Полярное сияние
Содержание- Что такое полярное сияние
- Как появляется полярное сияние
- Виды северного сияния
- Где наиболее подходящее место для наблюдения Северного сияния
- Наиболее подходящее время наблюдений сияний
- Звуки генерируемые сияниями
- В каких странах можно наблюдать северное сияние?
- Как увидеть северное сияние в России?
- Иcкуccтвeннoe пoляpнoe cияниe
- Северное сияние и легенды
Красочное действие, происходящее на небосводе, именуется северным сиянием. Фееричное шоу наблюдали жители планеты на протяжении многих тысячелетий, но обосновать с научной точки зрения где и когда оно появляется смогли только недавно. Жители, проживающие в широтах, где наблюдаются полярные ночи, в свое время дали явлению народное название — сполохи или пазори, а также приписывали ему различные мифические свойства и рассказывали интересные легенды.
Что такое полярное сияние
Полярное сияние – это одно из уникальных природных явлений, представляющее собой многоцветное свечение, возникающее в определенных слоях атмосферы вследствие взаимодействия ее магнитного поля с частицами солнечного ветра.
Подобное световое действие на небе – это поистине неимоверное природное явление и его можно лицезреть в ночное время на территории стран, расположенных как на севере земного шара, так и на его юге. Именно от этого и зависит название сияния — северное или южное.
Как появляется полярное сияние
Северное сияние образуется излучением фотонов в верхних областях земной атмосферы, на высоте 80 км и выше. Под воздействием ионов, протонов, электронов молекулы и атомы газов (главным образом азота и кислорода) переходят в измененное состояние. Когда же атом либо молекула возвращаются в основное состояние, происходит излучение кванта света. Разные атомы дают различный свет при переходе в возбужденное или обычное состояние. Так, кислород светится зеленым или багровым цветом, азот – синим или красным.
Под воздействием ряда факторов ширина свечения может составлять 160 км. Длина же сияния может превышать полторы тысячи километров.
Значение кислорода для образования полярного сияния
Кислород может переходить из возбужденного в основное состояние всего за 0,75 сек. Этот газ излучает зеленый цвет в течение двух минут, после чего оттенок изменяется на красный. При столкновении с другими атомами происходит поглощение энергии, в результате чего свечение прекращается.
В верхних слоях атмосферы количество кислорода меньше, чем у поверхности. Поэтому описанные столкновения редки. Этим объясняется появление красивого красного излучения.
По мере уменьшения высоты плотность воздуха увеличивается. Учащение столкновений между атомами способствует прекращению красного свечения атмосферы. Ближе к поверхности прекращают образовываться и зеленые лучи.
Роль солнечного ветра и магнитного поля
Земля все время взаимодействует с солнечным ветром – потоком электронов и положительно заряженных ионов. Эти частицы испускаются Солнцем во всех направлениях. Скорость их движения – примерно 400 километров в секунду, напряжение магнитного поля – от 2 до 5 нанотесла, а плотность ионов – примерно 5 на кубический сантиметр.
Во время магнитных возмущений потоки заряженных частиц значительно усиливаются. Из-за этого многократно усиливается напряженность межпланетного поля.
Под влиянием заряженных частиц и магнитного поля Земли формируется земная магнитосфера. Она отклоняет эти потоки примерно на 70 тыс. км. Ширина магнитосферы составляет около 190 тыс. км. На ночной стороне шлейф распространяется на большее расстояние, превышающее 200 земных радиусов (более 1,2 млн км).
Плазменный поток в магнитосфере увеличивается с ростом плотности и турбулентности солнечного ветра. Магнитосферные потоки плазмы сталкиваются с магнитным полем нашей планеты перпендикулярно. Отдельные плазменные потоки движутся вдоль линий магнитного поля и постепенно теряют энергию. Это и способствует свечению атмосферы.
Влияние активности Солнца
Связь между северным сиянием и активностью Солнца была замечена еще в 80-х гг. 19 века. Дальнейшие исследования показали, что заряженные частицы солнечного ветра перехватываются земной магнитосферой, сталкиваются с молекулами газов.
