Что такое северное сияние, как происходит и где бывает

Природа полярного сияния

Глобус можно рассматривать как колоссальный магнит. Виной всему постоянно вращающееся железное ядро ​​планеты. Магнитное притяжение подлунного улавливает частицы стремительного солнечного ветра и, попадая в земную атмосферу, создает эффект свечения. Так выглядят полярные световые потоки. В каких регионах это можно увидеть и есть ли отличия?

В эпицентре магнитных бурь — на северном и южном полюсах — свечение появляется почти каждую ночь. В этом плане северным странам очень повезло. Южным странам тоже повезет, но их там просто нет. Отличается ли природа и визуализация этого явления в разных странах?

Полярное сияние в Норвегии

В Норвегии световое шоу начинается в августе. В конце дня, который длится в Норвегии несколько месяцев, заходящее солнце создает фантастический световой эффект, похожий на вихрь танцующих лучей, который постепенно превращается в невероятное сияние. Города Тромсё и Альта признаны столицами норвежских световых шоу. Невозможно предсказать, когда полярное мерцание коснется земли. Это природное явление носит умышленный и причудливый характер. Бывает, что северное сияние в Норвегии несколько недель подряд радует публику невероятным зрелищем и иногда, несмотря на приехавших туристов, отменяет шоу на неопределенный срок.

Северное сияние с человеческим лицом

Полярное сияние в Финляндии

Вы также можете насладиться райским шоу, которое организует сама природа в Финляндии. Лучшее время для просмотра, когда шоу в самом разгаре, — осень и весна. Если повезет с безоблачным небом, северное сияние в Финляндии будет радовать своих поклонников семь месяцев в году. Лучшее время для принятия солнечных ванн — с 21:00. И игра света — это именно то, что вам нужно запечатлеть: волшебное зрелище внезапно появляется и исчезает.

Молния может быть настолько сильной, что освещает финские леса в нескольких километрах от эпицентра события.

Лопарцы верили, что волшебное свечение образуется, когда небесная лисица рисует сферу странными цветами своим хвостом.

Полярное сияние в Мурманске

Не нужно выезжать за пределы России, чтобы увидеть удивительное явление природы. Мурманск можно считать северной столицей Северного сияния. Но плохая новость заключается в том, что увидеть световое шоу сложно — так много ингредиентов успеха должны сочетаться воедино. Мы должны быть морально подготовлены к тому, чтобы ехать на север напрасно. И хорошая новость заключается в том, что, выбрав правильные ответы на вопросы — когда, где, где — вы можете значительно увеличить свои шансы на успех:

  • лучшее время для светового шоу — с середины ноября до конца февраля;
  • остерегайтесь солнечных вспышек. Вероятность появления полярного сияния после космического выброса частиц очень высока. Вспышки начнутся, когда частицы окажутся в верхних слоях атмосферы. Время, необходимое для путешествия частиц от Солнца к Земле, составляет от двух до пяти дней: достаточно собрать рюкзак и вовремя добраться до Мурманска;
  • не ждите в городе зрелищного светового шоу. Электрический свет от фонарей будет издавать небольшой шум, и северное сияние не будет видно;
  • четвертая важная составляющая успеха — ясная погода. Тут помочь нечем, ну может в бубен постучать.

Полярное сияние в Красноярске

Действительно, согласно научным исследованиям, жителям Красноярска не суждено было увидеть полярный свет. Но солнечная активность, увеличивающаяся с каждым годом, достигла Красноярска и порадовала жителей невероятным спектаклем. Свечение света началось в 2012 году и, по заверениям ученых, продлится три-четыре года. Эту природную аномалию можно увидеть в безоблачную погоду и достаточно мощный поток солнечного ветра.

Аврора над лесом

Полярное сияние в Вологде

Вологда — не самая северная земля на Земле, но очевидцы говорят, что северное сияние произошло в российском городе Вологда. Молнии в виде желтых зигзагов и спиралей впервые появились над городом в 2008 году и продолжаются по сей день. Свидетель чудесного события описывает случившееся как совершенно неожиданное происшествие, случившееся теплой майской ночью, когда казалось, что ничто, кроме кукушки, не нарушит тишину и спокойствие. Но магнитные бури были настолько сильными, что проявились в виде красивой искры, порадовавшей жителей Вологды.

