Северное сияние что это такое

Полярное, оно же северное сияние

Продолжаем изучать предпочтение читателей этого бложика в форме стола заказов декабря. Пришла очередь второй заявочки, а значит мы слушаем dr_axon:

"...про северное сияние не было?" - нет не было. Рассказываю ...
 
Полярное сияние (лат. Aurora Borealis, Aurora Australis) — свечение (люминесценция) верхних слоёв атмосфер планет, обладающих магнитосферой, вследствие их взаимодействия с заряженными частицами солнечного ветра. В Северном полушарии его называют также северным сиянием, а в высоких широтах Южного полушария – южным.

В тишине бескрайней арктической тундры странные огни играют зимой в небесах. Сходные дуги и вспышки сияют и на дальнем юге - лучше всего наблюдать их на антарктическом континенте в ясные, чрезвычайно холодные зимние ночи.

Можно увидеть эти огни и в более низких широтах.

Когда они появлялись в небесах средневековой Европы, хронисты объясняли это тем, что это великаны сражаются в небе, или что с небес летят на землю сверкающие разноцветными огнями копья. По старинным финским легендам, это лисы охотятся на сопках и чешут бока о скалы так, что искры летят на небо, превращаясь в северное сияние.

Они, строго говоря, вовсе не относятся к земным явлениям, поскольку вызваны Солнцем и развертываются высоко над Землей. Периодически на Солнце происходит вспышка, равная по высвобождаемой энергии взрыву невообразимого числа атомных бомб, и в космос выбрасывается масса частиц, мчащихся со скоростью света. Отклоняясь под действием магнитного поля Земли, они ударяются об атмосферные частицы, сообщая им электрический заряд. Избавляясь от заряда, частицы начинают «светиться» - этот процесс и дает свет, творя представление в ночных небесах.

А причина того, что сияние облюбовало именно полярные регионы, кроется в магнитных полях: они отклоняют частицы, устремляющиеся к экватору, и направляют их к магнитным полюсам Земли.

Полярные сияния возникают вследствие бомбардировки верхних слоёв атмосферы заряженными частицами, движущимися к Земле вдоль силовых линий геомагнитного поля из области околоземного космического пространства, называемой плазменным слоем.

Проекция плазменного слоя вдоль геомагнитных силовых линий на земную атмосферу имеет форму колец, окружающих северный и южный магнитные полюса (авроральные овалы). Выявлением причин, приводящим к высыпаниям заряженных частиц из плазменного слоя, занимается космическая физика. Экспериментально установлено, что ключевую роль в стимулировании высыпаний играет ориентация межпланетного магнитного поля и величина давления плазмы солнечного ветра.Полярное сияние

В очень ограниченном участке верхней атмосферы сияния могут быть вызванынизкоэнергичными заряженными частицами солнечного ветра, попадающими в полярную ионосферу через северный и южный полярные каспы. В северном полушарии каспенные сияния можно наблюдать над Шпицбергеном в околополуденные часы.

При столкновении энергичных частиц плазменного слоя с верхней атмосферой происходит возбуждение атомов и молекул газов, входящих в её состав. Излучение возбуждённых атомов в видимом диапазоне и наблюдается как полярное сияние.

Поскольку ионизация заряженными частицами происходит наиболее эффективно в конце пути частицы и плотность атмосферы падает с высотой в соответствии с барометрической формулой, то высота появлений полярных сияний достаточно сильно зависит от параметров атмосферы планеты, так, для Земли с её достаточно сложным составом атмосферы красное свечение кислорода наблюдается на высотах 200—400 км, а совместное свечение азота и кислорода — на высоте около 110 км.

Кроме того, эти факторы обуславливают и форму полярных сияний — размытая верхняя и достаточно резкая нижняя границы.

Полярные сияния наблюдаются преимущественно в высоких широтах обоих полушарий в овальных зонах-поясах, окружающих магнитные полюса Земли — авроральных овалах. Диаметр авроральных овалов составляет около 3000 км во время спокойного Солнца, на дневной стороне граница зоны отстоит от магнитного полюса на 10—16o, на ночной — 20—23o.

Поскольку магнитные полюса Земли отстоят от географических на 12o, полярные сияния наблюдаются в широтах 67—70o, однако во времена солнечной активности авроральный овал расширяется и полярные сияния могут наблюдаться в более низких широтах — на 20—25o южнее или севернее границ их обычного проявления.

Полярные сияния весной и осенью возникают заметно чаще, чем зимой и летом. Пик частотности приходится на периоды, ближайшие к весеннему и осеннему равноденствиям.

Полярное сияниеВо время полярного сияния за короткое время выделяется огромное количество энергии (во время одного из зарегистрированных в 2007 году возмущений — 5x1014 джоулей, примерно столько же, сколько во время землетрясения магнитудой 5,5.

При наблюдении с поверхности Земли полярное сияние проявляется в виде общего быстро меняющегося свечения неба или движущихся лучей, полос, корон, «занавесей». Длительность полярных сияний составляет от десятков минут до нескольких суток.

Первым ученым, высказавшем правильное толкование природы полярных сияний в своей работе: «Слово о явлениях воздушных, от электрической силы происходящих», был сын холмогорского помора Михайло Ломоносов, самолично их наблюдавший.

Но дальше общих высказываний на эту тему дело не сдвинулось еще полтора века, пока в 1882-1884 гг. не был организован Первый международный полярный год. Но не все ученые жаждали отправляться за открытиями в полярные районы, некоторые попытались воспроизвести полярное сияние в лабораторных условиях. Наибольшую известность приобрел проведенный в конце XIX века эксперимент Биркеланда.

Основываясь на правильном представлении, что полярные сияния вызываются потоком солнечных корпускул, учёный предположил, что магнитное поле Земли должно искривлять их траектории и концентрировать возле магнитных полюсов. С этой целью он создал маленькую модель Земли, которую назвал «терреллой» (уменьшительное от «Терра»-«Земля»).
Полярное сияниеВнутри модели был расположен электромагнит, позволявший менять напряженность магнитного поля, а ее поверхность была покрыта составом, светящимся под действием катодных лучей. «Террелла» была помещена в камеру, из которой был выкачан воздух, чтобы имитировать верхнюю атмосферу Земли. Создав внутри камеры поток катодных лучей, заменявших солнечный корпускулярный поток, и меняя положение модели относительно этого потока, Биркеланд наблюдал, как эти лучи сосредотачиваются возле магнитных полюсов, вызывая свечение, аналогичное наблюдаемому в природе полярному сиянию.

Позже было обнаружено, что полярное сияние сопровождается на поверхности Земли не только магнитными явлениями, но и электрическими. И первыми с ними столкнулись в ХIX веке канадские связисты, прокладывавшие первые телеграфные, а затем и телефонные линии на севере страны. Ради экономии дефицитного провода такие линии вначале делали однопроводными, используя в качестве второго провода землю. И почти сразу же железнодорожники, рядом с путями которых появились линии связи, попытались использовать их для своих целей.

Чтобы связаться с любой точки трассы с диспетчером, поезд останавливался, помощник машиниста спрыгивал на насыпь с небольшим ящичком в руке (вначале с телеграфным, а затем и телефонным аппаратом), присоединял один из проводов к рельсу, а другой с помощью длинной штанги, похожей на троллейбусную, цеплял за провод линии связи.
Но не дПолярное сияниеай бог, если в это время вспыхивало полярное сияние: при плохом контакте с рельсом «связист» поражался сильнейшим электрическим разрядом, и машинист надолго оставался без помощника.

Но доставалось и обычным связистам. Как отмечено в исторической хронике XIX века: «Электрические пертурбации, возникавшие в 1848, 59, 72, 83 и 94-м годах не только сопровождались ярким северным сиянием, но и усилением теллурических токов. Эти пертурбации настолько сильно давали о себе знать на севере Европы и в Северной Америке, что телеграфные сношения были прерваны на много часов. Земные токи, проходившие осенью 1859 года по телеграфным проводам, были настолько сильны, что из аппаратов выбрасывались целые снопы пламени, которые исчезали лишь по выключении земных проводов».

