно избежать в случае гамма-всплесков, когда они адиабатически теряют свою энергию и оказываются в ловушке внутри огненного шара, который расширяется под давлением излучения до тех пор, пока не станет прозрачным и создаст изображение, наблюдаемое астрономами. Вторичные нейтроны (см. (1)) действительно уходят с высокими энергиями и распадаются на протоны, которые являются источником наблюдаемого потока внегалактических космических лучей: с, относительная энергия вторичного нейтрона и исходного протона.Для чертежа ускорителя, в котором ускоренные протоны вылетают с высокой энергией, энергия нейтрино определяется формулой (5): что приводит к уменьшению потока нейтрино по сравнению с нейтронным случаем. Отождествление наблюдаемого потока космических лучей с потоком вторичных нейтронов увеличивает связанный поток нейтрино. Для ускорителя с обычным ударным спектром, где энергия частиц постоянна, нейтронный сценарий приводит к увеличению потока нейтрино в несколько раз.
3.1. Обсуждение
Прямая связь между потоками космических лучей, фотонов и нейтрино может быть изменена как по физическим, так и по астрофизическим причинам. С точки зрения физики частиц мы предполагаем, что исходный протон взаимодействует только один раз. Если он взаимодействует раз, число, зависящее от плотности фотонной мишени (8), обобщается до для этого не слишком велик. Дополнительный фактор учитывает тот факт, что нейтрино, в отличие от протонов, не поглощаются микроволновым фоном и, следовательно, достигают нас от ускорителей за пределами длины поглощения протона GZK около 50 Мпк.Фактор действительно меняется в зависимости от конкретной эволюции красного смещения рассматриваемых источников. Ваксман и Бахкол [29], Виетри [30], Беттчер и Дермер [31] утверждали, что для источников, прозрачных для ТэВ-гамма-лучей, плотность фотонов такова, что для протонов это объявленная граница; действительно, сечения таковы, что длина свободного пробега фотонов при взаимодействии при энергии ТэВ такая же, как и для протонов при взаимодействии при энергии ЭэВ. (По какой-то причине множитель 1/3 в (9) был заменен на 1/2 в исходной оценке.) Как обсуждалось ранее, если вторичные нейтроны являются источником наблюдаемых космических лучей, ограничение увеличивается. Источники с упоминаются как скрытые или скрытые источники, скрытые в свете, то есть, поскольку IceCube достиг верхних пределов энергии космических нейтрино, которые находятся ниже любой версии ограничения, скрытых источников не существует, по крайней мере, не версии.
Можно включить конечные состояния фоторождения за пределами -резонансного приближения, представленного здесь [32].
Существуют также астрофизические проблемы, скрывающие связь гамма-нейтрино (9), которая относится только к потоку гамма-лучей пионного происхождения. Нетепловые источники производят гамма-лучи за счет синхротронного излучения, и их потоки в ТэВ можно обычно регулировать, рассеивая фотоны на электронном луче до более высокой энергии. Отделить их от пионных фотонов было трудно, и любое применение формулы (9) требует осторожности.
Обоснование использования детекторов нейтрино километрового масштаба состоит в том, что их чувствительность достаточна для обнаружения обычных источников космических лучей с плотностью энергии в нейтрино, сравнимой с их плотностью энергии в космических лучах [27, 28] и пионном гамма-излучении ТэВ [33, 34].
4. Источники галактических космических лучей
Плотность энергии космических лучей в нашей Галактике составляет эрг см −3 . Галактические космические лучи не вечны; они диффундируют в микрогауссовых полях и остаются в ловушке в течение среднего времени сдерживания в несколько лет. Мощность, необходимая для поддержания постоянной плотности энергии, требует от ускорителей выдачи эрг / с. Это составляет 10% энергии, производимой сверхновыми, испускающими эрг каждые 30 лет (эрг соответствует 1% энергии связи нейтронной звезды после того, как 99% первоначально теряется из-за нейтрино).Это совпадение лежит в основе идеи, что толчки, вызванные взрывами сверхновых в межзвездную среду, являются ускорителями галактических космических лучей.
Несмотря на быстрое развитие инструментов с улучшенной чувствительностью, было невозможно окончательно определить остатки сверхновой как источники космических лучей, идентифицируя сопутствующие гамма-лучи пионного происхождения. Обычный остаток сверхновой, выделяющий энергию эрг для ускорения космических лучей, неизбежно будет генерировать гамма-лучи ТэВ, взаимодействуя с водородом в диске Галактики.Коэффициент излучения пионных гамма-лучей просто пропорционален плотности космических лучей и целевой плотности атомов водорода. Здесь см −3 получено интегрированием спектра протонов для энергий, превышающих 1 ТэВ. Для спектра или Коэффициент пропорциональности в (10) определяется физикой частиц; — средняя энергия вторичных фотонов относительно протонов космических лучей; — длина взаимодействия протонов (мб) в плотности атомов водорода.Соответствующая светимость равна где — объем, занимаемый остатком сверхновой. Здесь мы сделали приближение, что объем молодого остатка приблизительно определяется или что плотность частиц в остатке не сильно отличается от окружающей плотности энергии галактических космических лучей erg cm −3 [4–6].
Таким образом, мы предсказываем [35, 36] количество ТэВ-фотонов от сверхновой на номинальном расстоянии порядка 1 кпк от
Как обсуждалось во введении, положение колена в спектре космических лучей указывает на то, что некоторые источники ускоряют космические лучи до энергий в несколько ПэВ.Эти пэВатроны, таким образом, производят пионные гамма-лучи, спектр которых может простираться до нескольких сотен ТэВ без отсечки. Для таких источников поток γ-лучей в диапазоне энергий ТэВ может быть параметризован в терминах спектрального наклона, энергии, при которой ускоритель отключается, и нормировки Оценка (13) показывает, что потоки величиной (ТэВ −1 см −2 с −1 ) можно ожидать при энергиях (10 ТэВ).
Поэтому мы концентрируемся на поисках пэВатронов, остатков сверхновых с необходимой энергией для образования космических лучей, по крайней мере, до «колена» в спектре.Возможно, они были обнаружены при обследовании всего неба наивысшей энергией в гамма-лучах ~ 10 ТэВ от детектора Милагро [37]. Определена подгруппа источников, расположенных в близлежащих областях звездообразования в Лебеде и в окрестностях градусов галактической широты; некоторые из них нельзя легко связать с известными остатками сверхновых или с нетепловыми источниками, наблюдаемыми на других длинах волн. Впоследствии направленные воздушные черенковские телескопы были направлены на три источника, что показало, что они являются кандидатами на Пе-Ватрон с приблизительным энергетическим спектром, который простирается до десятков ТэВ без признаков отсечки [38, 39], в отличие от наиболее изученных сверхновых. остатки RX J1713-3946 и RX J0852.0-4622 (Vela Junior).
Некоторые источники Милагро на самом деле могут быть молекулярными облаками, освещенными пучком космических лучей, ускоренным в молодых остатках, расположенных в пределах ~ 100 пк. Действительно, можно ожидать, что космические лучи с несколькими ПэВ ускоряются только в течение короткого периода времени, когда скорость ударной волны высока, то есть когда остаток переходит от свободного расширения к началу фазы Седова. Частицы высоких энергий могут производить фотоны и нейтрино в течение гораздо более длительных периодов, когда они диффундируют через межзвездную среду, чтобы взаимодействовать с близлежащими молекулярными облаками [40].Конечно, в областях звездообразования ожидается ассоциация молекулярных облаков и остатков сверхновых. В этом случае маловероятно смешение с синхротронными фотонами.
Несмотря на быстрое развитие как наземных, так и спутниковых приборов с улучшенной чувствительностью, было невозможно окончательно определить остатки сверхновых как источники ускорения космических лучей, идентифицируя сопровождающие гамма-лучи пионного происхождения. Фактически, недавние данные Fermi LAT поставили под сомнение адронную интерпретацию излучения ГэВ-ТэВ одного из наиболее изученных кандидатов, RX J1713-3946 [41].Напротив, обнаружение сопутствующих нейтрино предоставит неопровержимые доказательства ускорения космических лучей. Физика элементарных частиц диктует соотношение между пионными гамма-лучами и нейтрино и в основном предсказывает образование пары для каждых двух гамма-лучей, наблюдаемых Милагро. Этот расчет может быть выполнен с использованием формализма, описанного в предыдущем разделе, примерно с тем же результатом. Подтверждение того, что некоторые из источников Милагро производят пионное гамма-излучение, создаваемое пучком космических лучей, по прогнозам, появятся после эксплуатации всего детектора IceCube в течение нескольких лет; см. рисунок 3.
Количественную статистику можно резюмировать следующим образом. Для средних значений параметров, описывающих поток, мы обнаруживаем, что завершенный детектор IceCube может подтверждать источники на карте неба Милагро как места ускорения космических лучей на уровне менее чем за один год и на уровне через три года [35] . Здесь мы предполагаем, что источник простирается до 300 ТэВ или 10% энергии космических лучей около изгиба спектра. Эти результаты согласуются с предыдущими оценками [42, 43].В этой оценке астрофизического характера есть внутренняя неоднозначность, которая может сократить или увеличить время, необходимое для наблюдения [35]. В частности, малоизвестная расширенная природа некоторых источников Милагро представляет собой проблему для наблюдений IceCube, оптимизированных для точечных источников. Поскольку IceCube не будет наблюдать нейтрино сверхновых с ТэВ-энергией в течение 10 лет, эта концепция будет поставлена под сомнение.
В отличие от галактических космических лучей, нет прямого пути прохождения потока нейтрино, ожидаемого от внегалактических ускорителей космических лучей.Потоки нейтрино от AGN оценить сложно. Для GRB ситуация качественно лучше, потому что нейтрино с энергией ПэВ должны образовываться, когда протоны и фотоны сосуществуют в огненном шаре гамма-всплеска [29]. Как обсуждалось ранее, модель заслуживает доверия, потому что наблюдаемый поток космических лучей можно согласовать с предположением, что примерно равная энергия разделяется электронами, наблюдаемыми как синхротронные фотоны и протоны.