Температура солнечной короны достигает нескольких миллионов градусов. При этом происходят разнообразные столкновения между ионами. Свободные заряженные частицы на большой скорости вырываются из атмосферы Солнца и улетучиваются. В пространстве около Земли эти частицы отклоняются магнитным полем.
Земное магнитное поле наиболее слабо на полюсах и в околополярной зоне. Из-за этого заряженные частицы проникают в атмосферу и сталкиваются именно в высоких широтах. Столкновения способствуют образованию квантов света, которые мы и видим, как полярное сияние.
Виды северного сияния
Для оценки типа свечений ученые чаще всего пользуются терминами «диффузное» и «точечное» сияние.
Диффузное
Это «спокойное» сияние без четких границ, в виде пятен или вуали. Светящиеся элементы могут быть похожи на освещенные лунным светом облака. Иногда рассеянный свет может занимать большую часть неба. В отдельных случаях ночных огней может быть не видно.
Точечное сияние
Точечные сияния отличаются по яркости – от едва заметных до ярких. Такие авроры можно видеть только в условиях глубокой ночи.
Где наиболее подходящее место для наблюдения Северного сияния
Их можно увидеть в северном или южном полушарии, в виде неправильной формы овала с центром над магнитным полюсом. Ученые узнали, что в большинстве случаев, полярное сияние на разных полюсах являются зеркальным отображением друг друга, которое происходит в то же время, с аналогичной формой и цветом.
Поскольку явления происходят вблизи магнитных полюсов, то северное сияние удобно наблюдать за северным полярным кругом. Их можно также увидеть на южной оконечности Гренландии и Исландии, северном побережье Норвегии и к северу от Сибири. Южные полярные сияния сосредоточены в кольце вокруг Антарктиды и южной части Индийского океана.
Области, которые избежали, так называемое, световое загрязнение — лучшие места, чтобы наблюдать за сияниями.
Наиболее подходящее время наблюдений сияний
Исследователи обнаружили, что полярные сияния является циклическими, достигая пика примерно каждые 11 лет (что совпадает с 11-летним периодом активности Солнца). Предыдущие такой пик пришелся на период 2013 года.
Зима на Севере это хорошее время, чтобы посмотреть на слабое свечение атмосферы. Короткий световой день и длинные, ясные ночи предоставляют множество хороших возможностей для их наблюдения. Обычно лучшее время это полночь.
Звуки генерируемые сияниями
Иногда сияния могут генерировать различные шумы, такие как хлопки, треск и статические звуки, как правило, слабые и короткие. В течение длительного времени ученые сомневались в этом явлении, так как звук было тяжелее задокументировать, к тому же аврора располагается слишком высоко в небе, чтобы быть услышанной на земле. Тем не менее, исследователи из Университета Аалто в Финляндии, опубликовал исследование в 2012 году, в котором было указано то, что им удалось записать различные шумы коррелирующие с визуальным присутствием северного сияния. Ученые утверждают, что эти звуки образовались на высоте около 70 метров над землей. Звуки сформировались в результате взаимодействия солнечных частиц и газов атмосферы. Университет Аляски отмечает, что звуки издаваемые полярными сияниями настолько редки, что существует очень мало людей, которым посчастливилось их услышать. Их образование возможно только во времена максимальной солнечной активности, при безветренной ночи и вдали от других источников шума.
В каких странах можно наблюдать северное сияние?
Самыми прекрасными считаются те сияния, которые замечаются в высоких широтах планеты, на территориях Аляски, Канады, северных скандинавских народов. Также наблюдаются на юге Гренландии. Больше всего северных сияний наблюдается в период высокой солнечной активности. Дешевле всего увидеть полярное сияние можно в Мурманске.
Как увидеть северное сияние в России?