В 30-е годы ХХ века началось интенсивное освоение полярных районов СССР. Для обеспечения судоходства и авиации на побережье Северного Ледовитого океана строились полярные станции, геофизические обсерватории, радиоантенны. Тогда связь по радио осуществлялась либо на длинных волнах, требовавших больших мощностей передатчиков и громоздких антенн, либо на коротких, при значительно меньших мощностях.

Но как только начинался сезон полярных сияний, связь на КВ прерывалась, иногда на много дней. В те же годы от полярников стали поступать странные сообщения о звуках, якобы сопровождающих полярные сияния. Это явление пытались объяснить психофизическими реакциями ослабленного болезнями и плохим питанием организма.

Приходится предположить, что природа этих звуков аналогична природе звучания электрофонных болидов (и там и там звук возникает мгновенно при возникновении некоторых форм быстро движущихся сияний, либо при пролете болида), т.е. этот «звук» имеет электромагнитную природу.

В 1957-1958 гг. состоялся Первый Международный Геофизический год (МГГ), во время которого были проведены первые надежные приборные исследования сияний. И сразу было обнаружено множество ранее неизвестных эффектов.
В частности, что полярные сияния после мощных солнечных вспышек синхронно вспыхивают на обоих полюсах Земли. Тогда же были зафиксированы и «невозможные» звуки от некоторых форм полярных сияний на поверхности Земли, правда, в инфразвуковом диапазоне. А заодно и биологически активные электромагнитные вариации в диапазоне 7 — 13 Герц.

Был исследован и так называемый «береговой эффект полярных сияний» — это когда формы спокойного сияния наблюдаются только над морем и не проникают на территорию над берегом, зачастую повторяя его форму, — в небе возникает своеобразная «небесная карта».

Существует также психофизическое явление, названное как «меряченье». У разных народов севера это явление наблюдается по-разному, но многие его элементы схожи.

Во время полярного сияния целое северное селение может забросить все дела, собраться в одном месте и начать пританцовывать, дергаться или раскачиваться словно по команде невидимого дирижера. Иногда такое состояние может продолжаться несколько часов.

Когда один врач успел на собачьей упряжке быстро достичь другого селения, то он с изумлением обнаружил, что его жители занимаются тем же самым. Он впервые и высказал идею, что «мерячка» возникает под действием некоего глобального геофизического фактора, как-то связанного с полярным сиянием.

Полярное сияниеИ, наконец, последнее и вовсе уникальное явление. Ряд путешественников, волею обстоятельств оказавшихся в полярных районах зимой, иногда наблюдали, как в сполохах и лентах небесного огня начинают формироваться миражи каких-то зданий, фантастических кораблей, а то и животных. Например, в альманахе «Вселенная и человечество», изданном в самом начале ХХ века, есть фотография громадной змеи с головой кобры, свернувшейся в несколько колец и отпочковавшейся от обычной лучистой дуги сияния.

Видели полярные сияния и в южном полушарии. Английский мореплаватель Джеймс Кук (1728-1779 гг.) был одним из первых, кто не только дал их описание в южном полушарии, но и обратил внимание на то, что полярные сияния появляются в высоких широтах обоих полушарий одновременно.

Полярное сияние - завораживающее зрелище. Огромные арки переливающихся огней расцвечивают небо всеми цветами спектра - от фиолетовато-белого до желто-зеленого и оранжево-красного.

Хотя эти танцующие огни и получили научное объяснение, они сохранили ауру таинственности и репутацию одного из самых ярких явлений природы...

Страничка SpaceWeather.com, предназначена для широкой публики и великолепно разъясняет явления ближайшего космоса, а также дает точные прогнозы появления северного сияния.

Информация в реальном времени о возмущениях магнитного поля, вызываемых именно северным сиянием, найдется на страничке геофизической обсерватории города Соданкюля, где представлена магнитограмма обсерватории. Если на кривых, описывающих возмущения, наблюдается мгновенное колебание в 1000nT (меньшего тоже хватит), то повышается вероятность появления в небе северного сияния вплоть до южной Финляндии.

Астрономы, которые наблюдают за Солнцем в большой телескоп, могут предсказать сияние. Солнце спокойно – сияний нет. Появляются на Солнце пятна, или языки пламени, — жди на Земле сияния. Обычно сияния бывают в Заполярье, но иногда сияния бывают и в теплых краях.

В древних рукописях появление полярного сияния отмечено даже в Египте и Риме.

А вот в 1111 году при сражении на Дону малочисленных русских войск с бесчисленными полками половцев, победа оказалась на стороне русских. Русичи решили, что им помогали небесные ангелы, а на самом деле половцев устрашили диковинные картины полярного сияния, которое разыгралось на небосклоне с той стороны, откуда наступали русские дружины.

А 5 апреля 1242 года на Чудском озере в самый разгар Ледового побоища небосвод на севере начал светлеть, затем вспыхнул мерцающим пламенем. Русские решили, что это божье знамение, и войска под руководством Александра Невского одержал

Северное сияние | Любопытные подробности обо всем на свете!

Северное сияние

Продолжаю цикл статей об интересных явлениях природы, я уже рассказывала про радугу, сегодня хочу написать о прекрасном природном явлении — северном сиянии.

Северное (или полярное) сияние — это необычайно красивое природное явление.

Еще с давних времен люди, наблюдавшие его приписывали ему божественные свойства. Считалось, что появление северного сияния — плохой знак, предвещающий бедствия. Недаром на Русском Севере полярные сияния называли всполохами (то есть беспокоящие, тревожащие).

Где можно увидеть северное сияние?

Северное сияние возможно наблюдать только в ясную морозную ночь. Небо должно быть безоблачным. Иначе облака скроют всю красоту. Ведь само явление северного сияния зарождается в верхних слоях атмосферы.

Северное сияние

Наблюдать северное сияние можно на территориях, находящихся ближе к полюсам. Например, в Северной Финляндии, где 200 дней в году возникает это природное явление. Туда лучше приезжать в феврале-марте или сентябре-октябре, когда вероятность увидеть северное сияние очень высока. Там даже есть Дом Северного Сияния, который находится в местечке Похиян Круулу.

Северное сияние

Также на «охоту» за северным сиянием хорошо отправляться в Исландию или Норвегию. А в России полярное сияние можно наблюдать на Кольском полуострове, например, в Мурманске.

В последнее время появились туры, где вы можете в сопровождении гида-фотографа, профессионального «охотника» за северным сиянием, увидеть это уникальное явление, а также правильно сфотографировать его.
Эти туры очень популярны в Скандинавии, куда прилетают туристы со всего мира. Но в России также есть компании, которые могут показать вам северное сияние.

Природа явления северного сияния.

Северное сияние

Вообще, северное сияние — это свечение верхних слоев атмосферы, обладающих магнитосферой, вследствие их взаимодействия с заряженными частицами солнечного ветра.

Первым описал это явление и нашел ему объяснение Михаил Ломоносов. Он высказал предположение об электрической природе северного сияния.

Любопытно то, что интенсивность северного сияния напрямую зависит от активности Солнца. Особенно яркие и обширные северные сияния можно наблюдать во время максимума солнечного 11-летнего цикла.

Во время северного сияния выделяется огромное количество энергии, оно может длится от нескольких минут до нескольких суток.

Северное сияние

Верхние слои атмосферы, где происходит это явление, сильно нагреваются, что приводит к увеличению плотности газовой среды. И в этих областях даже возникает торможение искусственных спутников Земли.

Также из-за возникновения северных сияний индуцируются сильные магнитные поля и возникают так называемые магнитные бури.