Полярное сияние в Астане

А вот жителям казахстанской столицы в этом плане не повезло: Астана не входит в число регионов, посещаемых мистическим мерцанием. Но север Казахстана побаловал природный феномен с чарующим образом. Летней ночью 2015 года исследователей из Казахского государственного университета на несколько часов перевезли в полярные широты, и вместо того, чтобы наблюдать за серебристыми облаками степи, они наблюдали свечение северного сияния. Явление началось со вспышек зеленоватого оттенка, характерного для свечения кислорода. Через короткое время азот загорелся, добавив пурпурный цвет изображению ночного неба. Событие началось внезапно и так же внезапно прекратилось.

Полярное сияние в Антарктиде

Где еще на Земле может сиять небесный ореол, как не в Антарктиде? На континенте, где средняя толщина льда составляет 3 км, где дуют самые длинные и сильные ветры, где солнечная радиация превышает все мыслимые нормы, где природа не отдаётся растительности и только пингвинам животного мира, полярное сияние очень полезно. Волшебное зрелище, посещающее Южный полюс 200 дней в году, достаточно удачно, чтобы его увидели несколько десятков ученых и все те же пингвины.

Фото: Александр Меркушев
Фото: Александр Меркушев

Институт мозга появился в Петрограде в 1918 году. Его возглавил академик Бехтерев. Ученый проявил интерес к психическим заболеваниям, проявившимся в полярных регионах. Бехтерев организовал научную экспедицию на Кольский полуостров, но безуспешно. В 1957 году советские ученые вернулись к этому исследованию. После экспериментов они обнаружили: некоторые формы полярных сияний пульсируют с частотой, близкой к основным ритмам человеческого мозга, что вызывает какие-то сбои в его работе. А яркие вспышки алого цвета совпадают с частотой, близкой к ритмам мозга. Они вызывают обострение хронических заболеваний и припадки эпилептического характера. У других подопытных под воздействием таких очагов развивались головные боли и сбои в работе вестибулярного аппарата. Этому типу воздействия особенно подвержены люди, склонные к психическим заболеваниям.

Частота их излучения составляет 8-13 герц, что соответствует частоте бета- и альфа-ритмов человеческого мозга. Человек, смотрящий на северное сияние, испытывает необъяснимую потребность слиться с чем-то величественным. Северное сияние сопровождается активными инфразвуками, которые не слышны на слух. Инфразвук непредсказуем: неизвестно, какие изменения происходят в этом случае с мозгом и сердечно-сосудистой системой человека. Поэтому наблюдать за северным сиянием — значит подвергать себя неизвестной опасности для тела.

Инфразвук — причина многих трагедий на море. Незначительное воздействие инфразвука приводит к укачиванию, умеренное — к нарушению функции мозга, иногда вплоть до потери зрения и слуха. Считается, что инфразвук с частотой 7 герц губителен для человека. Смерть наступает из-за вибрации внутренних органов, что приводит к остановке сердца. Ученые считают, что легенды о морских русалках, привлекающих моряков, напрямую связаны с северным сиянием.

Классификация

Согласно научным исследованиям, полярное сияние классифицируется по нескольким критериям.

По форме явление делится на следующие виды:

  • Ленточный — в виде сплошных полос на небе, может быть на нескольких уровнях:В форме ленты
  • Рассеянный — в виде пятен на небе без четких границ:Распространять
  • Лучи имеют форму тонких лучей света:Балки

Кроме того, существует специальная шкала интенсивности свечения, согласно которой полярные сияния делятся на четыре группы: одно- и двухточечное свечение имеет слабую интенсивность и выглядит монохроматично, а трех- и четырехточечное свечение является более интенсивным и воспринимается человеческим глазом как окрашенный (желтый, красный, зеленый, фиолетовый).

Если говорить о цвете свечения, то очень часто глаз видит шоу разноцветных огней с зелеными оттенками:

Зеленый

крайне редко можно наблюдать экстравагантность красок красного или красно-розового оттенка. Было обнаружено, что на цвет полярного сияния может влиять высота, на которой произошло столкновение заряженных частиц:

  • на высоте 150 километров небо окрашено в красный цвет;
  • на высоте от 120 до 150 километров световой эффект представлен желто-зелеными тонами;
  • ниже 120 километров небо окрашено в пурпурно-голубые оттенки.

Цветовой спектр свечения также зависит от молекул, с которыми сталкиваются заряженные частицы солнечного ветра в атмосфере. Например, красные оттенки могут возникать при контакте частиц с молекулами кислорода:

Красный

Если в этом процессе участвует азот, глазу откроются световые засветки с синим или пурпурным оттенком:

Синий

Белое сияние очень редко.

