Полярное сияние

Какова причина возникновения северного сияния?

Причина во взаимодействии заряженных частиц т.н. солнечного ветра с атмосферой нашей планеты. Дело в том, что естественным экраном для заряженных космических частиц служит магнитное поле Земли. На полюсах структура силовых линий магнитного поля такова, что заряженные частицы могут достигать самые внешние разряженные слои атмосферы. При взаимодействии с атомами/молекулами атмосферных газов космическое излучение приводит их в возбужденное состояние, переход из которого обратно в исходное состояние сопровождается испусканием кванта света, что мы и наблюдаем в виде северного сияния. При особенно сильных выбросах солнечного вещества заряженные частицы могут проникать в атмосферу на широтах Скандинавии и Петербурга. Иногда северное сияние наблюдается даже на широте Москвы.

Издревле Северное Сияние манило к себе людей своим мистическим загадочным светом, о нем складывались легенды и сказания. На востоке существует поверье, что тот, кто хоть однажды увидел Северное Сияние, будет жить долго и счастливо всю оставшуюся жизнь.

Японцы верят, что если ребенка зачали во время Северного Сияния, он будет успешным и преуспевающим человеком.

Коренные жители севера Саамы, говорили, что когда лисица пробегает по сопкам и машет своим хвостом, искры от снега поднимаются к небу, образуя это волшебное свечение.

Другое название Северного Сияния Аврора Бореалис. Его придумал в 17-м веке французский философ, священник и астроном Пьер Гассенди. Оно происходит от имени римской богини утренней зари Авроры и греческого бога северного ветра Бореаса.

Северное Сияние также существует в южном полушарии Земли. Там оно называется Aurora Australis.

Кроме нашей планеты свечение верхних слоев атмосферы можно наблюдать на Венере, Марсе, Нептуне, Сатурне и Юпитере.

Северное Сияние возникает вследствие воздействия солнечного излучения на атмосферу нашей планеты. Солнце испускает сильно заряженные частицы, которые называются ионами. Их скорость колеблется от 600 до 1200 км/с. Облака этих ионов образуют плазму. Потоки плазмы устремляются в сторону земли по другому говорят, что это дует солнечный ветер.

Войдя во взаимодействие с магнитным полем земли, заряженные частицы двигаются вниз по линиям этого магнитного поля и далее, в ионосферу нашей планеты. В ионосфере солнечные ионы сталкиваются с газами, образуя свечение, которое мы видим как Северное Сияние.

Цвет Северного Сияния зависит от того, на какой высоте и с какими газами нашей планеты произошло столкновение солнечных частиц. Обычно различают cветло-зеленый, красный, фиолетовый и синий цвета.

Северное Сияние наблюдают ближе к южному и северному полюсу нашей планеты. На экваторе магнитное поле Земли отталкивает солнечные ионы, а к полюсам линии магнитного поля сходятся, что позволяет заряженным частицам приблизиться к поверхности.
Северное Сияние можно увидеть в дни высокой солнечной активности, в безоблачную или малооблачную погоду.
Сезон наблюдения за Северным Сиянием с сентября по середину апреля, но иногда его можно увидеть даже в августе.

Почему возникает данное явление

Основной причинный фактор, по которому на ночном небе северного полюса можно наблюдать такую красоту, заключается в чрезмерной солнечной активности и магнитном поле. Дело в том, что по своему «поведению» Земля напоминает магнит, ведь она обладает двумя полюсами – северным и южным. По направлению от севера к югу происходит перемещение электрических зарядов.

Солнце представляет собой звезду, в составе которой присутствует водород и гелий. На его поверхности случаются взрывы, в ходе которых к планете «прилетают» особые элементы. Спустя 2-е суток они оказываются на нашей планете и захватываются магнитным полем, а затем оказываются в районе полюсов. Именно в этой области они подвергаются столкновению с атомами земной атмосферы.