В южном и северном полушариях северные сияния симметричны, но, все-таки,  отличаются друг от друга. Кстати, первым, кто описал полярное сияние в Южном полушарии, был Джеймс Кук. Он же и заметил, что сияния в обоих полушариях появляются одновременно. Сейчас мы точно знаем, что полярные сияния в обоих полушариях практически зеркально повторяют друг друга. Это кольца, диаметром около 4 тыс. км вокруг каждого полюса.

Сияния делят на 4 класса по яркости. Сияние первого класса очень слабые, а 4 класса настолько яркие, что их можно сравнить по яркости с полной Луной.

Легенды о северном сиянии.

Северное сияние

В Древности люди, не зная природу северных сияний, пытались найти им объяснения и, конечно же, появилось множество легенд и мифов.

Например, в некоторых норвежских легендах северное сияние называют мостом Бифрост, по которой боги спускаются на землю к людям. В других легендах говориться, что полярное сияние вызывают блеск доспехов дев-воительниц, которые забирают на небо души самых храбрых воинов. Норвежцы считали, что появление северного сияния сулит в скором будущем ухудшение погоды.

В финской мифологии северное сияние называют рекой, которая соединяет царство живых и мертвых.

Северное сияние

Много различных легенд, верований и обрядов связано с северным сиянием у эскимосов. Например, они считают, что северное сияние можно вызвать свистом, а для того, чтобы оно пропало надо хлопнуть в ладоши.

Еще у них есть поверье, что полярное сияние появляется, когда духи играют в небесный футбол.

Эскимосы, живущие на Аляске, считают, что во время северного сияния на улицу можно выходить только хорошо вооруженным.

Также некоторые группы эскимосов уверены, что нельзя долго смотреть на северное сияние, можно сойти с ума.

Северное сияние

Некоторые североамериканские индейцы считали, что северное сияние вызывают фонари духов, которые ищут души умерших. Они, также как и эскимосы, не выходили на улицу без оружия, если там сверкало северное сияние.

В Китае северное сияние связывали с появлением драконов.

Северное сияние на других планетах.

Северное сияние

Самые яркие и впечатляющие полярные сияния можно наблюдать в пики сильной активности Солнца, периодичность которых составляет 11 лет.

На Земле в состав атмосферы входят преимущественно азот и кислород. Именно они и взаимодействуют с частичками солнечного ветра, что приводит к свечению. Молекулы азота при столкновении обычно теряют электроны, при этом излучается синий и фиолетовый цвет. Если же молекула азота не потеряла часть электронов, то мы видим красный цвет. Молекула кислорода при столкновении с частицами обычно не теряет электроны и испускает красный и зеленый свет.

Полярные сияния возникают не только на Земле. На других планетах их тоже можно наблюдать.А так как магнитные поля планет-гигантов намного сильнее магнитного поля Земли, то и интенсивность и масштаб полярных сияний там больше. Конечно, полярные сияние других планет отличаются от земных. Например, для Юпитера наиболее ярким является линии излучения водорода в ультрафиолете. Тогда как для Земли — линии излучения возбужденных кислорода и азота в видимом диапазоне.

Вам также может быть интересно:

История денег (с веселым мультиком, который я сделала специально для этой статьи).

Эта страшная шаровая молния.

Острова мусора в Тихом океане.

Полярное сияние: что это такое?

“- А что там за красный, синий и зеленый мох?

— Это не мох, это северное сияние.”(с)

Благодаря Медведице из старого мультфильма “Умка ищет друга” об этом природном явлении мы знали уже с детства — даже те из нас, кто живет далеко от Крайнего Севера. Об южном сиянии говорят реже, но и оно есть — только любуются им уже пингвины, а не медведи. Давайте же разберемся, почему его стоит увидеть и нам, и какова природа этого феномена.

Длинная переливающаяся лента в небесах, похожая на танец китайских драконов — это не голографическое представление, а столкновение двух потоков ионизированного газа. Один из них окутывает Землю и подчиняется ее магнитному полю, а второй, именуемый солнечным ветром, истекает из короны Солнца. По сути, это процесс взаимодействия частиц, которые содержатся в верхних слоях атмосферы Солнца и Земли. Сияние, которое человек наблюдает на полюсах — это явление космической погоды, равно как и магнитная буря. И впрямь, в метеорологии тоже есть нечто похожее — например, атмосферный фронт.

Чаще всего пазори можно увидеть в высоких точках Северного и Южного полушария, поэтому приполярные широты получили название авроральных зон, ну а само сияние стали называть полярным.

“Почему же в таком случае наблюдать небесное свечение можно только на полюсах?” — спросите Вы.

Хотя истинные (астрономические) и магнитные меридианы Земли не совпадают, они с определенной погрешностью в расстоянии сходятся в полярных точках. Говоря о том, что авроры интенсивнее всего проявляются на полюсах, нужно понимать, что ввиду имеются именно магнитные полюса, расположенные в Арктике и Антарктиде на расстоянии сотен километров от полюсов географических. Северный магнитный полюс и вовсе не статичен — в год он сдвигается более, чем на 10 км. Именно на полюсах силовые линии, опоясывающие Землю, входят в атмосферу под большим углом. А вот в других точках земного шара их траектория более пологая, поэтому поток заряженных частиц проникает глубже в ионосферу, вызывая возбуждение атомов и молекул, находящихся в ней.

К тому же, явление иногда “гастролирует”. Теоретически, наблюдать авроры можно практически в любой точке земного шара — неспроста упоминания о них встречаются в древнеримских и древнеегипетских источниках. Известны случаи, когда феномен возникал в экваториальных широтах, а в 2003 году сияние видели прямо над Москвой, притом настолько яркое, что даже городская засветка не была помехой при наблюдении.

Два вида небесного огня

Еще сравнительно недавно — с точки зрения науки — сияние на полюсах считалось симметричным, т.е., зеркально отраженным. Однако южные и северные авроры имеют несколько отличий. Не секрет, что металлическое ядро нашей планеты имеет неправильную форму и даже продолжает медленно изменять ее по сей день. Многие связывают с этим вышеупомянутое перемещение магнитных полюсов и некоторые другие аномалии — хотя сейчас формирование магнитного поля принято связывать с внешним, жидким ядром. Как бы то ни было, в ионосфере разница в напряженности магнитного поля не так велика в силу значительного расстояния до ядра — на юге она уступает северному примерно на 10%. Столь малая величина не объясняет асимметричного распределения сияний, равно как и сезонные изменения в атмосфере.

Ученые не ставят под сомнение, что авроральные явления происходят в различных, никак не связанных участках магнитосферы, однако до конца объяснить феномен не могут. Наиболее вероятной в научной среде считается гипотеза о существовании электрических токов, возникающих в ионосфере из-за разницы в силе солнечного облучения.

Это открытие об асимметричности сияний, сделанное благодаря снимкам со спутников NASA, показало все несовершенство наших знаний о явлениях космической погоды. До сих пор все выводы и гипотезы основывались на сведениях, полученных из наблюдений за северным сиянием, в то время как южное оставалось в тени.

Но некоторые различия можно наблюдать и без высокотехнологичного спутникового оборудования. Так, например, регионы интенсивного сияния в северной части планеты обычно наблюдаются на рассвете в летнее время года, тогда как в южной они активизируются в предзакатное время зимой.

Как образуется северное сияние?

Северное сияние как оптическое явление связано с высвобождением фотонов в верхних слоях атмосферы. Электроны и протоны (заряженные частицы солнечного ветра) атакуют магнитное поле земли и начинают движение вдоль силовых магнитных линий планеты, попав в т.н. “магнитную ловушку”. По мере приближения к полюсам они приводят азот и кислород в возбужденное состояние, а затем те, в зависимости от количества поглощенной энергии, переходят в основное состояние, восстанавливая электроны и излучая свет определенного спектра.