Помимо красочного свечения в северном сиянии, можно услышать некоторые звуки, например треск или шорох. По мнению ученых, это связано с активностью Солнца при последующем выделении энергии в атмосферу. Эти звуки можно услышать довольно редко и только в тихую погоду и отсутствие звука вблизи других источников.

Принимая во внимание все характеристики, которые изучаются учеными, можно предсказать, в какое время и в каких местах можно будет наблюдать необычайную красоту северного и южного сияния.

На каком полюсе планеты можно увидеть северное сияние?

Северное сияние на двух полюсах планеты
Северное сияние на двух полюсах планеты

Северное сияние можно увидеть на обоих полюсах планеты. Он выглядит как неправильный эллипс с центром прямо над магнитными полюсами Земли. Ученые выяснили, что полярные сияния полностью отражают друг друга на обоих полюсах Земли. Полностью повторяется не только форма, но также размер и цвет.

Влияние солнечной активности

Связь между активностью Солнца и полярным сиянием впервые заподозрили в конце 19 века, спустя 70 лет были проведены новые исследования, благодаря которым природа полярного сияния стала известна всем жителям планеты.

Из-за встречи заряженных частиц различных газов возникает свечение. Поверхность Солнца имеет температуру около 6000, но ее корона нагревается до миллионов градусов по Цельсию. Ионы сталкиваются чрезвычайно интенсивно, свободные положительные и отрицательные частицы выбрасываются из атмосферы Солнца, свободно летя по бескрайним просторам космоса.

Почему появляется северное сияние?
Почему появляется северное сияние?

Возникающий в результате ветер падает в космос около Земли, где он движется с магнитным полем к полюсам Земли. Наша планета надежно защищает нас от солнечных ветров.
Как лучше всего наблюдать за северным сиянием

Роль солнечного ветра и магнитосферы

Солнечные ветры постоянно проходят вокруг планеты, он окружает планету, это разряд светящихся частиц плазмы, которые исходят от Солнца во все стороны. Ветер создается под влиянием миллионов градусов солнечной короны.

Солнечный ветер приближается к планете со скоростью 400 км / с. Его плотность составляет около 5 ионов на кубический сантиметр. Сила магнитного поля измеряется в теслах, для плазмы она колеблется от двух до пяти. Когда на Солнце случаются магнитные бури, плазма движется быстрее. Межпланетные магнитные поля появляются на Солнце в местах появления солнечных пятен, солнечный ветер быстро распространяется по силовым линиям в космосе.

Земная магнитосфера

Магнитосфера Земли и солнечный ветер
Магнитосфера Земли и солнечный ветер

Формирование магнитосферы Земли тесно связано с воздействием солнечных ветров на магнитное поле планеты. Магнитосфера предотвращает попадание солнечных ветров на Землю, в хороших условиях отвлекает их и поражает магнитными волнами. Ширина магнитосферы примерно равна 30 земным лучам, а на темной стороне планеты увеличивается до 200 лучей. Поток плазмы в магнитосфере увеличивается по мере увеличения плотности и турбулентности ветров.

Помимо перпендикулярного столкновения планеты с магнитосферой, потоки плазмы могут двигаться вверх и вниз. Они полностью теряют энергию в областях полярного сияния, из-за чего появляется свечение.

Интенсивность свечения и цвет.

Интенсивность свечения северного сияния обычно оценивается визуально и выражается в баллах по принятой международной шкале. Слабые полярные сияния, которые примерно соответствуют Млечному Пути с точки зрения интенсивности свечения, оцениваются в точке I. Полярные сияния с такой же интенсивностью, что и лунное созвездие тонких перистых облаков — в точке II, и кучевые облака — в точке III, при лунном свете. — в пункте IV. Например, интенсивность III точек, исходящих от дуги полярных сияний, соответствует свету нескольких микроканд на квадратный метр см. Объективным методом определения интенсивности свечения полярного сияния является измерение общей освещенности с помощью фотоэлементов. Было установлено, что отношение интенсивности самых ярких сияний к самым слабым составляет 1000: 1.