5.1. GRB
Если огненные шары GRB являются источниками внегалактических космических лучей, поток нейтрино напрямую связан с потоком космических лучей.Это соотношение следует из того факта, что на каждый вторичный нейтрон, распадающийся на протон космических лучей, приходится 3 нейтрино, возникающих из связанных: а после осцилляций — на аромат нейтрино где множитель введен по причинам, объясненным в контексте (9).
В рутинных поисках IceCube GRB используется альтернативный подход [44]: содержание протонов в огненном шаре определяется на основе наблюдаемого электромагнитного излучения (полосового спектра).Основное предположение состоит в том, что сопоставимое количество энергии рассеивается в протонах и электронах огненного шара, где последние наблюдаются как синхротронное излучение: где, — доли энергии файербола в протонах и электронах [44].
Критическая величина, нормирующая поток нейтрино гамма-всплеска, равна; его расчет относительно прост. Феноменология, которая успешно учитывает астрономические наблюдения, — это создание горячего огненного шара из электронов, фотонов и протонов, который изначально непрозрачен для излучения.Таким образом, горячая плазма расширяется под действием радиационного давления, и частицы ускоряются до фактора Лоренца, который растет до тех пор, пока плазма не станет оптически тонкой и не создаст гамма-всплеск. С этого момента огненный шар движется по берегу с фактором Лоренца, который постоянен и зависит от его барионной нагрузки. Барионная составляющая несет основную часть кинетической энергии огненного шара. Энергетика и быстрая временная структура взрыва могут быть успешно связаны с последовательными толчками (снарядами) ширины, которые развиваются в расширяющемся огненном шаре.Быстрое изменение гамма-всплеска во времени составляет порядка миллисекунд и может быть интерпретировано как столкновение внутренних толчков с изменяющейся барионной нагрузкой, приводящее к различиям в объемном факторе Лоренца. Электроны, ускоренные ускорением Ферми первого порядка, излучают синхротронные гамма-лучи в сильном внутреннем магнитном поле и, таким образом, вызывают всплески, наблюдаемые в спектрах всплесков.
Количество взаимодействий определяется оптической толщиной оболочки огненного шара до взаимодействий Штрихи относятся к опорной раме огненного шара; незаштрихованные величины находятся в кадре наблюдателя.Плотность фотонов огненного шара зависит от полной энергии в импульсном эрге, характерной энергии фотонов в МэВ и объема оболочки: с участием Единственная тонкость здесь — это зависимость от радиуса оболочки; для простого вывода см. Gaisser et al. [4], Лирнед и Мангейм [5] и Хальзен и Хупер [6]. Наконец, обратите внимание, что этот расчет идентифицирует поток космических лучей с протонами огненного шара.
Прогнозирование потока гамма-всплесков с обратной стороны дается формулой (9) с, или Если отождествить поток протонов с нейтронами, вылетающими из болида, расчет должен быть основан на (16).Это почти наверняка правильная процедура, поскольку протоны адиабатически теряют свою энергию с расширением огненного шара. Поток нейтрино увеличивается примерно в раз. Этот более простой подход был использован Ahlers et al. [45].
Для типичного выбора параметров и s, в IceCube прогнозируется около 100 событий в год, поток, который уже оспаривается [45] ограничением на диффузный поток космических нейтрино, полученным с половиной IceCube в одном год [46].Столкнувшись с этим отрицательным выводом, Ahlers et al. [45] исследовали зависимость предсказанного потока нейтрино от космологической эволюции источников, а также от параметров, описывающих болид, в частности, и. Хотя они ограничены электромагнитными наблюдениями и требованием, чтобы огненный шар соответствовал наблюдаемому спектру космических лучей, прогнозы могут быть расширены до такой степени, что потребуется 3 года данных с уже завершенным инструментом, чтобы окончательно определить выяснить происхождение гамма-всплесков внегалактических космических лучей; см. рисунок 4.В качестве альтернативы, обнаружение их нейтринного излучения может быть неизбежным.
Есть ли сомнения в происхождении гамма-всплесков у источников космических лучей самых высоких энергий? Напомним, что расчет нейтринного потока гамма-всплесков нормирован на наблюдаемую полную энергию во внегалактических космических лучах, равную ~ 3 × 10 −19 эрг см −3 , что является весьма неопределенным значением, поскольку оно критически зависит от предположения, что все космические лучи над щиколоткой имеют внегалактическое происхождение. Кроме того, абсолютная нормализация измеренного потока не определена.Хотя аппроксимация спектра поддерживает это предположение [45], искусственно сдвигая переход к более высоким энергиям выше колена, можно уменьшить энергетический бюджет на порядок величины. Нижнее значение 0,5 × 10 44 ТэВ Мпк −3 год −1 может быть приспособлено с более скромной долей ~ 2 × 10 51 эрг (или ~ 1% солнечной массы), идущей в ускорение частиц отдельными всплесками. Мы вернемся к этому вопросу в контексте нейтрино ГЗК.
Хотя это временно устраняет прямой конфликт с существующим диффузным пределом, IceCube имеет альтернативную возможность выполнить прямой поиск нейтрино в пространственном и временном совпадении с гамма-всплеском, наблюдаемым спутниками Swift и Fermi; его чувствительность более чем на порядок превосходит диффузный поиск. В этом поиске, по сути, без фона, ожидалось 14 событий, когда IceCube работал с 40 и 59 струнами в течение 2 лет строительства, даже при самом низком значении бюджета энергии космических лучей, равном 0.5 × 10 44 ТэВ Мпк −3 год −1 . Два разных и независимых поиска не смогли обнаружить этот поток на уровне достоверности 90% [47]. IceCube может подтвердить или исключить гамма-всплески как источники космических лучей с наивысшей энергией в течение 3 лет работы [45].
5.2. Активные галактики
Если бы, в качестве альтернативы, AGN были источниками, мы оказались бы в ситуации, когда множество моделей произвело широкий диапазон предсказаний для потоков нейтрино; они варьируются от ненаблюдаемых до исключенных по данным IceCube, полученным во время строительства.Поэтому мы пойдем по более прямому пути получения нейтринного потока из наблюдений гамма-излучения ТэВ, как это было сделано для остатков сверхновых. При таком подходе обычно делается оговорка, что некоторые или все фотоны не могут иметь пионное происхождение; в этом смысле оценка дает верхний предел. Близость активных галактик Cen A и M 87 Fanaroff-Riley I (FRI) выделяет их как потенциальные ускорители [48, 49]. Данные Оже предоставляют убедительные доказательства возможной корреляции между направлением прихода 1 ~ 10 событий и направлением Cen A [48].
Интерпретация наблюдений гамма-излучения ТэВ является сложной задачей, потому что высокоэнергетическое излучение AGN чрезвычайно изменчиво, и трудно сравнивать многоволновые данные, полученные в разное время. Наше лучшее предположение отражено на рисунке 5, где показан поток в ТэВ вместе с наблюдениями многоволнового излучения Cen A, собранными Липари [50].
Показанный поток ТэВ представляет собой диапазон наблюдений. (1) Архивные наблюдения ТэВ-излучения Cen A, собранные в начале 1970-х годов с помощью интерферометра оптической интенсивности Наррабри Сиднейского университета [51–53].Данные показывают изменчивость источников за период в один год. (2) Наблюдение M 87 с помощью HEGRA [54–59]. Мы масштабировали поток M 87 на 16 Мпк на расстояние до Cen A. После корректировки различных пороговых значений экспериментов HEGRA и Сиднея мы получили идентичные светимости источников. для M 87 и Cen A примерно 7 × 10 40 эрг с −1 , предполагая спектр гамма-лучей. (3) И, что наиболее важно, полученный таким образом усредненный по времени поток гамма-лучей очень близок к потоку гамма-лучей от Cen A, недавно наблюдаемого на уровне 3 ~ 4 σ аппаратом H.E.S.S. сотрудничество [60].
Учитывая, что мы получаем идентичные собственные светимости для Cen A и M 87, мы рискуем предположить, что они могут быть типичными ВКИ, и этот факт можно использовать для построения диффузного потока нейтрино от всех ВКИ. Прямое преобразование потока гамма-излучения ТэВ из общего ВКИ в поток нейтрино дает Полный диффузный поток от всех таких источников с плотностью в пределах горизонта [61] представляет собой просто сумму светимостей источников, взвешенных по их расстоянию, или где дается потоком от одного источника.Мы вычислили сумму, предположив, что галактики распределены равномерно. Это оценивается как
Поток нейтрино от одного источника, такого как Cen A, явно невелик: повторяя вычисления для степенных спектров между 2,0 и 3,0, мы получаем в обычном нейтринном детекторе с эффективной площадью мюонов 1 км 2 только 0,8 до 0,02 события в год. Диффузный поток дает более комфортную частоту событий от 0,5 до 19 нейтрино в год. С учетом источников до 3 Гпк или красного смещения порядка 0.Только 5, вероятно, консервативен. Расширение источников за пределы и учет их возможной эволюции может увеличить поток примерно в 3 раза.
6. Нейтрино от взаимодействий GZK
Какими бы ни были источники внегалактических космических лучей, космогенный поток нейтрино возникает в результате взаимодействия космических лучей с космическим микроволновым фоном (CMB). Вырабатываемое в пределах радиуса ГЗК источником, находящимся на космологическом расстоянии, нейтрино ГЗК указывает на него с субградусной точностью.Расчет потока нейтрино GZK относительно прост, и его величина во многом определяется их общей плотностью энергии во Вселенной; как и раньше, критическим параметром является переход от галактического к внегалактическому компоненту. Недавние расчеты [62] показаны на рисунке 6. Также важно понимать, что среди продуктов конечного состояния, образовавшихся в результате распада пионов, нейтрино GZK сопровождаются потоком электронов, позитронов и β-лучей, которые быстро каскадно переходят в более низкие энергии в реликтовом и межгалактическом магнитных полях.Электромагнитный каскад развивается с максимумом в области энергий ГэВ-ТэВ. Здесь полная энергия в электромагнитном каскаде ограничена недавними измерениями диффузного внегалактического фона с помощью Fermi-LAT [63].