Отвечая на вопрос, почему возникает северное сияние, можно сделать вывод, что происходит это по причине взаимодействия частиц газов, которые разряжены. Цвет пребывает в зависимости от высоты:

  • жёлтый, зелёный или комбинированный оттенок появляется, если она равна 80 километров;
  • алый тон наблюдается при показателе в 150 км;
  • красный цвет можно обнаружить в случае столкновения элементов на 300 км над уровнем Земли.

В ряде ситуаций данный феномен имеет звуковое сопровождение, напоминающее потрескивание, хлопки. Однако услышать его можно только в том случае, если вокруг будет крайне тихо. В этом пункте было рассмотрено, почему возникает северное сияние. К слову, оно происходит не только на планете Земля, но и на других телах Солнечной системы.

Где северное сияние можно увидеть в России?

Россия – огромная северная страна, и возможностей увидеть северное сияние у россиян, казалось бы, огромное количество – от Карелии до Чукотки. Но не все так просто. В большинстве мест, когда северное сияние возникает, стоят лютые морозы и господствует суровая русская зима с бездорожьем, отсутствием налаженной инфраструктуры и привычных удобств.

Поэтому в этой статье мы четко определим, где в России можно увидеть северное сияние, получая от этого процесса удовольствие, а не рискуя замерзнуть насмерть.

1. Мурманск

А точнее, Мурманская область (ведь мы же помним третий пункт перечисленных нами выше советов по организации охоты за северным сиянием – выезжать подальше от крупных городов). Находится Мурманская область на 68 параллели северной широты, за Полярным кругом, на Кольском полуострове. Здесь, чтобы увидеть северное сияние, нужно заранее выехать в один из небольших городков области (напр., в Триберку, Видяево, Полярный, Печенегу и др.) и ждать, когда северное сияние соизволит усладить ваш взор необычайными картинами космически-земного происхождения. При этом цвет обычно бывает зеленоватый. Красные оттенки являются большой редкостью. Кстати, скоро в Мурманской области должен появиться свой музей северного сияния.

2. Хибинские горы

Хибины – крупнейший горный массив на Кольском полуострове. Находятся на 67 параллели, также за Северным полярным кругом. Добраться до них зимой самостоятельно довольно сложно, но в этом отношении предлагает свои услуги база отдыха «Куэльпорр», расположенная непосредственно в горах.

3. Архангельск

Сам город Архангельск находится на 64 параллели, но, как мы знаем, чем дальше на север – тем больше шансов увидеть красивое северное сияние. Поэтому так же, как и в Мурманской области, здесь лучше отправиться на север области, обосноваться в одном из городков и ждать, когда северное сияние заиграет разноцветными огнями на ясном небосклоне.

4. Воркута

Воркута — третий по величине город за северным полярным кругом и самый восточный город Европы, находится на 67 параллели. А значит это еще одно потенциальное место, где можно увидеть северное сияние.

5. Хатанга

Село Хатанга на полуострове Таймыр в охоте за северными сияниями – выбор настоящих экстремалов. Морозы здесь настолько лютые, что среднегодовая температура составляет всего -13 C°. Но зато он находится на 71 параллели северной широты, это один из самых северных российских населенных пунктов. Когда северные сияния возникают, уж здесь-то они разыгрываются во всей своей невообразимой красоте.

6. Полуостров Ямал

Полуостров Ямал – находится западнее полуострова Таймыр, но на той же широте, значит, шансы увидеть северное сияние здесь очень высоки. Кстати, ученые того же мнения. Здесь расположено необходимое оборудование — магнитометры – для изучения этого природного явления. Три из них уже установлены в поселках Горнокнязевск и Харасавэй, на острове Белый, еще два планируется установить в селе Се‑Яха и в городе Надым.

7. Нарьян-Мар

В Нарьян-Маре северное сияние очень красивое. Оно состоит из нескольких оттенков цветов и сопровождается мерцанием, которое превращает всю картину в нечто нереальное. Располагается город Нарьян-Мар на 67 параллели северной широты, тоже за Северным полярным кругом, в Ненецком автономном округе.