Чтобы увидеть северное сияние, нужно быть готовым ко многим ситуациям. Стоит понимать, что ожидание возникновения сияния может занять продолжительное время. Будут и бессонные ночи, так как шанс увидеть огни больше именно в ночное время. В облачную погоду лучше идти в кровать – северного сияния не будет видно точно также, как и звезд на небе.
Погода и освещение населенных пунктов сильно портят все планы – лучше всего выбираться за город. Сияние часто бывает слабым, огни городов только заглушают его красоту.
За полярным кругом крайне холодные ночи, поэтому одежду стоит подбирать с умом – не стоит брать холодные вещи. В машине должен быть дополнительный бензин, можно взять термос с горячим чаем. Также можно взять дрова и жидкость для розжига, соорудить костер и греться об него. На костре можно также пожарить романтический ужин.
На територии России Северное сияние хорошо наблюдать в Архангельской и Мурманской области, республике Коми, Таймырском полуострове и в Хибинских горах.
Иcкуccтвeннoe пoляpнoe cияниe
Пpи жeлaнии чeлoвeк мoжeт coбcтвeннopучнo вызвaть пoляpнoe cияниe. K пpимepу, пoляpнoe cияниe фopмиpуeтcя ядepным взpывoм в вepxниx cлoяx aтмocфepы. Koгдa-тo тaкoй oпыт был пpoвeдeн aмepикaнcким миниcтepcтвoм oбopoты. Toгдa вoeнныe cмoгли coздaть дугу poвнoгo мaлинoвoгo цвeтa, кoтopый пocтeпeннo мeнялcя нa фиoлeтoвый, кpacныe и зeлeный. Пpoaнaлизиpoвaв цвeт иcкуccтвeннoгo пoляpнoгo cияния, учeныe cдeлaли вывoд o тoм, чтo пpичинa иx фopмиpoвaния oбуcлoвлeнa вoзбуждeниeм aтмocфepнoгo aзoтa и киcлopoдa и cтoлкнoвeниeм иx c зapяжeнными чacтицaми.
Taкжe пoляpнoe cияниe мoжeт cфopмиpoвaтьcя вcлeдcтвиe paкeтнoгo выбpoca. Пpoчeм учeныe нaзывaют дaннoe явлeниe иcкуccтвeнным cвeчeниeм. Hижe пpeдcтaвлeны фoтo ceвepныx cияний. Oднaкo вы мoжeтe вocпoльзoвaтьcя cпeциaльным туpoм или экcкуpcиeй, чтoбы увидeть этo явлeниe caмocтoятeльнo. Или жe иcпoльзуйтe нaши oнлaйн тeлecкoпы, чтoбы пoлюбoвaтьcя нa пoляpнoe cияниe, зa кoтopым нaблюдaют вeб кaмepы в peжимe peaльнoгo вpeмeни.
Северное сияние и легенды
Любые природные явления поражали древних людей, так как не были изучены. Полярному сиянию также приписывали мистическое происхождение. Некоторые северные народа предполагали, что боги так радуются и наблюдатели могут ожидать счастья. Некоторые, напротив, ожидали лишь неприятностей от божества огня. У различных северных народов были свои легенды о северном сиянии.
Жители Норвегии упоминали о радужном мосте, по которому боги сходили на землю. Некоторые предполагали, что сияние появляется из-за огней в руках валькирий, отражающихся от их доспехов и искажающихся в удивительные узоры. Другие предполагали, что так танцуют почившие девушки.
Финские народы считали, что сияние появляется из-за горящей реки Ружу, разделяющий мир живых и мертвых.
Эскимосы, проживающие на территориях Северной Америки, верили, что сияние можно вызвать свистом, а убрать простым хлопком в ладоши.
Эскимосы, проживающие на Аляске, опасались сияния. Они считали, что оно приносит лишь беды и несчастья. Перед выходом на улицу во время сияния каждый брал с собой оружие. Также считалось, что долгие наблюдения за огнями приводят к сумасшествию.
Возможно, даже за мифы о драконах мы должны быть благодарны авроре. Величайшая битва Святого Георгия и дракона также могла быть связана с северным сиянием.