Повышенная производительность IceCube при энергии EeV открыла для IceCube возможность обнаруживать нейтрино GZK. Мы ожидаем 2,3 события за 3 года эксплуатации завершенного детектора IceCube, предполагая, что они наилучшим образом соответствуют событиям на рис. 6 и 4.8 для максимального потока, соответствующего ограничению Ферми.
На протяжении всего обсуждения мы предполагали, что космические лучи с самой высокой энергией — это протоны. Эксперименты расходятся во мнениях относительно состава частиц около эВ. Мало что известно о химическом составе, расположенном ниже границы ГЗК, где ожидается наиболее значительный вклад в космогенные нейтрино. В любом случае неточности в экстраполяции поперечного сечения протонно-воздушного взаимодействия, упругости и множественности вторичных компонентов из измерений на ускорителе на высокие энергии, характерные для атмосферных ливней, достаточно велики, чтобы подорвать любой определенный вывод о химическом составе [64].Следовательно, противоречивые утверждения этих экспериментов, скорее всего, иллюстрируют, что физика элементарных частиц недостаточно известна, чтобы получить определенный результат. Специализированные эксперименты на LHC могут исправить эту ситуацию, ограничив моделирование ливня, которые являются центральным ингредиентом при определении состава.
Мы подчеркнули потенциал IceCube в обнаружении источников космических лучей; Эта цель, несомненно, имеет первостепенное значение, поскольку она устанавливает масштаб детектора. Наука IceCube включает и другие приоритеты.(1) Что касается традиционной астрономии, нейтринные астрономы наблюдают нейтринное небо через атмосферу. Это проклятие и благословение; фон нейтрино, создаваемых космическими лучами при взаимодействии с ядрами атмосферы, обеспечивает луч, необходимый для калибровки прибора. Это также дает нам возможность заниматься физикой элементарных частиц. Особенно уникальным является диапазон энергий фонового атмосферного нейтринного пучка, охватывающий интервал ТэВ, энергии, недоступные для ускорителей.Могут существовать космические лучи еще большей энергии, но атмосферный луч гарантирован. Ожидается, что IceCube соберет набор данных порядка одного миллиона нейтрино за десять лет с научным потенциалом, который ограничен только нашим воображением. (2) Прохождение большого потока нейтрино с энергией МэВ, созданного галактической сверхновой в течение нескольких секунд, будет обнаружено как превышение скорости счета фона во всех отдельных оптических модулях [65]. Хотя это всего лишь счетный эксперимент, IceCube будет измерять временной профиль нейтринной вспышки около центра Галактики со статистикой около одного миллиона событий, что эквивалентно чувствительности детектора на 2 мегатонны.(3) IceCube будет искать нейтрино от аннигиляции частиц темной материи, гравитационно захваченных в центре Солнца и Земли [66]. В поисках типичных слабовзаимодействующих массивных частиц темной материи (WIMP) с независимыми от спина взаимодействиями с обычной материей IceCube может конкурировать с экспериментами по прямому обнаружению только в том случае, если масса WIMP достаточно велика. Для спин-зависимых взаимодействий IceCube уже улучшил лучшие ограничения на спин-зависимые сечения WIMP на два порядка [68, 69].
Создание IceCube и других нейтринных телескопов высоких энергий в основном мотивировано их потенциалом открыть новое окно во Вселенную, используя нейтрино в качестве космических посланников; подробнее об этом будет в остальной части разговора. Тем не менее эксперимент IceCube появился в дорожной карте США по физике элементарных частиц [70]. Как самый легкий из фермионов и наиболее слабо взаимодействующие частицы, нейтрино занимают хрупкую часть стандартной модели, и можно реально надеяться, что они обнаружат первые и самые драматические признаки новой физики.
Помимо способности обнаруживать темную материю, IceCube имеет следующие возможности в области физики элементарных частиц [71]. (1) Поиск признаков объединения взаимодействий частиц, возможно, включая гравитацию в масштабе ТэВ. В этом случае нейтрино с энергиями, близкими к ТэВ, будут гравитационно взаимодействовать с большими поперечными сечениями, подобными сечениям кварков и лептонов; это увеличение дает впечатляющие признаки в нейтринном телескопе, включая, возможно, образование черных дыр [72].(2) Поиск модификаций нейтринных осцилляций, возникающих в результате нестандартных нейтринных взаимодействий [73]. (3) Поиск изменений аромата или зависящих от энергии задержек нейтрино, обнаруженных с космических расстояний, как признак квантовой декогеренции. (4) Поиск нарушения принципа эквивалентности в результате неуниверсальных взаимодействий с гравитационным полем нейтрино разного аромата. (5) Точно так же поиск нарушения лоренц-инвариантности в результате разных предельных скоростей нейтрино разных ароматов.При энергии ТэВ и массах порядка эВ или меньше даже атмосферные нейтрино, наблюдаемые IceCube, достигают лоренц-фактора или больше. (6) Поиск испускания частиц космическими струнами или любых других топологических дефектов или тяжелых космологических остатков, созданных в ранней Вселенной. Было высказано предположение, что они могут быть источниками космических лучей наивысшей энергии. 7. Поиск магнитных монополей, ядерных шаров, -шаров и т.п.
Обновление IceCube с помощью DeepCore значительно расширило научный потенциал IceCube как детектора атмосферных нейтрино.Он будет накапливать данные об атмосферных нейтрино, покрывающих первый провал осцилляций около 20 ГэВ, с беспрецедентной статистикой. Его инструментальный объем составляет порядка 10 млн тонн. С 6 дополнительными струнами, оснащенными близко расположенными (7 метров) фотоумножителями с высокой квантовой эффективностью, похороненными глубоко внутри IceCube, DeepCore использует окружающие струны IceCube в качестве вето для наблюдения за следами содержащихся событий; см. рисунок 7. Было показано, что статистики событий достаточно для определения иерархии масс с уровнем достоверности не менее 90%, предполагая текущие наиболее подходящие значения параметров колебаний [74].Однако положительный результат требует достаточного понимания систематики измерения, и, что более реалистично, мы должны задать вопрос о том, сколько дополнительных строк, развернутых в DeepCore, необходимо для выполнения определенного определения. Это незавершенная работа, основанная не только на моделировании, но и на данных DeepCore, которые уже предоставили доказательства на уровне атмосферных колебаний при 10 ~ 100 ГэВ, то есть при более высокой энергии, чем любое предыдущее наблюдение.
Физика измерения иерархии такая же, как и для экспериментов с длинной базой [75]; ключ состоит в том, чтобы измерить эффекты земной материи, связанные с углом, который управляет переходами между и.Эффективный угол смешивания в веществе в двухкомпонентной структуре определяется выражением где знак плюс (минус) относится к (анти) нейтрино. — концентрация электронов на Земле, и — доля электронов и плотность недр Земли, соответственно. Критическое количество; его знак определяет массовую иерархию. Условие резонанса выполняется для энергий нейтрино порядка 15 ГэВ для баз в тысячи километров, исследованных в экспериментах с атмосферными нейтрино.DeepCore расширяет порог IceCube до этой энергии. Можно наблюдать как исчезновение мюонных нейтрино, так и появление тау- и электронных нейтрино.
При наличии эффектов земной материи вероятность осцилляции нейтрино (антинейтрино) увеличивается, если иерархия нормальная (инвертированная). Детекторы с длинной базой, в отличие от IceCube, измеряют заряд вторичного мюона, таким образом выбирая знак, связанный с каждым событием в предыдущем уравнении. Иерархия определяется простым просмотром, в каком канале, нейтрино или антинейтрино, сигнал усиливается эффектами материи.Благодаря большому значению, недавно наблюдаемому в нескольких экспериментах и достаточной статистике, величину этого члена можно измерить даже без дискриминации заряда. Это в принципе возможно с DeepCore [74] или очень скромным расширением (учитывая, что стоимость дополнительной колонны, развернутой во льду, составляет 1,2 миллиона долларов, включая логистические затраты), но не может быть гарантировано до тех пор, пока систематика измерений не будет полностью понята в этот недавно изученный диапазон энергий.
8. Нейтринные телескопы: методы обнаружения
Обнаружение нейтрино всех вкусов будет иметь важное значение для отделения диффузных внеземных нейтрино от атмосферных нейтрино.Обычные космические ускорители производят нейтрино в результате распада пионов с примесью:: = 1: 2: 0. По космическим базовым линиям осцилляции нейтрино преобразуют соотношение в 1: 1: 1, потому что примерно половина преобразовывается в.
Нейтринные телескопы используют относительно большое поперечное сечение нейтрино и большой диапазон мюонов, превышающий энергии ТэВ, для достижения эффективности обнаружения для достижения предсказанного точечного источника и ранее обсуждавшихся диффузных потоков. В то же время нельзя игнорировать детектирование и нейтрино; случай подробно рассмотрен в [13].Фон от атмосферных нейтрино намного ниже, чем для определения энергии, потому что нейтринное событие полностью или, по крайней мере, частично содержится в детекторе. Например, один ограничивается выборкой катастрофической потери энергии части трека вторичного мюона. Наконец, они могут быть обнаружены из обоих полушарий, и, как будет обсуждаться далее, нейтрино не поглощаются Землей, они просто каскадом переходят в более низкую энергию.
IceCube обнаруживает нейтрино, наблюдая черенковское излучение заряженных частиц, образованных нейтринными взаимодействиями внутри или вблизи детектора.Взаимодействие зарядового тока производит лептон, который несет в среднем от 50% энергии нейтрино для ГэВ до 80% при высоких энергиях; остальная часть энергии выделяется в виде адронного ливня. И вторичный лептон, и адронный ливень создают черенковское излучение. При взаимодействии нейтрального тока нейтрино передает часть своей энергии ядерной мишени, создавая адронный ливень. IceCube может различать ароматы нейтрино на основе их топологии в детекторе, как показано на рисунке 8.Есть две основные топологии: следы от и «каскады» от и взаимодействия нейтрального тока от всех ароматов. В масштабе IceCube каскады примерно точечные источники черенковского света. При энергиях ПэВ и выше возникает дополнительная топология, так называемые события двойного взрыва, когда a взаимодействует, образуя каскад, а затем распадается, образуя второй каскад. При энергиях ПэВ лептон проходит сотни метров перед распадом; это определяет расстояние между каскадами.