8. Норильск

Город Норильск тоже очень часто оказывается в зоне северного сияния. Когда северное сияние возникает здесь, оно отличается зеленым оттенком и специфическим мерцанием. Находится город Норильск в Красноярском крае, на 69 параллели, за Северным полярным кругом.

Миф осеверном сиянии

Есть множество мифов, которые касаются причин появления цветных небесных лучей итого, что они означает. Согласно одним легендам это мост, который соединяет мир людей ибогов, другие мифы утверждают, что это танец душ девушек, илиже отблески оторужия прекрасных валькирий.

Интересные факты:

  • эскимосы уверены, что такой феномен ничто иное, как свет изнебесного окна. АнаАляске, это достаточно нередчайшееявление. Души умерших порой хотят взглянуть намир людей иоткрывают окна новых жилищ;
  • часто особенно яркие вспышки света воспринимались людьми как благосклонный знак свыше (ктомуже если предстояли битвы, сражения);
  • северное сияние также поет, новот услышать его песню без специальных технических приборов нереально;
  • есть четыре разряда классификации яркости северного сияния.

Само посебе северное сияние неопасно,оно невреднодля человека, если любоваться имиздали. Ведь вэто какбы отголоски далеких магнитных бурь наСолнце.

История изучения явления

Полярное сияние это зрелище необычайной красоты, которое люди регулярно наблюдают на небосводе. Но как оно образуется долгое время никто точно определить не мог.

Данное явление наблюдалось еще в давние времена и об этом есть упоминания в записях, к примеру:

  • Путешествуя вокруг мыса Горн в 1745 году, Анатолий де Уллоа зафиксировал несколько раз небесное свечение на Южном полюсе нашей планеты.
  • Джеймс Кук наблюдал подобное явление в Южном полушарии Земли. На основе записей Кука ученые узнали, что красочное световое действие может происходить на обоих полюсах планеты одновременно.

Ряд гипотез образования сияния даже приблизительно не соответствовали действительности, к примеру:

  • Люминесценция возникает на небосводе из-за гниения рыбы, выброшенной на побережье из морской пучины.
  • Свечение проявляется в момент, когда материя зодиакального света попадает непосредственно в атмосферу.

Наиболее приближенную к современному научному обоснованию гипотезу предложил Э. Галлей, который говорил, что северное сияние вызывает светящаяся магнитная жидкость.

Первым, кто смог обосновать теорию происхождения красочного действия, является М.В. Ломоносов, который путем научных исследований в лабораторных условиях показал, как получается северное световое шоу. Он взял стеклянный шар, выкачал из него воздух и пропускал через этот шар электрические разряды. При этом в шаре получалось свечение, которое было очень похожее на то, что происходит на небосводе. В своих опытах ученый использовал различные пары газов, и доказал, что каждый вид газа создает разное свечение.

Другие ученые стали развивать гипотезу, предложенную М.В. Ломоносовым, и нашли подтверждение, что северное сияние имеет электрический характер. В дальнейшем стало происходить изучение солнечного ветра, образующегося из-за выброса Солнцем заряженных частиц, устремляющихся к магнитному полю Земли. Кроме того была установлена взаимосвязь полярного сияния имагнитных бурь, поскольку частицы солнечного ветра, пытаясь проникнуть в магнитное поле Земли, вызывают его сильнейшее возмущение.

Наиболее точное определение явления было дано только в наше время благодаря значительному развитию современной физики и полученным результатам в области космических исследований. К примеру, в январе 1975 года русскими и французскими учеными был проведен эксперимент по созданию искусственного прототипа северного сияния, которое наблюдалось над северной тайгой. Для этого с острова Кергелен в Индийском океане была запущена ракета Эридан с электронной пушкой на борту. В назначенное время из пушки был выпущен поток заряженных частиц. Несмотря на то, что мерцание огней на небосводе было слабым и непродолжительным, ученым открылась новая перспектива, позволяющая более продуктивно подойти к изучению процесса образования северного сияния в околоземном пространстве Земли.