Чаще всего сияния возникают в приполярных зонах по причине того, что силовые линии в этих областях находятся близко друг к другу — такое “сгущение” позволяет сформировать люминесценцию, хорошо различимую человеческим глазом. Но в моменты повышенной солнечной активности явление может смещаться и в средние, и даже в тропические широты — все зависит от мощности излучения светила. В обычное же время частицы низких энергий эффективно удерживаются магнитным полем на больших высотах и не могут проникнуть глубоко в атмосферу.

Высота возникновения свечения

Само явление происходит на высоте 90-400 км — для сравнения, самолеты гражданской авиации практически никогда не поднимаются выше 40 км. О размахе процесса можно судить хотя бы по тому, что в глазах наблюдателя оно простирается на километры и даже тихо “потрескивает”. Для того, чтобы мы услышали хотя бы шорох, идущий с подобной высоты, источник звука должен издавать оглушительный рев — а ведь это всего лишь возбужденные молекулы и атомы. Выброс энергии при авроральных явлениях равен 5-6-балльному землетрясению!

И все же обычно пазори возникают на высоте 90-130 км, хотя задокументированы случаи сияний и на 60, и на 1130 км. Радиоволновые исследования показывают, что на этой высоте наблюдается активная ионизация в момент свечения. Принадлежащий ионосфере диапазон 90-130 км — это так называемый слой Е. Именно там, основным источником ионизации становится коротковолновое солнечное излучение, плотность атмосферы достаточно велика, а энергия заряженной частицы, напротив, невелика (это главное условие эффективной ионизации).

Эти две характеристики определяют четкую нижнюю границу оптического явления — уверена, всякий замечал, что снизу “лента” имеет ровный и четкий край, а сверху словно рассеивается, ведь концентрация свободных носителей заряда там ниже.

Искусственные авроры

Проверка большинства научных теорий требует воспроизведения природных явлений в лабораторных условиях. Не стало исключением и северное сияние. Долгое время ученые размышляли об аналогии между Aurora borealis и обычным для городского жителя газовым разрядом. В 1985 году им удалось создать полярное свечение в ходе франко-российского эксперимента “Аракс”, также известного как “Кергелен — Согра”. Для этого были оборудованы две лаборатории, масштабированные под условия нашей планеты, которые располагались на одной силовой линии магнитного поля Земли.

Северную лабораторию разместили в Архангельской области, в поселке Согра, а ее южного “близнеца” — на острове Кергелен в Индийском океане. С этого острова была запущена геофизическая ракета, оборудованная ускорителем заряженных частиц. В районе экватора частицы высокой энергии проникли в северное полушарие, вызвав хорошо фиксируемое приборами свечение — к сожалению, из-за погодных условий его не удалось наблюдать над Согрой невооруженным глазом.

Недавно эксперимент удалось повторить американцам — правда, для этого они не стали отправлять ракету на высоту 200 км, а использовали пучок радиоволн, посредством которых им удалось вызвать зеленые сполохи по небу над Аляской. Это открывает новые возможности для изучения авроральных феноменов — ведь их наблюдение нередко затруднено погодными условиями и требует серьезных временных затрат. Также это упростит понимание зависимостей между характеристиками сияний, их географией, высотой и другими факторами.

Иногда искусственные сияния вызывают даже не научные эксперименты, а ракетные выбросы.

Почему северные сияния иногда не имеют цвета?

Далеко не всегда пазори становятся эффектным и ярким зрелищем — иногда их краски остаются неуловимыми для человеческого глаза. Если мощность явлений равна I-III балла по международной шкале, они не преодолевают порог нашего цветовосприятия и называются сияниями с низкой интенсивностью свечения. Для наблюдателя такое свечение будет бесцветным, слегка искрящимся и может варьироваться по силе от слабого света, который источает Млечный Путь, до освещенных луной кучевых облаков. А вот при помощи камеры — поиграв с настройками выдержки и обработав снимок — можно узнать какого же цвета на самом деле было явление.

IV-балльные и более сияния уже обладают хорошо выраженной цветовой гаммой и обычно бывают зелеными, желтыми, синими, красными или фиолетовыми. Цвет явления зависит от высоты, на которой оно происходит. Так, зеленым и желтым оно бывает на высоте около 80 км, где преобладает атомарный кислород, а красным и фиолетовым — около 300 км, где в атмосфере содержится достаточное количество молекулярного водорода. Кстати, сияния фиолетового цвета были обнаружены совсем недавно — только в 2016 году.

Как увидеть северное сияние?

Мы уже узнали в каких широтах чаще всего наблюдаются авроры, но и там они случаются далеко не каждый день. Оценить вероятность появления сияния помогают знания о цикличной природе явления и факторах, влияющих на его возникновение.

Будучи зависимым от солнечной активности, этот феномен чаще раскрашивает небеса весной или летом, достигая пика в дни равноденствия. Также на частоту и силу сполохов влияет 11-летний цикл солнечных возмущений. За эти 11 лет обычно происходит не более 4-х мощнейших магнитных бурь, которые создают самые феерические мерцания небосвода. Чтобы не ждать так долго, можно воспользоваться 27-дневным, связанным с вращением Земли вокруг Солнца — он также поможет застать зрелище благодаря солнечным возмущениям.

Для более сложной оценки шансов используются специальные индексы и параметры — к примеру, К-индекс, который формируется на основе данных из 13 геомагнитных обсерваторий, расположенных в разных точках земного шара. Если показатели магнитного поля Земли отклоняются от нормы в течение как минимум 3-х часов, это служит первым сигналом о возможном появлении сияния. Хотя точно локализовать свечение на основе этих данных удается не всегда, система нередко предлагает красочные снимки и помогает в прогнозировании. Обратите внимание, что приставка КР, которая используется в некоторых приложениях, означает, что К-индекс рассчитывается в среднем по планете — так что “засиять” может и в другом полушарии. Значительное повышение этого индекса свидетельствует о том, что явления может сместиться в среднюю полосу и в полярных широтах наблюдаться не будет.

Так что вооружитесь приложениями для отслеживания сияний — их можно скачать в AppStore или GooglePlay. Все они зависят от интернет-соединения и обновляют информацию с интервалом примерно в 30 секунд.

Наиболее редки авроры в летнее время. На Севере в зимнее время хорошо видно цветное свечение — обычно в это время года нередки диффузные сияния, возникающие примерно около полуночи.

В целом шансы увидеть сияние повышаются с 22:00 до 03:00. Заранее сверьтесь с метеорологическими сводками. Сквозь сияние хорошо видно Луну и звезды, там что если из-за облачности неразличим даже их свет, то этой ночью лучше не дежурить. Наблюдать Aurora borealis можно только в ясную погоду и, желательно, подальше от городской засветки. Выбирайте для наблюдений возвышенные места, где засветка не так сильна, выезжайте для них за город или изначально остановитесь в поселке или небольшом городке с хорошим обзором.

Лучшие места, чтобы увидеть северное сияние

Мурманск, Мурманская область. Расположенный на сопках Мурманск — город, где и без сияний есть на что посмотреть. Рядом находится Териберка, где снимался “Левиафан”. В зимнее время — особенно, в январе-феврале — он идеально подходит для наблюдения за природным феноменом. Во-первых, полярное свечение там бывает практически каждые 2-3 дня, во-вторых, вокруг города находится множество поселков и турбаз, откуда небо видно без засветки.

Разумеется, яркое эффектное сияние нужно еще “половить”, но мерцающие зеленые полосы и огни Вы увидите почти наверняка. Морозная сухая погода, при которой небо остается ясным, в Мурманске не редкость, так что там весьма популярны специальные “туры за сиянием”. Принимающие турбазы, например, Сатка, расположены вне лесного массива и удаленно от города. Также можно добраться до Мончегорска или Полярного.