Нейтринные телескопы также измеряют энергию нейтрино. Мюоны простираются от нескольких километров при энергии ТэВ до десятков километров при энергии ЭэВ, генерируя ливни вдоль своего пути за счет тормозного излучения, образования пар и фотоядерных взаимодействий. Возникающие заряженные частицы являются источниками дополнительного черенковского излучения. Поскольку энергия мюона ухудшается вдоль его трека, также уменьшается энергия вторичных ливней, и расстояние от трека, на котором связанный черенковский свет может запускать ФЭУ, постепенно уменьшается.Таким образом, геометрия светового бассейна, окружающего мюонный трек, представляет собой километровый конус с постепенно уменьшающимся радиусом. На своем первом километре мюон с высокой энергией обычно за пару ливней теряет энергию, составляющую одну десятую своей начальной энергии. Итак, начальный радиус конуса — это радиус ливня с 10% энергии мюона. При меньших энергиях, порядка сотен ГэВ и менее, мюон становится минимально ионизирующим.
Из-за стохастической природы потери энергии мюоном зависимость между наблюдаемой (через черенковский свет) потерей энергии и энергией мюона варьируется от мюона к мюону.Энергия мюона в детекторе может быть определена, и, кроме того, неизвестно, как далеко прошел мюон (и сколько энергии он потерял) до того, как попал в детектор; процесс развертывания необходим для определения энергии нейтрино на основе наблюдаемых энергий мюонов. Напротив, для и, детектор является калориметром полной энергии и определение их энергии превосходит.
У разных топологий есть свои преимущества и недостатки. Из-за взаимодействий длинное плечо мюонных треков, протяженностью до десятков километров при очень высоких энергиях, позволяет точно определять направление мюона (и направление нейтрино) с угловым разрешением в режиме онлайн лучше 0.5 градусов. Для выбранных событий может быть достигнуто превосходное угловое разрешение. Таким образом, чувствительность к точечным источникам выше, чем к другим ароматизаторам. Недостатками являются большой фон атмосферных нейтрино при энергиях ниже ПэВ и от мюонов космических лучей при всех энергиях, а также косвенное определение энергии нейтрино, которое должно быть выведено из замеров потери энергии мюона, когда он проходит через детектор.
Наблюдение за ароматами и ароматизаторами дает значительные преимущества при наблюдении.Они обнаруживаются как для Северного, так и для Южного полушарий. (Это также верно для энергии, превышающей 1 ПэВ, где фон от резко падающего атмосферного спектра становится незначительным.) При энергиях Тэв и выше атмосферный фон на порядок ниже, и почти нет атмосферный. При более высоких энергиях мюоны от распада, являющиеся источником атмосферы, больше не распадаются, и относительно редкие K-распады становятся доминирующим источником фона. Кроме того, поскольку нейтринные события полностью или, по крайней мере, частично содержатся в оборудованном детекторном объеме, энергия нейтрино определяется калориметрическим методом полного поглощения.Можно установить космическое происхождение одного события, продемонстрировав, что энергия не может быть достигнута мюонами и нейтрино атмосферного происхождения. Наконец, они не поглощаются Землей [77]: при взаимодействии на Земле производятся вторичные с более низкой энергией либо непосредственно при взаимодействии нейтрального тока, либо посредством распада вторичного тау-лептона, образующегося при взаимодействии заряженного тока. Таким образом, высокие энергии будут падать до энергий в сотни ТэВ, где Земля станет прозрачной. Другими словами, они обнаруживаются с пониженной энергией, но не поглощаются.
Хотя каскады почти точечны, они не изотропны, а эллиптические, большая ось которых совпадает с направлением падающего нейтрино. Это отражается в детектируемом световом узоре, особенно в детализированных фотонных сигналах, измеряемых оптическими датчиками. Хотя часть каскадных событий может быть восстановлена со степенью точности [78], точность ниже той, которая достигается для событий.
При энергиях выше примерно 1 ПэВ во льду эффект LPM уменьшает сечения тормозного излучения и образования пар.При энергиях выше примерно эВ электромагнитные ливни начинают удлиняться, достигая длины около 80 метров при эВ [79]. При этих энергиях играют роль фотоядерные взаимодействия, и даже электромагнитные ливни будут иметь адронную составляющую, включая образование вторичных мюонов.
Подробное описание обнаружения нейтрино, измерения энергии и разделения ароматов, а также подробные ссылки можно найти в предварительной проектной документации IceCube [2, 13].
В первом приближении нейтрино регистрируются при их взаимодействии внутри инструментального объема.Длина пути, проходимого в объеме детектора нейтрино с зенитным углом, определяется геометрией детектора. Нейтрино обнаруживаются, если они взаимодействуют в объеме детектора, то есть на измеряемом расстоянии. Эта вероятность где — длина свободного пробега во льду нейтрино с энергией. Здесь g см −3 — плотность льда, — число Авогадро, — нейтринно-нуклонное сечение. Поток нейтрино (нейтрино на ГэВ на см 2 в секунду), пересекающий детектор с энергетическим порогом и площадью поперечного сечения, обращенной к падающему пучку, будет производить события спустя время.«Эффективная» площадь детектора также является функцией зенитного угла. Оно не строго равно геометрическому поперечному сечению измерительного объема, обращенного к падающему нейтрино, потому что даже нейтрино, взаимодействующие вне измерительного объема, могут производить достаточно света внутри детектора для обнаружения. На практике определяется как функция направления падающего нейтрино и зенитного угла с помощью моделирования с полным детектором, включая триггер.
Этот формализм применяется к содержащимся событиям.Для мюонных нейтрино будет обнаружено любое нейтрино, производящее вторичный мюон, который достигает детектора (и имеет достаточно энергии для его запуска). Поскольку мюон проходит километры при энергии ТэВ и десятки километров при энергии ПэВ, нейтрино можно регистрировать за пределами инструментального объема; вероятность получается подстановкой в (26): следовательно, Здесь — пробег мюона, определяемый его потерями энергии. Полное выражение для потока -индуцированных мюонов на детекторе дается сверткой спектра нейтрино с вероятностью появления мюона, достигающего детектора [4–6]: Дополнительный экспоненциальный множитель учитывает поглощение нейтрино вдоль хорды Земли длиной под зенитным углом.Поглощение становится важным для cm 2 или ГэВ. Для расчетов «на обратной стороне конверта» -функция может быть аппроксимирована следующим образом: При энергии EeV увеличение сводится только к. Очевидно, что нейтрино высоких энергий с большей вероятностью будут обнаружены из-за увеличения с энергией как поперечного сечения, так и диапазона мюонов.
Тау-нейтрино можно наблюдать при условии, что производимый ими тау-лептон достигает инструментального объема за время своего существования. В (26) заменяется на где, и — масса, время жизни и энергия тау соответственно.Длина распада тау линейно растет с энергией и фактически превышает пробег мюона около 1 ЭэВ. При еще более высоких энергиях тау, в конечном итоге, разрушается за счет катастрофических взаимодействий, как и мюон, несмотря на уменьшение поперечных сечений в несколько раз.
Таус запускает детектор, но треки и (или) ливни, которые они создают, трудно отличить от треков, инициированных мюонными и электронными нейтрино. Чтобы его можно было четко распознать, как начальное взаимодействие нейтрино, так и последующий тау-распад должны содержаться внутри детектора; для детектора кубического километра это происходит с нейтрино с энергией от нескольких ПэВ до нескольких десятков ПэВ.Также может быть возможно идентифицировать то, что взаимодействует только в детекторе, или то, что распадается в детекторе.
9. Первый детектор нейтрино километрового масштаба: IceCube
Обоснование использования детекторов нейтрино километрового масштаба состоит в том, что их чувствительность достаточна для обнаружения обычных источников космических лучей с плотностью энергии в нейтрино, сравнимой с их плотностью энергии в космических лучах. [27, 28] и пионное гамма-излучение ТэВ [33, 34]. В то время как гамма-астрономия с ТэВ стала зрелой техникой, слабым звеном в изучении многоволновых возможностей, представленных ранее, является наблюдение нейтрино, для которого требуются детекторы километрового масштаба; де-факто это будет продемонстрировано следующим обсуждением потенциальных источников космических лучей.Серия экспериментов первого поколения [81, 94] продемонстрировала, что нейтрино высоких энергий с энергией ~ 10 ГэВ и выше могут быть обнаружены путем наблюдения черенковского излучения вторичных частиц, образующихся при взаимодействии нейтрино внутри больших объемов высокопрозрачного льда или воды с помощью приборов. с решеткой из фотоумножителей. Строительство первого детектора второго поколения IceCube на географическом Южном полюсе было завершено в декабре 2010 года [95]; см. рис. 7.
IceCube состоит из 80 струн, каждая из которых оснащена 60 10-дюймовыми фотоумножителями, расположенными на расстоянии 17 м на общей длине 1 км.Самый глубокий модуль расположен на глубине 2450 км, так что прибор защищен от большого фона космических лучей у поверхности примерно 1,5 км льда. Струны расположены на вершинах равносторонних треугольников со стороной 125 м. Инструментальный объем детектора представляет собой кубический километр темного, высокопрозрачного и стерильного антарктического льда. Радиоактивный фон определяется приборами, установленными в этом естественном льду.
Каждый оптический датчик состоит из стеклянной сферы, содержащей фотоумножитель и плату электроники, которая локально оцифровывает сигналы с помощью бортового компьютера.Оцифрованным сигналам присваивается глобальная временная метка с точностью до 3 нс, а затем они передаются на поверхность. Процессоры на поверхности непрерывно собирают эти сигналы с отметками времени от оптических модулей; каждый функционирует независимо. Цифровые сообщения отправляются в строковый процессор и триггер глобального события. Затем они сортируются в черенковские структуры, испускаемые треками вторичных мюонов, или электронным и тау-ливнями, которые показывают направление родительского нейтрино [96].