Источники
- Что такое полярное сияние
- Как появляется полярное сияние
- Виды северного сияния
- Где наиболее подходящее место для наблюдения Северного сияния
- Наиболее подходящее время наблюдений сияний
- Звуки генерируемые сияниями
- В каких странах можно наблюдать северное сияние?
- Как увидеть северное сияние в России?
- Иcкуccтвeннoe пoляpнoe cияниe
- Северное сияние и легенды
Красочное действие, происходящее на небосводе, именуется северным сиянием. Фееричное шоу наблюдали жители планеты на протяжении многих тысячелетий, но обосновать с научной точки зрения где и когда оно появляется смогли только недавно. Жители, проживающие в широтах, где наблюдаются полярные ночи, в свое время дали явлению народное название — сполохи или пазори, а также приписывали ему различные мифические свойства и рассказывали интересные легенды.
Что такое полярное сияние
Полярное сияние – это одно из уникальных природных явлений, представляющее собой многоцветное свечение, возникающее в определенных слоях атмосферы вследствие взаимодействия ее магнитного поля с частицами солнечного ветра.
Подобное световое действие на небе – это поистине неимоверное природное явление и его можно лицезреть в ночное время на территории стран, расположенных как на севере земного шара, так и на его юге. Именно от этого и зависит название сияния — северное или южное.
Как появляется полярное сияние
Северное сияние образуется излучением фотонов в верхних областях земной атмосферы, на высоте 80 км и выше. Под воздействием ионов, протонов, электронов молекулы и атомы газов (главным образом азота и кислорода) переходят в измененное состояние. Когда же атом либо молекула возвращаются в основное состояние, происходит излучение кванта света. Разные атомы дают различный свет при переходе в возбужденное или обычное состояние. Так, кислород светится зеленым или багровым цветом, азот – синим или красным.
Под воздействием ряда факторов ширина свечения может составлять 160 км. Длина же сияния может превышать полторы тысячи километров.
Значение кислорода для образования полярного сияния
Кислород может переходить из возбужденного в основное состояние всего за 0,75 сек. Этот газ излучает зеленый цвет в течение двух минут, после чего оттенок изменяется на красный. При столкновении с другими атомами происходит поглощение энергии, в результате чего свечение прекращается.
В верхних слоях атмосферы количество кислорода меньше, чем у поверхности. Поэтому описанные столкновения редки. Этим объясняется появление красивого красного излучения.
По мере уменьшения высоты плотность воздуха увеличивается. Учащение столкновений между атомами способствует прекращению красного свечения атмосферы. Ближе к поверхности прекращают образовываться и зеленые лучи.
Роль солнечного ветра и магнитного поля
Земля все время взаимодействует с солнечным ветром – потоком электронов и положительно заряженных ионов. Эти частицы испускаются Солнцем во всех направлениях. Скорость их движения – примерно 400 километров в секунду, напряжение магнитного поля – от 2 до 5 нанотесла, а плотность ионов – примерно 5 на кубический сантиметр.
Во время магнитных возмущений потоки заряженных частиц значительно усиливаются. Из-за этого многократно усиливается напряженность межпланетного поля.
Под влиянием заряженных частиц и магнитного поля Земли формируется земная магнитосфера. Она отклоняет эти потоки примерно на 70 тыс. км. Ширина магнитосферы составляет около 190 тыс. км. На ночной стороне шлейф распространяется на большее расстояние, превышающее 200 земных радиусов (более 1,2 млн км).
Плазменный поток в магнитосфере увеличивается с ростом плотности и турбулентности солнечного ветра. Магнитосферные потоки плазмы сталкиваются с магнитным полем нашей планеты перпендикулярно. Отдельные плазменные потоки движутся вдоль линий магнитного поля и постепенно теряют энергию. Это и способствует свечению атмосферы.
Влияние активности Солнца
Связь между северным сиянием и активностью Солнца была замечена еще в 80-х гг. 19 века. Дальнейшие исследования показали, что заряженные частицы солнечного ветра перехватываются земной магнитосферой, сталкиваются с молекулами газов.