Архангельск, Архангельская область. Мощность сияния здесь пониже, чем в Мурманске, но достаточно хорошая инфраструктура и дешевизна поездки — хороший аргумент в пользу Архангельска. Чаще всего там случаются зеленые сияния с характерным мерцающим переливом. Ехать туда лучше с сентября по апрель.

Хибины, Кольский полуостров. Расположенные на Хибинских горах базы позволяют наблюдать сияние без засветки с земли, а возвышенность дает хороший обзор. Минус один — добраться до точек наблюдения довольно сложно. Переезды по Кольскому полуострову, известному аврорами, возможны железнодорожным транспортом, а трансфер до малочисленных гостиниц — снегоходами. Но в холодное время года туристическая инфраструктура большей частью впадает в спячку.

Воркута, Республика Коми. Авроры в Воркуте можно увидеть даже в августе, а зимой они и вовсе не редкость — Заполярье все-таки. Путешествуя собственным транспортом, старайтесь не дремать и отслеживать дорогу в снегу. Здесь легко увязнуть, просто съехав с обочины, и через полчаса машина превратится в ничем не примечательный сугроб. А зима здесь длится 10 месяцев в году…

Хатанга, Красноярский край. Эта таймырская деревня настолько популярна, что туда летают прямые рейсы из Красноярска и Норильска. Из Москвы, к сожалению, туда не улетишь. Очевидцы утверждают, что полярные свечения там даже ярче и красивее, чем в соседних северных странах. Сверкают в Хатанге не только небеса — там открыто крупное месторождение алмазов.

Лонгйир, Шпицберген, Норвегия. Если Вы не полярник, отправляющийся в экспедицию, дальше Лонгйира Вам вряд ли удастся забраться — дальше начинаются совсем не туристические края. В отеле можно оставить “заявку на северное сияние” прямо на ресепшен — если оно начнется, вам позвонят в номер и оповестят о природном шоу. В этом поселке с собственным аэропортом можно покататься на снегоходах и даже ненароком встретить дикого полярного медведя (живого, а не как в местном аэропорту). И не забывайте снимать обувь в общественных местах — здесь так принято!

Тромсё и Алта, Норвегия. Здесь находятся одни из лучших в мире локаций для наблюдения за аврорами. А также самый северный ботанический сад всего в 350 км от Полярного круга. Климат здесь мягкий, два месяца в году светло круглые сутки, а “сезон сияний” длится с сентября по март.

Абиску, Лаппланд, Швеция. В этом национальном парке свечение небес наблюдается с декабря по март, обычно с 18:00 до 02:00. Здесь ежегодно бывают тысячи туристов, так что инфраструктура благоприятна для поездки — получше рассмотреть сияние разрешают с аэроплана. Здесь же можно полюбоваться полуночным солнцем.

Акюрейри, Исландия. В 40 км от Северного полярного круга сияние наблюдается целых 8 месяцев — с сентября по апрель. А еще здесь, на краю земли, обитают, кажется, самые дружелюбные люди на свете. Акюрейри — большая дружная деревня!

Ивало, Финляндия. Приезжайте сюда с августа по апрель и любуйтесь аврорами хоть каждую вторую ночь! А еще здесь можно съездить в резиденцию Санта-Клауса и покататься на собаках.

Кстати, наблюдать небесное свечение можно не только в полярных точках земного шара, но и на других планетах — например, на Венере, Юпитере или любой другой, имеющей достаточно сильное небесное поле. Эти экскурсии современному туристу пока не по плечу, но и на Земле предостаточно мест для обсерваций!

Важные вещи, которые пригодятся при наблюдении

Чтобы увидеть пылающие небеса, вам с высокой вероятностью придется местности, расположенные выше 67 градусов широты. Поскольку большинство из них являются труднодоступными (далеко не везде есть автомобильные дороги и другие блага цивилизации), о самом необходимом придется позаботиться заранее. Если только Вы не нашли путевку, предлагающую комфортные условия для вылазки, вам, возможно, придется провести на морозе несколько часов, дожидаясь явления.

Для удобного наблюдения вам понадобится:

• своя или арендованная машина с работающей печкой и подходящей резиной, а также запасом бензина;
• если Вы настроены на качественную съемку — камера с длительной выдержкой, штатив, пульт (или спусковой тросс), запасные аккумуляторы (модели Li-ion зависят от температуры и на морозе разряжаются быстро). Если такого запроса нет, подойдет даже любительский фотоаппарат или смартфон — им не нужна темновая адаптация, в отличие от нас;
• позаботьтесь о теплых вещах — куртках и штанах со специальной пропиткой, лыжных рукавицах, сапогах с мехом и прочем;
• не забудьте аптечку и термос с горячим напитком, а также калорийные перекусы с высоким содержанием жиров;
• не лишними будут средства защиты для кожи — увлажняющие и разогревающие кремы;
• если Вы не новичок в вылазках на природу, возьмите с собой дрова и жидкость для розжига — любоваться красотами неба у костра вдвойне романтичней;
• не забудьте надежный GPS-трекер — нет ничего приятного в том, чтобы заблудиться в лесу в студеную зимнюю и даже весеннюю пору.

Мифы о северном сиянии

“Наэлектризованные” небеса породили множество легенд и мифов. В былые времена это явление считали предвестником несчастий и вестниками пожаров. Нередко незадачливые пожаротушители выезжали в сторону зарницы — и не находили ничего.

Викинги над разгадкой феномена думали недолго — в их представлении всполохи были радужными бликами от клинков валькирий. Для них это было хорошим предзнаменованием — значит, девы войны препровождают в вожделенную Вальхаллу достойных воинов, павших на поле брани. Также многие различали в похожих на драпировку аврорах одеяния и бородатый лик Одина.

Лапландцы, живущие в тесном соседстве с аврорами, считали их искрами от лисьих хвостов и называли лисьими огнями. Лисьи огни обычно были дурным предзнаменованием, но отдельные племена считали, что они освещают дорогу людям, стремящимся совершить добрые дела. Нередки были представления о северном сиянии как о потусторонних знаках. Некоторые саамы и эскимосы верили, что оно приходит из мира мертвых как предупреждение или весть от его обитателей. Они также утверждают, что сияния издают отчетливый шум, похожий на помехи или шорохи в подполье. Может, это шепчут духи?

Современные ученые уже объяснили “зов предков” — это низкочастотные волны, сопровождаемые инфразвуком. Они могут влиять на восприятие человека, вызывая у него необъяснимые чувства, которые многие описывают как ощущение сопричастности к чему-то великому. Хотя я бы не сказала, что наш трепет от таких зрелищ вызван одним только инфразвуком.

Есть и более вычурные легенды — дескать, сияние возникает тогда, когда духи играют черепом моржа.

А вот северные индейские племена были убеждены, что этот свет источают фонари духов, которые разыскивают в лесах замерзших насмерть охотников.

Не менее интересны и современные “мифы”, которым обросло северное сияние. Поскольку поток частиц, идущих от Солнца, неравномерен и нестабилен, он может пульсировать, сдвигаться и даже фокусироваться, вызывая точечное свечение. Это удивительное и достаточно редкое явление, будучи замеченным очевидцами, вызывает резкий всплеск сообщений об НЛО. Так что пока уфологи увлеченно готовятся к контакту с энлонавтами, а газеты пестрят громкими заголовками, астрономы-любители молча улыбаются, зная что к чему.

А для нас северное сияние разлитое по небу — это красочное и грандиозное зрелище, которое остается в памяти на всю жизнь.

P.S.

Можно увидеть Париж и умереть, можно увидеть бирюзовый атолл и обомлеть, но не увидеть такое — просто преступление. Мало что так же захватывает дух, что ты перестаешь потирать замерзший нос и сетовать сосульки на рукавицах. Весь обращаешься в зрение и слух — как потрескивают призрачные небеса, как шелестит снег под колким ветром, как колотится сердце под курткой-штормовкой. Забываешь обо всем на свете.

Так что перепишите наши советы и думайте заранее о том, что взять с собой на полюс!