На основании данных, полученных во время строительства 40 из 59 колонн, ожидаемая эффективная площадь готового детектора IceCube увеличена в 2–3 раза по сравнению с ожидаемыми [14]. Ожидается, что площадь сбора нейтрино увеличится за счет улучшенной калибровки и разработки оптимизированных программных средств для 86-струнного детектора, который стабильно работает в своей окончательной конфигурации с мая 2011 года. Угловое разрешение уже достигло более 0,5 градуса для высоких энергий. , реконструкция также превосходит то, что ожидалось.
Подобный детектор, который в конечном итоге может оказаться более чувствительным, чем IceCube, планируется развернуть в глубокой прозрачной воде Средиземного моря [97].
10. KM3NeT
Ускорители космических лучей производят потоки нейтрино, ограниченные по энергии примерно до 5% от максимальной энергии протонов или ядер (см. (2)). Таким образом, для галактических источников нейтрино, даже для еще не идентифицированных ПеВатронов, мы ожидаем спектры нейтрино с обрезанием (см. (14)) в диапазоне от нескольких до примерно 100 ТэВ.Таким образом, для обнаружения этих нейтрино требуется оптимальная чувствительность в диапазоне ТэВ. В частности, атмосферный мюонный фон ограничивает поле зрения нейтринных телескопов нижней полусферой при этих энергиях.
Таким образом, нейтринный телескоп второго километра в северном полушарии необходим для наблюдения за центром Галактики и самой большой частью галактической плоскости или, в более общем смысле, для обеспечения полного покрытия неба для нейтринной астрономии. Покрытие неба в галактических координатах IceCube и средиземноморского телескопа показано на рисунке 9.
Вслед за новаторской работой DUMAND в 1990-х годах в Средиземном море было начато несколько проектов нейтринных телескопов (см. Выше). В 2008 году завершилось строительство детектора ANTARES у французского побережья у Тулона. Имея инструментальный объем в процентах от кубического километра, ANTARES [98, 99] имеет примерно такую же эффективную площадь, что и AMANDA, и в настоящее время является наиболее чувствительной обсерваторией для нейтрино высоких энергий в Северном полушарии.Он продемонстрировал возможность обнаружения нейтрино в глубоком море и предоставил богатый технический опыт и конструкторские решения для глубоководных компонентов.
Следующим этапом станет строительство нейтринного телескопа KM3NeT объемом несколько кубических километров в Средиземном море. Его технический дизайн [100] разрабатывался в проектах, финансируемых ЕС (Проектное исследование FP6 и Подготовительный этап FP7). Был достигнут значительный прогресс, в частности, в отношении надежности и рентабельности конструкции.Первоначальная цель заключалась в том, чтобы снизить цену за один кубический километр воды с инструментами до 250 миллионов долларов, но теперь планируется построить до 6 км 3 на эту сумму. Ярким примером многих новых технических разработок является цифровой оптический модуль, который включает 31 3-дюймовый фотоумножитель вместо одной большой трубки (см. Рисунок 10). Преимуществами являются тройное увеличение площади фотокатода на оптический модуль, сегментация фотокатода, позволяющая четко идентифицировать совпадающие черенковские фотоны, некоторая направленная чувствительность и уменьшение общего количества пенетраторов и соединителей, которые являются дорогими и подверженными сбоям. .Для всех сигналов фотоумножителя, превышающих уровень шума, информация о превышении порогового значения будет оцифрована и отмечена временем с помощью электронных модулей, размещенных внутри оптических модулей. По оптоволоконным кабелям эта информация отправляется на берег, где поток данных фильтруется онлайн для кандидатов на событие.
KM3NeT будет состоять из нескольких 100 вертикальных структур (блоков обнаружения), несущих более 10 000 оптических модулей. Блоки обнаружения прикреплены к морскому дну с помощью противовесов и удерживаются в вертикальном положении с помощью погруженных буев.Расстояние по вертикали между оптическими модулями будет около 40 м, а расстояние по горизонтали между блоками обнаружения будет от 100 до 180 м, в зависимости от результатов текущих исследований по оптимизации. Детектор будет построен из двух или более больших блоков, расположенных рядом друг с другом на одном участке или на разных участках; Участки-кандидаты были идентифицированы около Тулона / Франция (рядом с участком АНТАРЕС), недалеко от Капо Пассеро (восток Сицилии) и недалеко от Пилоса (к западу от Пелопоннеса).
Из-за сопротивления глубоководных течений блоки обнаружения деформируются и отклоняются по горизонтали на несколько 10 м от своего номинального вертикального расположения.Акустическая триангуляция, наклономеры и компасы будут использоваться для отслеживания положения и ориентации каждого оптического модуля с точностью, соизмеримой с временным разрешением 1 нс.
Консервативные оценки чувствительности KM3NeT к точечным источникам с потоком (см. Рисунок 11) показывают, что этот детектор будет более чувствительным, чем IceCube, в большом диапазоне склонений. Чувствительность также высока для потоков нейтрино с отсечками; в частности, нейтрино от остатка сверхновой RX J1713-3946 должны быть обнаружены в течение пяти лет, если гамма-излучение от этого объекта имеет чисто адронное происхождение.
Первая фаза строительства KM3NeT приближается. Доступно около 50 миллионов долларов финансирования, и начало строительства ожидается в 2013 году. Обсуждаемый вариант — посвятить эту первую фазу измерению иерархии масс нейтрино (см. Раздел 7). Соответствующее тематическое исследование находится в разработке, и в зависимости от его результатов можно рассмотреть возможность установки плотной решетки с межмодульными расстояниями, намного меньшими, чем указанные ранее.
11.Заключение: следите за обновлениями
Таким образом, IceCube был разработан для статистически значимого обнаружения космических нейтрино, сопровождающих космические лучи, за 5 лет. Здесь мы доказали, что, основываясь на многоволновой информации, полученной с помощью наземных гамма-телескопов и экспериментов с космическими лучами, мы действительно приближаемся к остаткам сверхновой, GRB (если они являются источниками космических лучей) и нейтрино GZK. . Обсуждение выдвинуло на первый план критическую роль улучшенных спектральных данных гамма-излучения на возможных ускорителях космических лучей.Синергия между CTA [101], IceCube и KM3NeT, а также другими детекторами нейтрино следующего поколения, вероятно, создаст благодатную почву для прогресса.
То, что после десятилетий разработки IceCube и KM3NeT открывают возможности для открытий, показано на рисунке 11. Напомним (13), который устанавливает уровень потока фотонов, ожидаемых от остатков сверхновых, если они действительно являются источниками галактических космических лучей: 10 −12 ~ 10 −11 ТэВ см −2 с −1 для источника на 1 кпк.Как уже говорилось, эксперименты Милагро действительно наблюдают космические ускорители-кандидаты на этом уровне потока. Как видно из рисунка 11, при уменьшении потока нейтрино в два раза IceCube уже достиг чувствительности для возможного обнаружения с данными, полученными на этапе строительства. В зависимости от деталей энергетического спектра и углового расширения источников (что становится проблемой, поскольку разрешение IceCube улучшилось до менее 0,5 градуса), открытие должно быть возможным через несколько лет, как утверждалось ранее.
В отношении внегалактических источников можно привести тот же аргумент, который уже подробно обсуждался для сценария, в котором гамма-всплески являются источниками космических лучей наивысшей энергии. В качестве альтернативы, на рисунке 12 показаны текущие верхние пределы потока нейтрино от ближайших ядерных ядер в зависимости от их расстояния. Также показано гамма-излучение ТэВ от тех же источников; за исключением Cen A и M 87, пределы мюон-нейтрино достигли уровня потока фотонов ТэВ. Это интересный факт, как подчеркивалось ранее, можно ожидать приблизительного равнораспределения потоков космических лучей, гамма-лучей и нейтрино от ускорителя космических лучей.Можно суммировать источники, показанные на рисунке, в диффузный поток, и результат после деления на ТэВ см −2 с −1 ср −1 , или приблизительно ~ 10 −8 ТэВ см −2 с −1 sr −1 для всех ароматов нейтрино. Это известно как граница Ваксмана-Бэколла; поток в основном равен потоку, наблюдаемому во внегалактических космических лучах.
На рисунке 13 мы показываем ограничения текущих экспериментов, а также возможности IceCube и будущих экспериментов.Введенный ранее эталонный поток превышает фон атмосферных нейтрино для энергий, превышающих 100 ТэВ, и диапазона энергий, введенного готовым детектором IceCube после одной работы. Фактически, в результате этого анализа появились кандидаты в «космические» нейтринные события, хотя их происхождение не установлено. В любом случае мы приближаемся к критическому моменту для нейтринной астрономии.
Благодарности
Это исследование было частично поддержано Национальным научным фондом США в рамках грантов №№.OPP-0236449 и PHY-0969061; Министерством энергетики США в рамках гранта № DE-FG02-95ER40896; Исследовательским комитетом Университета Висконсина на средства, предоставленные Исследовательским фондом выпускников Висконсина и Фондом Александра фон Гумбольдта в Германии. Работа KM3NeT была поддержана ЕС через исследование проекта KM3NeT (контракт 011937) и подготовительный этап FP7 KM3NeT (грант 212525).
Изменение климата: минимум летнего ледового покрова в Арктике
Протяженность морского льда в Арктике в конце сезона таяния летом каждого сентября 1979–2020 годов, по данным спутниковых наблюдений.Общая протяженность — это площадь всех пикселей на спутниковом изображении, где сплоченность льда составляет не менее 15 процентов. Количество морского льда, уцелевшего после летнего таяния, быстро сокращается. График NOAA Climate.gov, основанный на данных Национального центра данных по снегу и льду.