Полярное сияние это уникальный феномен в природе, который завораживает своей красотой. Данное явление считается единственным заметным для невооруженного человеческого глаза проявлением воздействия солнечной корпускулярной радиации на околоземное пространство и атмосферу нашей планеты.

Где и когда можно наблюдать

В большинстве случаев активность полярных сияний наблюдается в северных и южных широтах, хотя полюбоваться световым представлением могут и жители Лондона, штата Флорида, а также Антарктиды. Данное небесное действие происходит в период с октября по январь. Отвечая на вопрос, сколько длится полярная ночь, стоит отметить, что активность полярных сияний может продолжаться в течение суток, а иногда может закончится и через час. Световое шоу лучше всего лицезреть в сильный мороз в ночное время. Днем свечения могут быть мало заметны.

Установлено, что появление северного сияния происходит с интервалом в 11 лет.

Во времена Средневековья полярная ночь представлялась взору в Скандинавии, на Севере России, а также в северной части Китая, поскольку магнитный полюс земного шара располагался немного правее, чем сейчас.

В наше время полюбоваться ночной игрой света можно:

  • на северном полюсе;
  • в Антарктиде;
  • в Северной Америке (от 20 до 200 раз в году, причем местные жители его могут наблюдать и летом);
  • на севере скандинавских стран. Наиболее отчетливо северное сияние можно увидеть на острове Шпицберген;
  • в широтах, расположенные между столицами стран Англии и Франции (в пределах 5-10 раз в году);
  • в северной части Флориды можно полюбоваться зрелищем 4 раза в год;
  • на Кольском полуострове;
  • в Шотландии (в апреле).

Так как северное сияние наблюдается непосредственно вблизи магнитных полюсов Земли, то наиболее заметным явление становится при нахождении наблюдателей за северным полярным кругом. Довольно часто радужную феерию на небе могут посмотреть жители Гренландии, Исландии, северного побережья Норвегии, а также местности, расположенной ближе к северу от Сибири. Южное полярное сияние образуется в кольце вокруг Антарктиды и южной части Индийского океана.

Наблюдать северное сияние также можно и из космоса:

При этом световые шоу достаточно красочно проявляются и на других планетах Солнечной системы, к примеру, на Юпитере, Венере, Марсе.

Как застать полярное сияние?

Магнитные полюса планеты одинаково притягивают к себе «солнечный ветер». Но наблюдать его люди предпочитают в северной части Земли, так как там есть достаточно много населенных пунктов, из которых сделать это удобнее и комфортнее. А вот южный полюс окружен преимущественно морями и океанами, недоступными ледниками. Здесь практически нет никакой цивилизации, поэтому добраться до южного полюса намного сложнее.

turproezdka.ru

Считается, что уже с 67-70-й широты можно наблюдать северное сияние. Но не зря поиск подобной достопримечательности называют охотой. Никто, даже опытные профессионалы, не дадут гарантии на то, что в какой-либо день доступно будет видеть его в полной мере. Для этого должно одновременно совпасть сразу несколько факторов:

Хоть очевидцы и утверждают, что застать северное сияние можно даже летом, максимальная частота вспышек происходит в период между осенним и весенним равноденствием. Поэтому и отправляться на «охоту» за ним желательно в конце осени, зимой или в начале весны. Чем выше вам удастся подняться над уровнем моря, тем дольше сможете наслаждаться красотой небесного карнавала, да и сама картинка окажется более четкой и яркой. Время для наблюдения лучше всего выбирать в период с 22 часов вечера до 3 утра