Автор статьи: Яна Решетняк

Что такое северное сияние, как происходит и где бывает

Загадочное, мистическое, волшебное, одно из чудес света – не хватит красивых слов, чтобы передать все великолепие этого феномена. Однако энциклопедия нарядных слов не искала и характеризует это явление, как свечение в высших слоях атмосферы вследствие столкновения частиц плазмы с молекулами газа. Да, наука есть очевидное постижение истины (перефразируя Михаила Васильевича Ломоносова). Так что такое северное сияние?

Человечество многие века наблюдало за этим природным чудом, не понимая, что это, почему происходит и откуда берется. Сегодня науке известно, что это мудреный химико-физический процесс в атмосфере то ли взаимодействия атомов и молекул, то ли отражения света ото льда. Это не суть важно. Пусть ученые мужи ломают свои умные головы. Главное, что эта красота есть на Земле и радует человека своим великолепием. Жаль, что не с каждой точки земного шара можно увидеть северное мерцание.

Где же бывает необычное небесное свечение, и как образуется северное сияние? Максимально часто и почти одновременно сияния появляются на северном и южном полюсах, охватывая зону в форме вытянутых окружностей. Центром этого круга служит магнитное поле Земли, а диаметр составляет почти три тысячи километров. Так что «северное сияние» название красивое, но несправедливое, так как на южном полюсе Земли сполохи света точно такой же красоты. Очевидно, что это небесное чудо заслужило название «полярное сияние».

Природа полярного сияния

Земной шар можно представить как колоссальный магнит. В этом повинно непрерывно вращающееся железное ядро планеты. Магнитное притяжение подлунной захватывает проносящиеся мимо частицы солнечного ветра, а они, попадая в атмосферу земли, создают эффект свечения. Так и возникают полярные переливы света. В каких регионах можно его увидеть, и есть ли отличия?

В эпицентре магнитных бурь – на Северном и Южном полюсах – свечение появляется едва ли не каждую ночь. В этом плане очень повезло северным странам. Южным странам тоже повезло бы, но их там просто нет. Различаются ли природа и визуализация этого феномена в разных странах?

Полярное сияние в Норвегии

В Норвегии световое представление начинается в августе. В конце дня, которое в Норвегии длится несколько месяцев, заходящее за горизонт солнце создает фантастический световой эффект, похожий на вихрь пляшущих лучей, который постепенно превращается в невероятное сверкание. Столицами норвежских световых шоу признаны города Тромсе и Алта. Предсказать, когда появится полярное мерцание, чтобы занять партер, не получится. Это природное явление своевольно и капризно. Бывает, северное сияние в Норвегии несколько недель подряд радует зрителей потрясающим зрелищем, а бывает, назло приехавшим туристам, отменяет спектакль на неопределенное время.

Полярное сияние в Финляндии

Насладиться небесным представлением, организованным самой Природой можно и в Финляндии. Лучшее время для просмотра, когда зрелище в самом разгаре, – осень и весна. Если повезет с безоблачным небосводом, северное сияние в Финляндии будет радовать его любителей семь месяцев в году. Самое подходящее время для ловли сияния – с 9 вечера. А игру света именно что надо ловить – волшебное представление появляется и исчезает внезапно.

Свет вспышек бывает такой сильный, что озаряет финские леса на несколько километров от эпицентра события.

Лапландский народ верил, что магическое свечение образуется, когда небесная лиса своим хвостом раскрашивает сферу в диковинные цвета.

Полярное сияние в Мурманске

Чтобы увидеть невероятное природное явление, необязательно выезжать за пределы России. Северной столицей полярного сияния можно считать Мурманск. Но есть плохая новость: увидеть световое шоу сложно – очень много составляющих успеха должны совпасть вместе. Надо быть морально подготовленным прокатиться на север понапрасну. А хорошая новость в том, что, выбрав правильные ответы на вопросы – когда, где, куда, можно сильно повысить шансы на успех:

• лучшее время застать световое представление – с середины ноября по конец февраля;
• следите за солнечными вспышками. Вероятность появления полярного сияния после космического выброса частиц очень велика. Сполохи начнутся, когда крупицы окажутся в верхнем слое атмосферы. Время транспортировки частиц от Солнца до Земли составляет от двух до пяти дней – как раз, чтобы собрать рюкзак и вовремя добраться в Мурманск;
• не ждите эффектной игры света в городе. Электрический свет фонарей создаст световой шум, и полярное сияние видно не будет;
• четвертой важной составляющей успеха является ясная погода. Тут помочь ничем нельзя, ну, может быть, в бубен постучать.

Полярное сияние в Красноярске

Вообще-то, согласно научным изысканиям, полярный свет красноярцам увидеть было не суждено. Но увеличивающаяся с каждым годом солнечная активность добралась и в Красноярск и порадовала аборигенов невероятным представлением. Началась световая иллюминация в 2012 году и, по заверениям ученых, продлится три-четыре года. Увидеть эту природную аномалию можно при условии безоблачной погоды и достаточно мощного потока солнечного ветра.

Полярное сияние в Вологде

Вологда не самый северный край на Земле, но очевидцы утверждают, что полярное сияние имело место быть именно в российском городе Вологде. Всполохи в виде желтых зигзагов и спиралей впервые появились над городом в 2008 году и продолжаются вплоть до нынешних дней. Свидетель чудесного события описывает произошедшее как совершенно неожиданное происшествие, случившееся одной теплой майской ночью, когда, казалось, ничто, кроме кукушек, не нарушит тишину и покой. Но магнитные бури были настолько сильны, что проявились в виде красивого сверкания, чем и порадовали вологжан.

Полярное сияние в Астане

А вот жителям казахской столицы в этом плане не повезло – Астана не входит в число регионов, посещаемых мистическим мерцанием. Зато северную часть Казахстана природное явление побаловало феерической картиной. Летней ночью 2015 года научные сотрудники казахского государственного университета на несколько часов перенеслись в полярные широты и вместо того, чтобы наблюдать степные серебристые облака, наблюдали люминесценцию северного сияния. Явление началось со всполохов зеленоватого оттенка, характерного для свечения кислорода. Через короткое время засветился азот, добавив фиолетовый цвет в картину ночного неба. Событие неожиданно началось и так же внезапно прекратилось.

Полярное сияние в Антарктиде

В каком же еще месте Земли сиять небесному нимбу, как не в Антарктиде? На континенте, где средняя толщина льда 3 км, где дуют самые продолжительные и сильные ветры, где солнечная радиация превышает все мыслимые нормы, где природа не балует флорой, а из животного мира только пингвины, – полярное сияние очень кстати. Волшебное шоу, посещающее южный полюс 200 дней в году, имеют счастье наблюдать несколько десятков научных сотрудников и все те же пингвины.

Мифы и легенды северного сияния

Невероятное небесное свечение с давних времен будоражило воображение северных народов. Не понимая природу явления, люди приписывали возникновение всполохов над Землей мистическим силам:

• эскимосы были уверены, что это козни умерших животных, вышедших поохотиться;
• финны приписывали горящие небеса проделкам огненной лисицы;
• коренные жители Норвегии верили, что таинственные переливы света насылают души ушедших предков;
• шаманы Лапландии били в барабаны, чтобы задобрить небеса и отвести беду и болезни;
• викинги сравнивали природное явление с веселыми танцами.

Видео: завораживающее полярное сияние

Даже немного жаль, что волшебное явление природы – это всего лишь химическая реакция в верхних слоях атмосферы. Тем не менее, природа и таинственные процессы в атмосфере щедро дарят землянам сияющий огонь в небесах.

Полярное сияние (северное сияние): описание, фото

Полярное сияние – это одно из самых красивых и, можно сказать, даже в чем-то мистическое, проявление атмосферных явлений. Его необычные формы, изменчивость цветов и оттенков всегда вводят человека, наблюдающего за ним, в состояние, схожее с немым шоком.