Северный Ледовитый океан занимает около 6 миллионов квадратных миль вокруг Северного полюса Земли. Исторически сложилось так, что большая часть поверхности Северного Ледовитого океана оставалась покрытой льдом круглый год. Вокруг этого ядра круглогодичного льда была полоса сезонного льда, который каждую зиму замерзал и таял каждое лето.Арктический ледяной покров достигает максимальной протяженности в марте и минимальной — в сентябре.
16 сентября 2021 года морской ледяной покров, по-видимому, достиг своего годового летнего минимума, согласно предварительному сообщению Национального центра данных по снегу и льду. Площадь Северного Ледовитого океана, где концентрация морского льда составляла не менее 15 процентов, составляла 1,82 миллиона квадратных миль (4,72 миллиона квадратных километров). Это 12-й по величине летний минимум за всю историю наблюдений и на 579 000 квадратных миль (1,5 миллиона квадратных километров) ниже среднего показателя за 1981–2010 годы, что в два раза превышает размер Техаса.(Эксперты описывают оценку как предварительная , потому что, несмотря на то, что ледяной покров начал расти зимой, в прошлом было несколько лет, когда рост зимой был прерван и новый минимум был установлен после летнего шторма или позднего сезона. теплое заклинание.)
Сплоченность морского льда в Арктике 16 сентября 2021 года, день с наименьшей ледовитостью в году, согласно спутниковым снимкам. Протяженность — это общая площадь океана, покрытая льдом не менее чем на 15 процентов.Золотая линия — это медианная протяженность за 1981-2010 годы: половина лет имела меньшую протяженность, половина — большую. Изображение NOAA Climate.gov, основанное на данных Национального центра данных по снегу и льду.
По данным Национального центра данных по снегу и льду, количество льда, уцелевшего в сезон летнего таяния льда, сокращалось на 13 процентов за десятилетие по сравнению со средним показателем за 1981–2010 годы. В Арктической отчетной карте 2020 года эксперты сообщили, что средняя минимальная протяженность каждой трети спутниковой записи последовательно снижалась: 6.85 миллионов квадратных километров (2,64 миллиона квадратных миль) в 1979–1992 годах, 6,13 миллиона квадратных километров (2,37 миллиона квадратных миль) в 1993–2006 годах и 4,44 миллиона квадратных километров (1,71 миллиона квадратных миль) в 2007–2020 годах.
Как морской лед замерзает, тает и движется
Подобно тому, как пруды и озера в северных штатах образуют слой льда на своей поверхности во время холодных зим, поверхность Северного Ледовитого океана также замерзает, образуя морской лед. Морская вода имеет более низкую температуру замерзания, чем пресная вода, но когда она охлаждается примерно до -2 ° C (около 28 ° F), соленая жидкость начинает затвердевать.Кристаллы льда появляются на поверхности моря, и если воздух достаточно холодный, кристаллы расширяются, образуя густую смесь, а затем твердое покрытие льда, которое со временем может утолщаться.
В Северном Ледовитом океане площадь, покрытая морским льдом, увеличивается и уменьшается в течение года. Каждую осень, по мере того как в Арктику поступает меньше солнечного света и температура воздуха начинает падать, образуется дополнительный морской лед. Общая площадь, покрытая льдом, увеличивается в течение зимы, обычно достигая максимума в начале марта.С наступлением весны, приносящей больше солнечного света и более высокие температуры, лед начинает таять, сокращаясь до минимума каждый сентябрь. Минимальная и максимальная протяженность морского льда приходится на конец лета и конец зимы, отчасти потому, что океан отстает от атмосферы в нагревании и охлаждении.
Морской лед, который еще не пережил сезон летнего таяния, является однолетним льдом. Этот тонкий новый лед уязвим для таяния и разрушения в штормовых условиях. Лед, переживший сезон летнего таяния льда, может становиться толще и менее соленым — две вещи, которые делают его более устойчивым к таянию.Многолетний лед с большей вероятностью переживет температуры, при которых тает однолетний лед, а также волны и ветры, которые разрушат однолетний лед. Хотя морской лед движется медленнее, чем океанская вода, лед все же движется. Морской лед Арктики, переносимый океанскими течениями, регулярно течет в сторону более теплых вод Атлантического океана через пролив Фрама к востоку от Гренландии.
Долгосрочные изменения морского льда в Арктике
Первые наблюдения морского льда в Арктике пришли к нам как из устных историй местного населения, так и из записей первых европейских мореплавателей, которые искали «Северо-Западный проход» к прибыльным рынкам в Азии.Записи о морском льду у побережья Исландии относятся к 9 веку, а записи стали более обычными в 17 веке. Британские и российские записи о ледовой обстановке на морских маршрутах стали обычным делом в XVIII и XIX веках. Подробные карты судоходства, доступные в Центре Хэдли Метеорологического бюро Соединенного Королевства, показывают, что арктический морской лед уменьшился, по крайней мере, с середины 1950-х годов.
Спутниковые данные свидетельствуют о продолжающемся падении; с момента начала непрерывных спутниковых измерений в ноябре 1978 г. данные показывают тенденцию к большему таянию льда летом и меньшему образованию нового льда зимой.Круговорот Бофорта, извилистое течение к северу от Аляски, исторически служил рассадником молодого льда, позволяя ему утолщаться и расти. Рост льда в круговороте Бофорта примерно компенсирует поток льда из Арктики через пролив Фрама. Однако с начала 20 века лето в южной части круговорота было слишком теплым, чтобы морской лед не выжил.
Эти изменения ледовой выживаемости означают, что даже несмотря на то, что протяженность морского льда при зимнем максимуме в марте уменьшалась медленнее, чем протяженность при летнем минимуме — 2.6 процентов за декаду в марте по сравнению с 13 процентами за декаду в сентябре — зимний ледяной покров кардинально отличается от того, каким был когда-то. Ближе к началу спутниковой эры, в середине 1980-х годов, почти треть ледяного покрова составляла толстый многолетний лед. В 2020 году — 5 процентов.
Наличие такого большого количества зимнего ледяного покрова, состоящего из тонкого, однолетнего льда, создает петлю обратной связи, в которой у льда меньше шансов выжить летом. Это делает ледяной покров особенно уязвимым для крупных однолетних падений во время исключительно теплого или штормового лета, от которых ледяной покров вряд ли сможет оправиться в текущем климате.Кроме того, тонкий лед более опасен для коренных жителей Арктики, которые все еще ведут свой традиционный образ жизни, который зависит от надежно толстого льда для охоты и рыбалки. В прибрежных районах тонкий лед также обеспечивает гораздо меньшую защиту, чем толстый лед, от ударов прибоя, сопровождающего осенние и зимние штормы.
Arctic Amplification: не очень положительный отзыв
Сокращение морского льда в Арктике связано с явлением, известным как усиление арктического льда : более интенсивное потепление в Арктике, чем на остальной части земного шара.Арктическое усиление соответствует текущему научному пониманию климатической системы Земли и модельным прогнозам глобального потепления, вызванного выбросами парниковых газов. Множественные факторы способствуют усилению Арктики, и потеря морского льда является одним из них.
Белая или светло-серая поверхность морского льда отражает до 80 процентов поступающего солнечного света, отклоняя дополнительную энергию от планеты. При меньшем количестве льда темная поверхность океанской воды поглощает значительно больше энергии солнечного света, что приводит к дальнейшему нагреванию морской поверхности и вышележащей атмосферы, что приводит к большему таянию льда, что ведет к большему потеплению и так далее.Ученые активно изучают влияние этой обратной связи, чтобы помочь им понять и предсказать, как уменьшение арктического морского льда и снежного покрова повлияет на глобальную климатическую систему.
Последствия потери морского льда
В начале 20 века исследователю Руальду Амундсену потребовалось три года (1903–1906), чтобы пересечь Северо-Западный проход, маршрут, по которому корабли могли путешествовать между Атлантическим и Тихим океанами через западную часть Арктики. Хотя это еще не надежный путь для торговых судов, Северо-Западный проход несколько раз испытывал относительно свободные ото льда условия с начала 21 века, привлекая туристов.Между тем, на Северном морском пути вдоль побережья Сибири летом наблюдались более стабильные незамерзающие условия, что вскоре может превратить его в надежный судоходный маршрут.
Открытие судоходных путей через Арктику может предоставить грузоотправителям жизнеспособные альтернативы путешествию через Панамский канал или южную оконечность Южной Америки. Эта новая реальность окажет влияние не только на окружающую среду, но и на мировую экономику и национальную безопасность, поскольку страны соревнуются за права на морские пути и новые доступные ресурсы в Арктике.
Утрата морского льда означает потерю среды обитания для морских млекопитающих, таких как белые медведи, моржи и тюлени, а также перебои в снабжении продовольствием арктических сообществ, которые от них зависят. Более длительный безледный сезон подвергает арктические сообщества экстремальной эрозии от ударов волн во время зимних штормов. Утрата отражающего морского льда и связанное с этим потепление океана также меняют численность и ареал коммерчески важных высокоширотных видов рыб.
Дополнительная литература
Арктический кризис, последствия глобального потепления для экономики и безопасности.Министерство иностранных дел, Скотт Г. Боргерсон. По состоянию на 17 марта 2009 г.
Список литературы
Все о морском льде, Национальный центр данных по снегу и льду. По состоянию на 17 марта 2009 г.
Состояние криосферы: морской лед, Национальный центр данных по снегу и льду. По состоянию на 11 января 2017 г.
Arctic Sea Ice News and Analysis, Национальный центр данных по снегу и льду. По состоянию на 26 сентября 2019 г.
Межправительственная группа экспертов по изменению климата. (2013). Изменение климата 2013: Резюме основ физических наук для политиков.Вклад Рабочей группы I в Пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата.
Данные
Сентябрьская протяженность морского льда, Национальный центр данных по снегу и льду.
Новости и аналитика Arctic Sea Ice
Летний сезон таяния снегов подошел к концу. Лето 2021 года было относительно прохладным по сравнению с последними годами, а протяженность сентября была самой высокой с 2014 года. Тем не менее, лето было насыщенным, со множеством перипетий.