Полярные сияния с интенсивностью свечения в I, II и III (у нижнего края) точки не кажутся разноцветными, так как интенсивность отдельных цветов в них ниже порога восприятия. Полярные сияния с интенсивностью свечения IV и III (по верхнему краю) проявляются в цвете, обычно желтовато-зеленом, иногда пурпурном и красном. С тех пор, как Андерс Ангстрем впервые направил свой спектроскоп на полярные сияния в 1867 году, было обнаружено и изучено большое количество спектральных линий и полос. Большая часть излучения испускается азотом и кислородом, основными компонентами верхних слоев атмосферы. Атомарный кислород обычно придает полярным сияниям желтоватый оттенок, иногда вообще отсутствует цвет, в спектре появляется зеленая линия с длиной волны 5577, а также есть красные лучистые сияния с длиной волны 6300 (тип А). Сильная эмиссия молекулярного азота на 4278 и 3914 наблюдается в красных и пурпурных сияниях внизу арок или драпировок (тип B). В некоторых формах полярных сияний было обнаружено излучение водорода, что важно для понимания природы полярного сияния, поскольку это излучение указывает на прибытие потока протонов.

Другие разновидности полярных сияний

Полярные сияния случаются не просто на Земле. Их наблюдают на других планетах: Венере и Марсе. Полярные сияния на Венере лучше всего видны с ночной стороны. Они возникают в результате воздействия частиц солнечного ветра на атмосферу планеты. Свечение на Венере проявляется в виде ярких пятен различной формы и размера. Интересно, что магнитное поле Венеры отличается невысокой интенсивностью, но полярные сияния здесь все же появляются. Иногда свечение охватывает также весь диск планеты.

В августе 2004 года исследования космоса показали, что на Марсе также присутствует полярная радиация. Свечение было обнаружено на участке Terra Cimmeria, расположенном на 52º южной широты, 177º дюймов. Высота эмиссионной области составляла около 8 км, а общий размер ее поперечного сечения — около 30 км. На основе данных, полученных с космического корабля Mars Global Surveyor, составлена ​​карта разломов коры Марса.

По нему было определено, что свечение на Марсе локализовано в области магнитного поля планеты. Это говорит нам о природе светового излучения. Они представляют собой не что иное, как поток электронов, движущихся к верхним слоям атмосферы вдоль силовых линий магнитного поля. На фотографиях космического корабля видно появление полярных сияний на Юпитере, Нептуне и Уране.

интересно, что полярные сияния могут создаваться искусственно и, таким образом, изучаться их поведение. Подобный эксперимент уже был проведен в 1975 году советско-французскими исследователями.


Мягкий и блестящий.

Другими словами, Солнце испускает заряженные частицы — солнечный ветер, который, достигая Земли, заставляет атмосферу сиять разными огнями. Наша планета с помощью магнитного притяжения «ловит» проходящий солнечный ветер и направляет его к магнитным полюсам. Там солнечные частицы сразу притягиваются к ним, и от столкновения солнечного ветра с атмосферой появляется энергия, которая превращается в свет, который создает северное сияние. Волны и разливы, которые видит человек, происходят на высоте от 100 до 300 километров.

Поймать огненную лису за хвост

Полярное сияние в северных широтах России можно наблюдать с сентября по апрель. Мурманская область входит в десятку лучших мест на планете для наблюдения за этим явлением. Легко добраться, относительно теплая зима. В течение сезона сюда ежедневно прилетают 100-150 человек: посмотреть, сфотографировать, заняться любовью. У китайцев, которые до сих пор остаются самыми многочисленными гостями на Кольском полуострове, есть легенда: если зачать ребенка во время северного сияния, он будет здоровым, счастливым и сказочно богатым. Говорят, это суеверие уходит корнями в скандинавскую мифологию, но жители Поднебесной приняли его как свое собственное. Что, если это действительно сработает?

Мифы и легенды северного сияния

Невероятное небесное сияние издавна будоражило воображение народов севера. Не понимая природы явления, люди относили появление молнии на Земле к мистическим силам:

  • эскимосы были уверены, что они пошли на охоту из-за козней мертвых животных;
  • финны приписывали огненное небо уловкам огненной лисы;
  • коренные жители Норвегии считали, что таинственные потоки света посылают души умерших предков;
  • шаманы Лапландии бьют в барабаны, чтобы успокоить небо и отогнать несчастья и болезни;
  • викинги сравнивали природное явление с веселым танцем.

Полярные сияния планеты Земля

Северное сияние Земли происходит в основном в высоких широтах, в специальных овальных зонах, которые окружают магнитные полюса планеты и называются авроральными овалами. В условиях спокойного солнца диаметр этих овалов составляет около 3000 км. Угол отклонения границ авроральных овалов и магнитного полюса на ночной стороне составляет 20-23º, а на дневной — 10-16º. При расчете широт, на которых происходит северное сияние, необходимо учитывать разницу между географическим и магнитным полюсами Земли (она составляет около 12º). Отсюда следует, что северное сияние можно наблюдать на широтах 67-70º.