После такого вступления хотелось бы сделать акцент на том, что полярное сияние бывает двух видов: северное и южное. Уже по их названию можно понять, что северное полярное сияние возникает на северном полюсе, а южное полярное сияние - на южном. Однако это вовсе не говорит о том, что это чудо природы можно увидеть только в том случае, если наблюдатель находится непосредственно на одном из полюсов.

К слову, южное полярное сияние ученые видели в Австралии и даже в Греции.

Что же представляет собой полярное сияние и почему оно возникает? Какие факторы влияют на его формы, цвет и продолжительность? Эти и ряд других вопросов всегда будоражили умы людей еще с глубокой древности. К слову, полярное сияние довольно часто упоминается в трудах Плиния и Аристотеля, которые пытались при помощи рассуждений объяснить его природу. Большинство же языческих племен, которым удавалось наблюдать в небе разноцветное свечение, объясняли его довольно просто - это гнев богов, которые проявили свою силу и предупреждают непокорных о том, что их ждут страшные испытания, голод, войны, болезни. Правда, полярное сияние наводило ужас и на более развитые древние цивилизации, например, на Римскую империю в период ее расцвета. Римляне твердо уверовали, что именно яркое свечение на небе предупредило величественный город о гибели правителя Гая Юлия Цезаря.

Народы, живущие на севере, привыкшие часто наблюдать полярное сияние, более спокойно относились к этому атмосферному явлению. Они объясняли его довольно просто: отражение света солнца или луны ото льда или морского зеркала. Естественно, они не связывали северное полярное сияние с гневом сверхъестественных существ, иначе от частоты предупреждений грядущих катастроф можно было бы попросту сойти с ума. Северяне, живущие в России, называют это атмосферное явление по своему: сполох или пазорь. Из слова пазорь понятно, что это слово означает что-то вроде зори, а вот сполох, характеризует полярное сияние только ярко-алого цвета. Такое зарево появляется в том месте, где бушует пожар. В старину довольно часто при сполохе к месту полярного сияния сбегались соседи, чтобы оказать пострадавшим помощь в тушении пожара.

Полярное сияние (северное сияние) с точки зрения науки

Ученые уже достаточно давно объяснили природу такого интересного и захватывающего своей красотой атмосферного явления, как полярное сияние. Причиной возникновения полярного сияния является наше светило, на котором постоянно возникают вспышки и взрывы.

Сравнить их мощность с чем-то на нашей планете практически невозможно: мельчайшие частицы вещества, из которого и состоит солнце, выбрасываются в космос с огромной силой. Чем сильнее вспышка на солнце, тем больше вещества выбрасывается в сторону его планетарной системы. Стоит отметить, что заряженные частицы несутся в космосе с огромной скоростью и способны преодолеть расстояние от солнца до планеты Земля менее чем за 30 часов. Как всем хорошо известно, из такого сложного школьного предмета, как физика, Земля обладает магнитным полем.

Именно оно «переносит» большинство электронов и протонов к полюсам нашей планеты. Так как на полюсах планеты атмосфера наиболее разрежена, там и возникает полярное сияние. Видимый глазу солнечный ветер - так еще можно проще объяснить это одно из чудес природы. Разноцветные узоры, короны, переливающиеся фантастическими красками пятна – все это проявления полярного сияния. Чем сильнее вспышка на солнце, тем ярче и продолжительнее сияние. Удивительно то, что само сияние происходит на высоте до 140 километров от поверхности Земли.

Чаще всего захватывающее дух зрелище проявляет себя во всей своей красе над территорией Северной Гренландии, в Сибири, в Норвегии и на Аляске.

К слову, повышенную активность солнца могут ощутить на себе и люди, страдающие различными хроническими заболеваниями. Зачастую скорость и количество электронов и протонов может быть настолько велика, что магнитное поле не всегда способно «переправить» их к полюсам: в этом случае довольно часто на Земле выходит из строя электроника, на время пропадает радиосвязь.

Полярное сияние – это явление, которое, как выяснилось, характерно не только для планеты Земля. Телескоп Хаббл, который облетал самую огромную планету нашей солнечной системы Юпитер, передал снимки полярного сияния на ее полюсах. Так как магнитное поле Юпитера во много раз превышает по мощности магнитное поле Земли, то и полярное сияние там в тысячи раз ярче. Оно охватывает не только Юпитер, но и его спутники.

К слову, полярное сияние может возникнуть на любой из планет нашей солнечной системы, по предположениям, даже на самой удаленной от солнца. Исключение составляет только Венера, на которой нет магнитного поля, а значит, и не может возникнуть полярного сияния: всю атаку заряженных и смертоносных солнечных частиц на себя принимает вся поверхность планеты.

Искусственное полярное сияние (северное сияние)

Возможно ли насладиться таким фантастическим зрелищем, как полярное сияние, создав его искусственно? Естественно, можно. В лабораториях довольно часто проводятся опыты, где ученые изучают особенности и свойства этого атмосферного явления, его влияние на живые организмы. Также искусственное «полярное сияние» можно «довольно просто» создать и в более крупных масштабах. Для этого необходимо всего лишь… взорвать на высоте 40 километров над поверхностью Земли атомную бомбу.

При ядерном взрыве в слоях атмосферы возникает свечение, практически полностью идентичное полярному сиянию. Фантастическим зрелищем смогли полюбоваться 1 и 12 августа 1958 года наблюдатели из Соединенных Штатов Америки, испытывавшие атомные бомбы над атоллом Джонстон. Тогда были взорваны две бомбы на высоте 40 и 70 километров над поверхностью Тихого океана. На этих двух взрывах американцы не остановились, и уже с 27 августа по 6 сентября провели еще три испытания. Удивительно, но после них малиновое сияние, плавно переходящее в фиолетовое, можно было наблюдать на противоположном конце планеты. Ученые объяснили такой «феномен» достаточно просто: противоположная сторона планеты геомагнитно сопряжена с территорией, над которой проводились испытания.

В последнее время различные туристические агентства предлагают своим клиентам туры в места, где можно воочию увидеть полярное сияние, вызванное, конечно же, естественными причинами, а не связанные с испытаниями ядерного оружия.

Если турист уверен в своих силах и способен перенести суровый климат, ему следует обязательно принять такое предложение, ведь это зрелище действительно выглядит фантастически и на всю жизнь останется в памяти.

Северное сияние - это... Что такое Северное сияние?

Рис. 1. Полярное сияние — лабораторная модель

Полярное сияние — свечение (люминесценции) верхних слоёв атмосфер планет, обладающих магнитосферой, вследствие их взаимодействия с заряженными частицами солнечного ветра.

Природа полярных сияний

Сияние зимой на Аляске

Мыс Раханиеми. Сияние 18 августа 2003 года

Полярные сияния возникают в следствие бомбардировки верхних слоёв атмосферы заряженными частицами, движущимися к Земле вдоль силовых линий геомагнитного поля из области околоземного космического пространства, называемой плазменным слоем. Проекция плазменного слоя вдоль геомагнитных силовых линий на земную атмосферу имеет форму колец, окружающих северный и южный магнитные полюса (авроральные овалы). Выявлением причин, приводящим к высыпаниям заряженных частиц из плазменного слоя, занимается космическая физика . Экспериментально установлено, что ключевую роль в стимулировании высыпаний играет ориентация межпланетного магнитного поля и величина давления плазмы солнечного ветра.

В очень ограниченном участке верхней атмосферы сияния могут быть вызваны низкоэнергичными заряженными частицами солнечного ветра, попадающими в полярную ионосферу через северный и южный полярные каспы. В северном полушарии каспенные сияния можно наблюдать над Шпицбергеном в околополуденные часы.