Обзор условий
Рисунок 1а. Протяженность морского льда в Арктике на сентябрь 2021 года составила 4,92 миллиона квадратных километров (1,90 миллиона квадратных миль). Пурпурная линия показывает среднюю протяженность с 1981 по 2010 год за этот месяц. Данные индекса морского льда. О данных
Кредит: Национальный центр данных по снегу и льду
Изображение с высоким разрешением
Рисунок 1b. На приведенной выше карте сравнивается годовой минимум, установленный на 16 сентября 2021 года, с 3 октября 2021 года. Голубой штриховкой обозначен регион, где лед образовался в обе даты, в то время как белые и средние синие области показывают ледяной покров, уникальный для 16 сентября 2021 года и октября. 3, 2021, соответственно.Данные индекса морского льда. О данных
Кредит: Национальный центр данных по снегу и льду
Изображение с высоким разрешением
Протяженность морского льда в Арктике в сентябре составила в среднем 4,92 миллиона квадратных километров (1,90 миллиона квадратных миль), что является двенадцатым наименьшим показателем за 43-летний спутниковый рекорд. Это на 1,35 миллиона квадратных километров (521 000 квадратных миль) выше рекордно низкого уровня, установленного в сентябре 2012 года, и на 1,49 миллиона квадратных километров (575 000 квадратных миль) ниже среднего показателя с 1981 по 2010 год. За последние 15 лет (с 2007 по 2021 год) сентябрьские показатели были самыми низкими за всю историю наблюдений.
Годовой минимум протяженности пришелся на 16 сентября и был двенадцатым минимумом в спутниковой записи. После этого протяженность льда увеличилась, прежде всего, в районе моря Бофорта, при этом большая область открытой воды неправильной формы, существовавшая в середине сентября, заполнилась льдом (рис. 1b). Кромка льда также расширилась в Восточно-Сибирском море. Восточная часть Гренландского моря большую часть лета была свободна ото льда, но теперь морской лед расширяется к югу.
Условия в контексте
Рисунок 2а.На приведенном выше графике показана протяженность морского льда в Арктике по состоянию на 5 октября 2021 года, а также ежедневные данные о протяженности льда за четыре предыдущих года и год с рекордно низким уровнем льда. 2021 год показан синим цветом, 2020 год — зеленым, 2019 год — оранжевым, 2018 год — коричневым, 2017 год — пурпурным, а 2012 год — красным пунктиром. Медиана с 1981 по 2010 год выделена темно-серым цветом. Серые области вокруг средней линии показывают межквартильный и интердецильный диапазоны данных. Данные индекса морского льда.
Кредит: Национальный центр данных по снегу и льду
Изображение высокого разрешения
Рисунок 2б.На этом графике показано отклонение от средней температуры воздуха в Арктике на уровне 925 гПа в градусах Цельсия на сентябрь 2021 года. Желтый и красный цвета указывают на температуру выше средней; синий и фиолетовый цвета указывают на температуру ниже средней.
Кредит: любезно предоставлено NSIDC Лаборатория исследования системы Земли NOAA Лаборатория физических наук
Изображение с высоким разрешением
После минимума, установленного 16 сентября, протяженность начала довольно быстро увеличиваться по мере того, как отдельные участки открытой воды в морях Бофорта и Чукотского моря начали заполняться (рис. 2а).Температура океана в этом регионе оставалась низкой из-за позднего отступления льда, что ограничивало количество солнечной инсоляции, поглощаемой океаном. Более прохладный океан позволил быстро замерзнуть, когда температура воздуха упала ниже нуля. В целом, протяженность увеличилась на 430 000 квадратных километров (166 000 квадратных миль) между 16 и концом месяца, примерно так же, как в среднем с 1981 по 2010 год.
В течение сентября температура воздуха на высоте 925 мб (около 2500 футов над поверхностью) была выше средней над большей частью Северного Ледовитого океана (рис. 2b).Температура была на 4 градуса по Цельсию (7 градусов по Фаренгейту) выше средней в Восточно-Гренландском море, что, вероятно, отражает необычное отсутствие льда в этом регионе, позволяя теплу океана согревать нижние слои атмосферы. Единственный заметный холодный регион находился в Восточно-Сибирском море; Температура в последние две недели сентября была на 3–4 градуса по Цельсию (от 5 до 7 градусов по Фаренгейту) ниже среднего.
Сентябрь 2021 г. по сравнению с предыдущими годами
Рис. 3. Ежемесячная ледовитость в сентябре с 1979 по 2021 год показывает уменьшение на 12.7 процентов за десятилетие.
Кредит: Национальный центр данных по снегу и льду
Изображение высокого разрешения
Линейный тренд к снижению протяженности морского льда в сентябре по спутниковым данным составляет 81 200 квадратных километров (31 400 квадратных миль) в год, или 12,7 процента за десятилетие по сравнению со средним показателем с 1981 по 2010 год (Рисунок 3). Сентябрь является месяцем наибольшего линейного тренда ледяного покрова, как в абсолютном выражении, так и в процентном отношении потерь. В целом с 1979 года сентябрь потерял 3,49 миллиона квадратных километров (1.35 миллионов квадратных миль) льда, исходя из значений линейного тренда. Это примерно в два раза больше Аляски.
В сентябре чистое изменение протяженности было незначительным — протяженность снизилась в первой половине месяца, а затем увеличилась во второй половине. В этом году площадь составляла 5,17 миллиона квадратных километров (2,00 миллиона квадратных миль) 1 сентября и 5,15 миллиона квадратных километров (1,99 миллиона квадратных миль) 30 сентября.
Необычный максимум морского льда Антарктиды
Рисунок 4а.На приведенном выше графике показана протяженность морского льда в Антарктике по состоянию на 3 октября 2021 года, а также ежедневные данные о протяженности льда за три предыдущих года, включая год с рекордно низким уровнем льда. 2021 год показан синим цветом, 2016 год — зеленым, 2014 год — черным и 2017 год — красным пунктиром. Медиана с 1981 по 2010 год выделена темно-серым цветом. Серые области вокруг средней линии показывают межквартильный и интердецильный диапазоны данных. Данные индекса морского льда.
Кредит: Национальный центр данных по снегу и льду
Изображение высокого разрешения
Рисунок 4b.На этой карте сравнивается протяженность морского льда в Антарктике на 1 сентября 2021 года и 3 октября 2021 года. Голубой штриховкой обозначен регион, где лед образовался в обе даты, в то время как белые и средне-синие области показывают ледяной покров, характерный только для 1 сентября 2021 года и 3 октября. , 2021 соответственно. Данные индекса морского льда. О данных
Кредит: Национальный центр данных по снегу и льду
Изображение с высоким разрешением
Как отмечалось в наших предыдущих публикациях, протяженность морского льда в Антарктике была выше средней в течение последних нескольких месяцев, достигнув высшей точки в конце августа, когда протяженность была пятой по величине в спутниковых наблюдениях (рис. 4a).Однако с момента достижения пика 1 сентября протяженность морского льда резко сократилась. В начале октября протяженность морского льда в Антарктике была почти на 600 000 квадратных километров (232 000 квадратных миль) ниже, чем в начале месяца (рис. 4a). Максимум, наблюдаемый 1 сентября, составлял 18,75 миллиона квадратных километров (7,24 миллиона квадратных миль), что, скорее всего, будет годовым максимумом за год, что является вторым по величине сезонным максимумом за 43-летний спутниковый рекорд. С 1 сентября потеря морского льда была наибольшей в секторах моря Росса, Беллинсгаузена и моря Уэдделла (рис. 4b).
Для внутренних районов Антарктического континента, особенно в районе Южного полюса, зима 2021 года была одной из самых холодных за всю историю наблюдений. На Южнополярной станции Амундсена-Скотта Национального научного фонда температура в июне, июле и августе была на 3,4 градуса по Цельсию (6,1 градуса по Фаренгейту) ниже, чем в среднем с 1981 по 2010 год и составляла -62,9 градуса по Цельсию (-81,2 градуса по Фаренгейту). Это вторая самая холодная зима (июнь-июль-август) за всю историю наблюдений, уступив только 2004 г. в 60-летнем рекордном погодном рекорде на Южнополярной станции.В период полярной темноты, с апреля по сентябрь, средняя температура составляла -60,9 градусов по Цельсию (-77,6 градусов по Фаренгейту), что было рекордом для тех месяцев. Необычный холод был объяснен двумя продолжительными периодами сильных, чем в среднем, окружающих ветров вокруг континента, которые, как правило, изолируют ледяной щит от более теплых условий. Также наблюдался сильный полярный вихрь в верхних слоях атмосферы, ведущий к значительной озоновой дыре. Озоновая дыра, похоже, достигла своего пика на момент публикации этого поста, и первоначальные измерения показали, что она находится в верхнем квартиле (верхние 25 процентов) событий по сокращению озона с 1979 года.
Обзор арктического лета 2021 года
Рисунок 5а. На этом графике показана суточная протяженность морского льда в море Лаптевых с мая по сентябрь для 2021 года (красный цвет) и минимум с 1979 по 2020 год (пунктирная серая линия) по сравнению со средним значением с 1981 по 2010 год. В два периода времени протяженность морского льда Лаптевых в 2021 году упала до самого низкого уровня за всю историю спутников, что было отмечено красным как «рекордно низкий».
Авторы и права: W. Meier, Национальный центр данных по снегу и льду
Изображение высокого разрешения
Рисунок 5б.На этом графике показано среднее давление на уровне моря в Арктике в миллибарах для 2019, 2020, 2021 годов и среднее значение с 1981 по 2010 год. Желтый и красный цвета указывают на высокое давление воздуха; синий и фиолетовый цвета указывают на низкое давление.
Кредит: любезно предоставлено NSIDC Лаборатория исследований системы Земли NOAA Лаборатория физических наук
Изображение с высоким разрешением
Рисунок 5c. На этом графике показаны июнь, июль и август (JJA) при температуре воздуха 925 мб в среднем на 70-90 градусах северной широты с 1979 по 2021 год.
