Как отмечалось выше, в массе сообщений очевидцев такие описания обычно составляют большую часть — 90 % и более. Рассмотренные механизмы позволяют объяснить наблюдающиеся эффекты и спрогнозировать возможность таких наблюдений. Вне всякого сомнения, что предложенные модели являются не единственно возможными, и мы далеки от намерения ставить знак равенства между схемой развития
Для понимания природы «аномальных явлений» необходимо иметь хотя бы общие представления о физических процессах, приводящих к их образованию. Поэтому, прежде чем перейти к описанию конкретных механизмов развития определенных типов эффектов, воспринимаемых как нечто необычное, остановимся кратко на особенностях строения и свойствах тех областей, в которых они наблюдаются.
По физическим условиям в атмосфере принято выделять несколько характерных слоев. Самый нижний, приземный слой, простирающийся до высот около 8 км в полярных и примерно до 17 км в экваториальных областях, называется тропосферой. Состояние этой области атмосферы в целом определяет погодные условия на Земле. Наиболее важной отличительной особенностью тропосферы является постоянное понижение температуры с высотой до значений — 50 °C на верхней границе, хотя иногда наблюдаются локальные отклонения от этой закономерности — так называемые инверсии температуры.
Выше тропосферы, в стратосфере, имеет место рост температуры с высотой до величины 0 °C на высоте около 50 км. Еще выше, в диапазоне высот 50–80 км, расположена область, называемая мезосферой, в которой температура опять уменьшается до значений примерно —90 °C. На еще больших высотах, в термосфере, происходит монотонный рост температуры.
Такая сложная зависимость температуры воздуха от высоты связана с особенностями процессов поглощения энергии, в основном солнечного излучения, и процессов ее переноса. Для иллюстрации на рис. 1 приведена усредненная картина распределения по высоте некоторых параметров, характеризующих состояние атмосферы.
В чисто газовой атмосфере, лишенной каких бы то ни было примесей, ее оптические свойства зависели бы только от одной координаты — высоты над уровнем моря. Однако эта зависимость в реальной атмосфере выполняется лишь в среднем. Так как в атмосфере постоянно имеются как горизонтальные, так и вертикальные неоднородности, обусловленные неравномерным распределением по объему таких компонент, как водяной пар, озон, частицы пыли, оптические свойства этих областей обладают своими специфическими особенностями. Поэтому в целом свойства атмосферы могут быть представлены в виде некоторого усредненного фона, на который накладываются флуктуации, связанные с наличием различных неоднородностей, причем величина таких флуктуаций иногда может значительно превосходить характерные значения фона. Анализ эффектов, создаваемых такими неоднородностями, как раз и позволяет исследовать их свойства и физические условия на разных уровнях атмосферы.
Чтобы представить, насколько сильное влияние оказывают аэрозоли на оптические свойства атмосферы, можно привести несколько характерных примеров. Оптическая плотность атмосферы, например, обусловленная наличием аэрозольной компоненты, может меняться в несколько раз, до порядка величины и более; многие удивительные эффекты, чарующие нас своей красочностью, такие, как гало, радуга, глория и другие, возникают исключительно из-за наличия в атмосфере аэрозолей. Даже вид самых обычных облаков есть не что иное, как результат рассеяния света на капельках воды. Молено с уверенностью утверждать, что с оптической точки зрения аэрозоли в атмосфере представляют собой наиболее активную и наиболее изменчивую компоненту. При этом они и наименее изученная составная часть атмосферы, подверженная исключительно большим изменениям как по составу и происхождению, так и по локализации в различных слоях.
Рис. 1. Изменение с высотой параметров атмосферы: температуры — сплошная линия, логарифма средней длины свободного пробега / (в см) — штриховая, логарифма плотности воздуха ρ (в г/см3
) — штрихпупктир