Температура солнечной короны достигает нескольких миллионов градусов. При этом происходят разнообразные столкновения между ионами. Свободные заряженные частицы на большой скорости вырываются из атмосферы Солнца и улетучиваются. В пространстве около Земли эти частицы отклоняются магнитным полем.
Земное магнитное поле наиболее слабо на полюсах и в околополярной зоне. Из-за этого заряженные частицы проникают в атмосферу и сталкиваются именно в высоких широтах. Столкновения способствуют образованию квантов света, которые мы и видим, как полярное сияние.
Виды северного сияния
Для оценки типа свечений ученые чаще всего пользуются терминами «диффузное» и «точечное» сияние.
Диффузное
Это «спокойное» сияние без четких границ, в виде пятен или вуали. Светящиеся элементы могут быть похожи на освещенные лунным светом облака. Иногда рассеянный свет может занимать большую часть неба. В отдельных случаях ночных огней может быть не видно.
Точечное сияние
Точечные сияния отличаются по яркости – от едва заметных до ярких. Такие авроры можно видеть только в условиях глубокой ночи.
Где наиболее подходящее место для наблюдения Северного сияния
Их можно увидеть в северном или южном полушарии, в виде неправильной формы овала с центром над магнитным полюсом. Ученые узнали, что в большинстве случаев, полярное сияние на разных полюсах являются зеркальным отображением друг друга, которое происходит в то же время, с аналогичной формой и цветом.
Поскольку явления происходят вблизи магнитных полюсов, то северное сияние удобно наблюдать за северным полярным кругом. Их можно также увидеть на южной оконечности Гренландии и Исландии, северном побережье Норвегии и к северу от Сибири. Южные полярные сияния сосредоточены в кольце вокруг Антарктиды и южной части Индийского океана.
Области, которые избежали, так называемое, световое загрязнение — лучшие места, чтобы наблюдать за сияниями.
Наиболее подходящее время наблюдений сияний
Исследователи обнаружили, что полярные сияния является циклическими, достигая пика примерно каждые 11 лет (что совпадает с 11-летним периодом активности Солнца). Предыдущие такой пик пришелся на период 2013 года.
Зима на Севере это хорошее время, чтобы посмотреть на слабое свечение атмосферы. Короткий световой день и длинные, ясные ночи предоставляют множество хороших возможностей для их наблюдения. Обычно лучшее время это полночь.
Звуки генерируемые сияниями
Иногда сияния могут генерировать различные шумы, такие как хлопки, треск и статические звуки, как правило, слабые и короткие. В течение длительного времени ученые сомневались в этом явлении, так как звук было тяжелее задокументировать, к тому же аврора располагается слишком высоко в небе, чтобы быть услышанной на земле. Тем не менее, исследователи из Университета Аалто в Финляндии, опубликовал исследование в 2012 году, в котором было указано то, что им удалось записать различные шумы коррелирующие с визуальным присутствием северного сияния. Ученые утверждают, что эти звуки образовались на высоте около 70 метров над землей. Звуки сформировались в результате взаимодействия солнечных частиц и газов атмосферы. Университет Аляски отмечает, что звуки издаваемые полярными сияниями настолько редки, что существует очень мало людей, которым посчастливилось их услышать. Их образование возможно только во времена максимальной солнечной активности, при безветренной ночи и вдали от других источников шума.
В каких странах можно наблюдать северное сияние?
Самыми прекрасными считаются те сияния, которые замечаются в высоких широтах планеты, на территориях Аляски, Канады, северных скандинавских народов. Также наблюдаются на юге Гренландии. Больше всего северных сияний наблюдается в период высокой солнечной активности. Дешевле всего увидеть полярное сияние можно в Мурманске.
Как увидеть северное сияние в России?