Кредит: Национальные центры прогнозов окружающей среды / Национальный центр атмосферных исследований (NCEP / NCAR) Повторный анализ
Изображение с высоким разрешением
Рисунок 5d. На этих картах показаны температуры поверхности моря (ТПМ) в середине сентября для (а) 2021 г., (б) 2020 г., (в) 2019 г. и (г) 2018 г. Данные ТПМ предоставлены Национальным управлением по океану и атмосфере (NOAA). Кружками обозначены точки данных буев с ТПМ или сплоченностью морского льда.
Предоставлено: Температура верхнего слоя полярных океанов (UpTempO), Вашингтонский университет
Изображение с высоким разрешением
Рисунок 5e.На верхних картах слева показан ледниковый период на неделе минимума для 1984 года, а справа — 2021 года. На нижнем графике временных рядов показана общая протяженность возрастных категорий с 1984 по 2021 год в пределах Северного Ледовитого океана (вставка).
Авторы и права: Tschudi et al., 2019a и Tschudi et al., 2019b
Изображение с высоким разрешением
Весна и лето 2021 года были отмечены чрезвычайно ранним таянием и отступлением льда в море Лаптевых, что привело к рекордно низкой протяженности морского льда в июне в этом регионе и гораздо меньшей протяженности по сравнению со средними показателями на протяжении всего лета (рис. 5а).Напротив, отступление морского льда в морях Бофорта и Чукотское море было медленным, и кромка льда в течение всего лета оставалась около своего долгосрочного среднего положения. По крайней мере частично, это отражает необычно сильный перенос толстого старого льда в регион зимой; более толстый лед более устойчив к таянию летом. Еще одной интересной особенностью было отсутствие летнего льда в Восточно-Гренландском море. Перенос льда через пролив Фрама на юг обычно летом питает ледяной язык вдоль восточного побережья Гренландии.Отсутствие летнего льда в этом году может быть связано с ветрами, препятствующими движению льда на юг. Более тонкий лед, встречающийся с теплыми водами Атлантического океана, также мог сыграть свою роль.
Летом 2021 года преобладали низкие давления на уровне моря над Северным Ледовитым океаном и отсутствие сильной циркуляции круговорота Бофорта (рис. 5b). Активность циклонов над центральной частью Северного Ледовитого океана имеет тенденцию к пику летом, когда циклоны образуются над Евразийским континентом, мигрируя в этот регион, и циклогенез (формирование циклонов) над самим Северным Ледовитым океаном.Однако картина довольно разнообразна. В то время как лето 2021 года характеризовалось частой циклонической активностью, в другое лето, например в 2019 и 2020 годах, было мало циклонов в этом регионе, где преобладало высокое давление (рисунок 5b). Циклоны, обнаруженные над центральной частью Северного Ледовитого океана, относятся к типу, известному как «холодная сердцевина», что помогает объяснить, что лето 2021 года будет довольно прохладным (рис. 5c).
Поверхность океана также оставалась относительно прохладной в течение лета 2021 года. Температура поверхности моря (ТПМ) в конце лета была ниже, чем в три предыдущих года, по данным буев и спутниковых данных Национального управления океанических и атмосферных исследований (рис. 5d).Летом 2021 г. были широко распространены области близких к замерзанию ТПМ у кромки льда; это свидетельствует о том, что таяние льда в конце сезона охлаждает поверхность, и поступает небольшая солнечная радиация. Низкие ТПМ способствуют быстрому замораживанию, как это происходит в этих регионах. Кроме того, область с SST выше 5 градусов по Цельсию (9 градусов по Фаренгейту) намного меньше и широко распространена, чем в последние годы.
Несмотря на то, что общая протяженность льда в сентябре была высокой по сравнению с последними годами, количество многолетнего льда, оцененное по ледниковому периоду (рис. 5e), достигло почти рекордно низкого уровня — всего 1.29 миллионов квадратных километров (498 000 квадратных миль), что немного выше значения 1,27 миллиона квадратных километров (490 000 квадратных миль) в конце сезона таяния снегов 2012 года.
IceBird: Летняя толщина морского льда к северу от Гренландии и пролива Фрама
Рис. 6. На этом графике красным цветом показана средняя толщина морского льда, синим цветом показана модальная толщина морского льда, полученная в ходе кампаний IceBird в период с 2001 по 2021 год. Средняя толщина является средним значением всех оценок; модальная толщина является наиболее часто наблюдаемой оценкой толщины.
Кредит: Belter et al. 2021
Изображение с высоким разрешением
В августе 2021 года в рамках кампании IceBird Summer продолжились наблюдения за толщиной морского льда к северу от Гренландии и в северной части пролива Фрама с помощью аэромагнитного зондирования. Наши коллеги Дж. Белтер, Т. Крумпен, С. Хендрикс и К. Хаас из Института Альфреда Вегенера представили краткое изложение кампании. Наблюдаемая средняя толщина морского льда 1,7 метра (5,6 фута) была одной из самых низких с 2001 года (рис. 6).Отслеживание движения льда показывает, что морской лед в этой области изначально был однолетним льдом, который образовался на мелководном шельфе в центральной части моря Лаптевых. Затем его переправили через Северный Ледовитый океан через Трансполярный дрейфовый поток. Возле базы кампании на станции Норд повторное появление полыньи моря Вандела привело к усилению таяния, когда ветры разогнали лед на север.
Наследие Нансена: северная часть Баренцева моря до и во время сезона таяния таяния 2021 года
Рисунок 7а. На этом графике показана протяженность морского льда в Баренцевом море по продукту «Протяженность морского льда, проанализированная с помощью мультисенсоров — Северное полушарие» (MASIE-NH), при этом периоды четырех круизов выделены цветом.
Кредит: Норвежский полярный институт
Изображение высокого разрешения
Рисунок 7b. Морской дым между морскими льдами к северо-востоку от Шпицбергена в марте 2021 года во время исследовательской экспедиции «Наследие Нансена» с RV Kronprins Haakon , иллюстрирующий теплообмен между холодной атмосферой и относительно более теплым океаном.
Кредит: Себастьян Герланд, Норвежский полярный институт
Изображение с высоким разрешением
В период с марта по сентябрь 2021 года в рамках норвежского проекта «Наследие Нансена» была проведена серия междисциплинарных исследовательских экспедиций в северную часть Баренцева моря.Специальная группа исследователей морского льда работала вместе с исследователями, занимавшимися динамикой океана и экосистем, с целью понимания взаимодействий океана, льда и экосистемы северной части Баренцева моря в период от регионального максимума морского льда до сезонных безледных условий (рис. 7a). ). Наши коллеги Д. Дивайн, С. Герланд, А. Стир и С. Линд из Норвежского полярного института в Тромсё, Норвегия, представили сводку экспедиций.
Наблюдения во время рейсов выявили высокодинамичный морской ледяной покров в этом районе.В марте северная часть Баренцева моря была покрыта в основном морским льдом толщиной от 0,4 до 0,6 метра (от 1,3 до 2,0 футов), который образовывался локально с большей долей гребневого льда к северу от Шпицбергена. Этот тип льда сохранялся в центральной части Баренцева моря в течение апреля и мая. Продолжительные и стабильные холодные условия с февраля по середину марта способствовали образованию больших льдин — часто более 1 квадратного километра (0,39 квадратных миль). Этот относительно тонкий ледяной покров претерпел быструю трансформацию во время единственного шторма с 22 по 24 марта 2021 года, разбившись на льдины длиной от 20 до 100 метров (от 66 до 328 футов).На разломе шельфа к северу от Баренцева моря в марте 2021 года группа наблюдала сильные потери тепла с поверхности океана, которые выглядели как морской дым (рис. 7b). Измерения также показали восходящие океанические потоки тепла из более глубокого атлантического слоя, расположенного на глубине менее 100 метров (328 футов). Это, вероятно, ограничивало местное производство морского льда в этом регионе. Относительно теплая вода в верхних 100 метрах (328 футов), вероятно, препятствовала дальнейшему утолщению льда в этом регионе, несмотря на постоянные холодные атмосферные условия в этом районе с температурой воздуха ниже -20 градусов по Цельсию (-4 градуса по Фаренгейту), благоприятные для льда. рост.
С мая по июль в районе к северо-востоку от Шпицбергена преобладали однолетние льды толщиной от 1,0 до 1,5 метров (от 3,3 до 4,9 футов), которые берут начало в центральной части Северного Ледовитого океана. В июле морской лед присутствовал только в самом северном конце района исследований, недалеко от границы с котловиной Нансена. К августу и сентябрю эта часть Баренцева моря освободилась ото льда.
Благодарности
Спасибо Мэтью Лаззаре из Центра антарктических метеорологических исследований и данных Университета Висконсин-Мэдисон и Кайлу Клему из Университета Виктории в Веллингтоне, Новая Зеландия.
Дополнительная литература
Белтер, Х. Дж., Т. Крумпен, Л. В. Альбедил, Т. А. Алексеева, Г. Бирнбаум, С. В. Фролов, С. Хендрикс, А. Гербер, И. Поляков, И. Рафаэль, Р. Рикер, С. С. Сероветников, М. Вебстер и К. Хаас. 2021. Межгодовая изменчивость толщины летнего морского льда Трансполярного дрейфа и потенциальное влияние атлантификации. Криосфера , 15, 6, 2575-2591, DOI: 10.5194 / tc-15-2575-2021.
Krumpen, T., H. J. Belter, A. Boetius, et al. 2019.Потепление в Арктике прерывает трансполярный дрейф и влияет на перенос морского льда и разносимого льдом вещества на большие расстояния. Scientific Reports 9, 5459, DOI: 10.1038 / s41598-019-41456-y.
Mallett, R. D. C., J. C. Stroeve, S. B. Cornish, et al. 2021. Рекордные зимние ветры в 2020/21 году способствовали исключительной транспортировке арктического морского льда. Связь Земля и окружающая среда 2, 149, DOI: 10.1038 / s43247-021-00221-8
Опечатка
13 октября ученые NSIDC уточнили формулировку самой холодной зимы в истории Антарктиды: для внутренние части антарктического континента, в частности, регион около Южного полюса, зима 2021 года была одной из самых холодных за всю историю наблюдений.