Важно следить за прогнозами погоды и выбирать только ясные дни, когда нет туч, облаков, потому что сияние образуется намного выше в атмосферных слоях. Опытные люди говорят, что после вспышек на солнце и выброса активных частиц проходит от двух до пяти дней, прежде чем они достигнут Земли

Так что следует уточнять данные о магнитных бурях и солнечной активности на специальных сервисах. Как только пройдет сообщение, что K-index поднялся до 4-5 баллов, можно выезжать в северную часть страны. Поскольку свет от городов с его рекламами, огнями, фонарями может приглушить эффект полярного сияния, то желательно уехать чуть дальше от населенного пункта. Если это небольшая деревня, то достаточно 5-10 км, а вот от крупных мегаполисов придется удалиться хотя бы на 50-70 км вглубь региона, чтобы было хорошо видно явление. Чем ближе вы сможете добраться до полярного круга, тем красивее будет северное сияние, так как за счет магнитных полей притяжение частиц тут намного интенсивнее.

Как образуется северное сияние

Оно является результатом высвобождения фотонов в верхней части земной атмосферы, на высоте примерно 80 км. Молекулы азота и кислорода под действием заряженных солнечных частиц переходят в возбужденное состояние, а при переходе в основное состояние восстанавливается электрон и излучается квант света. Различные молекулы и атомы дают разный цвет свечения, например: кислород — зеленый или коричневато-красный, в зависимости от количества поглощенной энергии, азот синий или красный. Синий цвет азота возникает, если атом восстанавливает электрон ионизации, красный — при переходе в основное состояние из возбужденного.

Роль кислорода

Кислород является необычным элементом с точки зрения его возвращения в основное состояние: этот переход может занимать ¾ секунды, а излучать зеленый свет до двух минут, после чего он становится красным. Столкновения с другими атомами или молекулами поглощают энергию возбуждения и предотвращают излучение света. В верхних частях атмосферы процент кислорода низкий и такие столкновения достаточно редки, что дает время кислороду излучать красный квант света. Столкновения становятся более частыми по мере продвижения вглубь атмосферы, так что ближе к поверхности красное излучение не успевает образоваться, а у поверхности даже зеленое свечение прекращается.

Ответы на наиболее распространенные вопросы

  1. Что такое северное сияние? Это свечение верхних слоев атмосферы Земли, возникающее в результате соударения заряженных солнечных частиц и газов в атмосфере. А Северное потому, что происходит в Северном полушарии.
  2. Почему происходит северное сияние? Потому что в процессе взаимодействия заряженных частиц и атомов кислорода и азота (основные компоненты атмосферы), последние переходят в возбужденное состояние испуская при этом кванты света. Также атомы излучают фотоны и при обратном переходе в основное состояние.
  3. Когда бывает северное сияние? Во время сильных магнитных бурь, следите за космической погодой!
  4. Как часто бывает северное сияние? Чаще всего они возникают на пике 11-летнего Солнечного цикла и в течении 2-3 после него.
  5. Можно ли увидеть днем северное сияние? Нет, солнечный свет почти полностью забивает слабое свечение атмосферы.
  6. Полярное сияние на разных полюсах идентично? Фактически да, оно повторяет форму, цвета и продолжительность, но ученые выявили что на разных полюсах оно, все же, имеет небольшие отличия.
  7. Полярное сияние видно из космоса? Как раз из космоса его лучше всего наблюдать. С орбиты вы сможете увидеть так называемый авроральный овал, формирующийся у магнитных полюсов нашей планеты.
  8. Где можно наблюдать северное сияние? В любых местах наиболее близко расположенных к Северному и Южному полюсу, чем ближе, тем оно ярче и выше будет располагаться над головой. В каких странах можно увидеть северное сияние: Исландия, Норвегия, Дания, Россия, Канада и на острове Гренландия.
  9. Где в России увидеть северное сияние можно в наилучших условиях? Если нет возможности поехать ближе к северному магнитному полюсу, то можно ограничится поездкой в Мурманск.
  10. Почему полярное сияние называют северной авророй? Потому что аврора это и есть полярное сияние, а так как мы с вами живем в Северном полушарии, то для нас она северная аврора.
  11. Бывает ли северное сияние летом? Да, оно происходит в любое время года и зависит от солнечных бурь.