При столкновении энергичных частиц плазменного слоя с верхней атмосферой происходит возбуждение атомов и молекул газов, входящих в её состав. Излучение возбуждённых атомов в видимом диапазоне и наблюдается как полярное сияние. Спектры полярных сияний зависят от состава атмосфер планет: так, например, если для Земли наиболее яркими являются линии излучения возбуждённых кислорода и азота в видимом диапазоне, то для Юпитера — линии излучения водорода в ультрафиолете.

Поскольку ионизация заряженными частицами происходит наиболее эффективно в конце пути частицы и плотность атмосферы падает с высотой в соответствии с барометрической формулой, то высота появлений полярных сияний достаточно сильно зависит от параметров атмосферы планеты, так, для Земли с её достаточно сложным составом атмосферы красное свечение кислорода наблюдается на высотах 200—400 км, а совместное свечение азота и кислорода — на высоте ~110 км. Кроме того, эти факторы обуславливают и форму полярных сияний — размытая верхняя и достаточно резкая нижняя границы (см. Рис. 3).

Полярные сияния Земли

Полярные сияния наблюдаются преимущественно в высоких широтах обоих полушарий в овальных зонах-поясах, окружающих магнитные полюса Земли — авроральных овалах. Диаметр авроральных овалов составляет ~ 3000 км во время спокойного Солнца, на дневной стороне граница зоны отстоит от магнитного полюса на 10—16°, на ночной — 20—23°. Поскольку магнитные полюса Земли отстоят от географических на ~12°, полярные сияния наблюдаются в широтах 67—70°, однако во времена солнечной активности авроральный овал расширяется и полярные сияния могут наблюдаться в более низких широтах — на 20—25° южнее или севернее границ их обычного проявления.

Полярные сияния весной и осенью возникают заметно чаще, чем зимой и летом. Пик частотности приходится на периоды, ближайшие к весеннему и осеннему равноденствиям. Во время полярного сияния за короткое время выделяется огромное количество энергии (во время одного из зарегистрированных в 2007 году возмущений — 5x10¹⁴ джоулей, примерно столько же, сколько во время землетрясения магнитудой 5,5.

При наблюдении с поверхности Земли Полярное сияние проявляется в виде общего быстро меняющегося свечения неба или движущихся лучей, полос, корон, «занавесей». Длительность полярных сияний составляет от десятков минут до нескольких суток.

Рис. 4. Полярное сияние на Юпитере, снимок в ультрафиолете (Hubble Space Telescope)

Магнитные поля планет-гигантов Солнечной системы значительно сильнее магнитного поля Земли, что обуславливает больший масштаб полярных сияний этих планет по сравнению с полярными сияниями Земли. Особенностью наблюдений с Земли (и вообще из внутренних областей Солнечной системы) планет-гигантов является то, что они обращены наблюдателю освещённой Солнцем стороной и в видимом диапазоне их полярные сияния теряются в отражённом солнечном свете. Однако благодаря высокому содержанию водорода в их атмосферах, излучению ионизированного водорода в ультрафиолетовом диапазоне и малому альбедо планет-гигантов в ультрафиолете, с помощью внеатмосферных телескопов (космический телескоп «Хаббл») получены достаточно чёткие изображения полярных сияний этих планет.

Особенностью Юпитера является влияние его спутников на полярные сияния: в областях «проекций» пучков силовых линий магнитного поля на авроральный овал Юпитера наблюдаются яркие области полярного сияния, возбуждённые токами, вызванными движением спутников в его магнитосфере и выбросом ионизированного материала спутниками — последнее особенно сказывается в случае Ио с её вулканизмом.

На изображении полярного сияния Юпитера, сделанного космическим телескопом «Хаббл» (Рис. 4) заметны такие проекции: Ио (пятно с «хвостом» вдоль левого лимба), Ганимеда (в центре) и Европы (чуть ниже и справа от следа Ганимеда).

См. также

Ссылки

Wikimedia Foundation. 2010.

Что такое северное сияние? - Телеканал «Наука»

Почему полярное сияние можно считать грозной приметой? Ответ мы нашли в книге «Простые вопросы» Владимира Антонца.

Как известно, внутри Солнца идет реакция слияния ядер водорода, при которой образуются ядра гелия. При этом излучаются электромагнитные волны, в частности тот видимый и невидимый свет, благодаря которому на Земле есть жизнь. Одновременно Солнце покидает огромное количество заряженных частиц — протонов и электронов. Их поток называется солнечным ветром.

Термоядерная реакция слияния водородных ядер не идет спокойно и равномерно. Время от времени происходят мощнейшие взрывы, перед которыми весь человеческий ядерный потенциал — ничто.

Во время таких вспышек Солнца поток нейтронов и электронов резко возрастает. В зависимости от скорости вылета через сутки-двое поток частиц достигает Земли и попадает в ее магнитное поле. Конфигурация силовых линий магнитного поля Земли такова, что под его действием солнечные протоны и электроны, несмотря на огромную скорость их движения, не могут достичь плотных нижних слоев атмосферы в экваториальных широтах. Однако в приполярных областях такое проникновение оказывается возможным, в том числе и для частиц, отдрейфовавших вдоль силовых линий с экватора.

Так как энергия протонов и электронов велика, они ионизируют и возбуждают атомы и молекулы атмосферы, начинающие излучать свет, который можно наблюдать в южных и северных приполярных областях.

Основные газы атмосферы, как известно, — азот и кислород. Возбужденные атомы кислорода излучают в зеленой и красной областях видимого спектра, а молекулы азота дают инфракрасные и ультрафиолетовые волны. Так в приполярных широтах и возникают завораживающие картины сияний. Кстати, точно так же объясняются полярные сияния на Юпитере, обнаруженные 27 ноября 1998 года с помощью ультрафиолетового спектрографа знаменитого космического телескопа «Хаббл».

Полярные сияния — лишь одно из проявлений солнечных вспышек. Мощнейшие электрические токи, вызванные сложным движением заряженных частиц, создают магнитные поля и происходит то, что называют магнитной бурей. Особенно сильно возмущается верхний атмосферный слой — ионосфера. Это сильно влияет на жизнь на Земле.

Изменяется погода, у людей обостряются заболевания. Атмосферные токи нарушают радиосвязь, выводят из строя электрические приборы. Словом, у людей достаточно оснований считать полярное сияние грозной приметой, что они и делают с древних времен.

Полярные сияния плохо поддаются предсказанию, но поддаются пониманию. В научном эксперименте удалось создать искусственное полярное сияние. Для этого в 1985 году был запущен специальный спутник, на котором находился ускоритель электронов. Он выбросил быстрые электроны в расчетной точке у экватора, а специальные наблюдательные станции в сопряженных точках Южного и Северного полушарий Земли, расположенных по одному меридиану на французском острове Кергелен в Индийском океане и в поселке Согра Архангельской области, зафиксировали вспышку излучения. Увидеть искусственное полярное сияние воочию, к сожалению, не удалось из-за облачности.

Иногда полярные вспышки бывают так сильны, что их сияние распространяется до средних широт. Может быть, повезет и нам?

Научные ответы на наивные и простые вопросы о том, как устроен наш мир. Большинство простых и наивных вопросов не имеют простых ответов. Более того, на многие из них человечество не знало ответа очень долго, и только кропотливая работа ученых позволила их найти. Владимир Антонец, профессор и доктор физико-математических наук, в своей книге «Простые вопросы» доступно и популярно отвечает на десятки простых вопросов, не имеющих простых ответов.

Издательство: «МИФ»

Смотрите также

• 
  Парапельвикальные кисты почек что это такое
• 
  Миофиброз что это такое
• 
  Роговица глаза что это такое
• 
  Ланчпад что это такое
• 
  Лонган что это такое
• 
  Керапластика волос что это такое
• 
  Газыри что это такое
• 
  Легированная сталь что это такое
• 
  Альвеола что это такое во рту
• 
  Карфентанил что это такое
• 
  Эпитимпанит что это такое