Чтобы увидеть северное сияние, нужно быть готовым ко многим ситуациям. Стоит понимать, что ожидание возникновения сияния может занять продолжительное время. Будут и бессонные ночи, так как шанс увидеть огни больше именно в ночное время. В облачную погоду лучше идти в кровать – северного сияния не будет видно точно также, как и звезд на небе.
Погода и освещение населенных пунктов сильно портят все планы – лучше всего выбираться за город. Сияние часто бывает слабым, огни городов только заглушают его красоту.
За полярным кругом крайне холодные ночи, поэтому одежду стоит подбирать с умом – не стоит брать холодные вещи. В машине должен быть дополнительный бензин, можно взять термос с горячим чаем. Также можно взять дрова и жидкость для розжига, соорудить костер и греться об него. На костре можно также пожарить романтический ужин.
На територии России Северное сияние хорошо наблюдать в Архангельской и Мурманской области, республике Коми, Таймырском полуострове и в Хибинских горах.
Иcкуccтвeннoe пoляpнoe cияниe
Пpи жeлaнии чeлoвeк мoжeт coбcтвeннopучнo вызвaть пoляpнoe cияниe. K пpимepу, пoляpнoe cияниe фopмиpуeтcя ядepным взpывoм в вepxниx cлoяx aтмocфepы. Koгдa-тo тaкoй oпыт был пpoвeдeн aмepикaнcким миниcтepcтвoм oбopoты. Toгдa вoeнныe cмoгли coздaть дугу poвнoгo мaлинoвoгo цвeтa, кoтopый пocтeпeннo мeнялcя нa фиoлeтoвый, кpacныe и зeлeный. Пpoaнaлизиpoвaв цвeт иcкуccтвeннoгo пoляpнoгo cияния, учeныe cдeлaли вывoд o тoм, чтo пpичинa иx фopмиpoвaния oбуcлoвлeнa вoзбуждeниeм aтмocфepнoгo aзoтa и киcлopoдa и cтoлкнoвeниeм иx c зapяжeнными чacтицaми.
Taкжe пoляpнoe cияниe мoжeт cфopмиpoвaтьcя вcлeдcтвиe paкeтнoгo выбpoca. Пpoчeм учeныe нaзывaют дaннoe явлeниe иcкуccтвeнным cвeчeниeм. Hижe пpeдcтaвлeны фoтo ceвepныx cияний. Oднaкo вы мoжeтe вocпoльзoвaтьcя cпeциaльным туpoм или экcкуpcиeй, чтoбы увидeть этo явлeниe caмocтoятeльнo. Или жe иcпoльзуйтe нaши oнлaйн тeлecкoпы, чтoбы пoлюбoвaтьcя нa пoляpнoe cияниe, зa кoтopым нaблюдaют вeб кaмepы в peжимe peaльнoгo вpeмeни.
Северное сияние и легенды
Любые природные явления поражали древних людей, так как не были изучены. Полярному сиянию также приписывали мистическое происхождение. Некоторые северные народа предполагали, что боги так радуются и наблюдатели могут ожидать счастья. Некоторые, напротив, ожидали лишь неприятностей от божества огня. У различных северных народов были свои легенды о северном сиянии.
Жители Норвегии упоминали о радужном мосте, по которому боги сходили на землю. Некоторые предполагали, что сияние появляется из-за огней в руках валькирий, отражающихся от их доспехов и искажающихся в удивительные узоры. Другие предполагали, что так танцуют почившие девушки.
Финские народы считали, что сияние появляется из-за горящей реки Ружу, разделяющий мир живых и мертвых.
Эскимосы, проживающие на территориях Северной Америки, верили, что сияние можно вызвать свистом, а убрать простым хлопком в ладоши.
Эскимосы, проживающие на Аляске, опасались сияния. Они считали, что оно приносит лишь беды и несчастья. Перед выходом на улицу во время сияния каждый брал с собой оружие. Также считалось, что долгие наблюдения за огнями приводят к сумасшествию.
Возможно, даже за мифы о драконах мы должны быть благодарны авроре. Величайшая битва Святого Георгия и дракона также могла быть связана с северным сиянием.