Солнечная активность и её воздействие

Полярное сияние тесно взаимосвязано с активностью Солнца. Впервые эта связь наблюдалась в 1880 году. С помощью исследований, проведённых в 1950 годах, можно получить информацию о том, что протоны и электроны захватываются земной магнитосферой и сталкиваются с газовыми элементами в атмосфере.

Температура, сформировавшаяся над солнечной поверхностью, равна порядка нескольких миллионов градусов по шкале Цельсия. В таких условиях столкновения, происходящие между ионными элементами, являются интенсивными. В итоге происходит вырывание свободных протонов и электронов.

В околоземной области частицы, которые получили заряд, серьёзно отклоняются земным магнитным полем. Оно является наиболее слабым в области полюсов. В связи с этим заряженные частицы оказываются в атмосфере и подвергаются столкновениям с газовыми частицами. Такие феномены приводят к излучению света. Это и есть полярное сияние.

Популярные темы сообщений

  • Билибин

    Билибин Иван Яковлевич был рожден в поселке Тарховка вблизи Петербурга в 1876 г. в интеллигентной семье. С 1888 г. проходил обучение в гимназии. В 1896 г. он окончил ее, став серебряным медалистом

  • Фрукт манго

    Манго — это, пожалуй, один из самых вкусных фруктов во всём мире. Для нас, жителей России, он является экзотическим. Однако на родине (юго-запад Азии) этот фрукт — один из самых распространённых, как у нас яблоки. В тёплых странах его продают в

  • Творчество Льва Кассиля

    Л.А. Кассиль – детский писатель, который не ожидал стать писателем в студенческие годы. Его творческая работа началась после публикации его очерков, описывающих Москву и его впечатления от города. Автор любил детей,

Изучение полярного сияния

Визуально, полярное сияние представляет яркие вспышки на небосклоне, которые сопровождаются колоссальным выбросом энергии. Иногда сила излучения превышает землетрясение в 5-6 баллов. Кроме того, периодически можно наблюдать пульсирующие полярные сияния, во время которых слышен легкий треск или свистящий звук.

Виды полярных сияний различают по форме: однородные полосы и дуги, пульсирующие духи и поверхности, пятна, всполохи, короны, проблески, лучи и лучистые дуги. Как правило, природное шоу начинается с появления на небе наиболее распространенной формой сияния – сплошной дуги, а по мере возрастания яркости она трансформируется в иные формы.

Уровень яркости влияет и на цвет полярного сияния. Существует международная шкала для определения интенсивности свечения, которая варьируется от I до IV баллов. Так, слабые сияния I-III баллов кажутся человеку однотонными, поскольку их цветовая интенсивность находится ниже границы визуального восприятия. Сияния III-IV баллов чаще видятся как цветные – зеленые, желтые, фиолетовые или красные. Удивительно, но основная часть излучения исходит от атмосферных частиц (атомарный кислород), которые придают полярным сияниям желтоватые тона или красноватую или зеленоватую лучистость.

Поскольку толщина полярного сияния составляет лишь несколько сотен километров, через него отлично визуализируются яркие звезды.

Полярное сияние можно наблюдать не только с Земли, но и с глубин космоса. Более того, с борта космического корабля открывается поистине невероятный вид на это явление, поскольку там обзору не мешают ни облака, ни Солнце, ни плотные слои атмосферы, значительно искажающие картинку. Космонавты говорят, что из космоса полярное сияние выглядит как яркая, постоянно двигающаяся и меняющая формы амёба.

Полярное сияние видно и с иных планет. К примеру, атмосфера Венеры также порождает полярное сияние, природа которого аналогична природе его земного собрата.