В те периоды, когда Солнце находится в активной фазе, размер авроральных овалов увеличивается, что вызывает появление северного сияния на более низких широтах (отклонение происходит на 20-25 ° севернее или южнее места, где они появляются во время только периоды отдыха). Также есть место, где регулярно наблюдается северное сияние. Это остров Стюарт, расположенный на 47-й параллели. Из-за постоянного свечения в небе этот остров получил прозвище «Пылающие небеса».

Северное сияние
Северное сияние
Северное сияние
Северное сияние

выше уже отмечалось, что спектр земных сияний в основном представлен выбросами двух основных компонентов атмосферы: азота и кислорода. Кроме того, эмиссионные линии этих элементов могут быть как атомными, так и молекулярными (с ионизированными или нейтральными молекулами). Максимальная интенсивность наблюдается у линий излучения молекулярных ионов азота и атомарного кислорода.

Кислород начинает светиться зеленой линией (с длительностью свечения 0,74 с) из-за возбуждения атомных частиц с длиной волны 557,7 нм или красной линией в результате возбуждения атомов с дублетной длиной волны 636,4 и 630 нм (длительность свечения 110 с). Эмиссия красных дублетов обычно происходит на высоте 1500-400 км, где атмосфера имеет низкую плотность (что обуславливает низкую скорость экстинкции возбуждений атомных частиц).

Молекулярно ионизированные частицы азота могут излучать ближний ультрафиолетовый свет (когда возбужденные атомы имеют длину волны 391,4 нм), зеленый свет (522,8 нм) и фиолетовый свет (427,8 нм). Все эти данные условны, так как нюансы новых полярных сияний могут меняться под влиянием метеорологических факторов и изменений химического состава атмосферы.

Изменения в спектре полярных сияний также происходят с увеличением высоты. В спектре северного сияния могут преобладать различные линии излучения, и, исходя из этого, это красивое природное явление делится на два типа:

  • Северное сияние типа А, которое происходит на очень больших высотах. В них преобладают атомные эмиссионные линии.
  • Северное сияние типа B, которое появляется на небольшой высоте (около 80-90 км). Молекулярные линии становятся в них преобладающими эмиссионными линиями. Высокая плотность атмосферы на малых высотах приводит к быстрому исчезновению линий излучения атомов (поэтому их нельзя увидеть в полярных сияниях, формирующихся в нижних слоях атмосферы).

отмечено, что появление полярных сияний чаще всего происходит весной или осенью. Наибольшая вероятность красивого свечения на небе приходится на дни, наиболее близкие к осеннему или весеннему равноденствию. Северное сияние способствует выбросу в атмосферу огромного количества тепловой энергии. Например, в 2007 году во время одного из северных сияний около 5 × 1014 Дж.

Если посмотреть на северное сияние с земли, можно увидеть, как темное небо начинает светиться разными оттенками, по нему движутся цветные полосы и лучи. Продолжительность этого явления может быть разной, от нескольких минут (часов) до нескольких дней.

Полярные сияния, происходящие в южном и северном полушариях, асимметричны по отношению друг к другу. Изначально считалось, что свечение, возникающее в разных полушариях Земли, имеет одинаковую форму и размер. Но после наблюдений за северным сиянием из космоса это мнение было опровергнуто.

Активность полярных сияний и связанные с ними явления.

За полярными сияниями следит радар. Радиоволны с частотами от 10 до 100 МГц при определенных условиях отражаются областями ионизации, которые образуются в верхних слоях атмосферы под влиянием полярных сияний. При использовании высокочастотных радиосигналов и антенн дальнего действия отраженные волны могут приниматься на частотах до 800 МГц. Метод радара обнаруживает ионизацию даже при дневном свете под солнечным светом и регистрирует очень быстрые движения полярного сияния. Результаты фотографических и радиолокационных наблюдений показывают, что активность полярных сияний подвержена как суточным, так и сезонным изменениям. Максимальная активность в течение дня отмечается прибл. 23 часа пик сезонной активности приходится на дни равноденствия и в соседние с ними временные интервалы (март — апрель и сентябрь — октябрь). Эти пики авроральной активности повторяются с относительно регулярными интервалами, а продолжительность основных циклов составляет приблизительно 27 дней и прибл. 11 лет. Все эти рисунки показывают, что существует корреляция между полярными сияниями и изменениями магнитного поля Земли, поскольку пики их активности совпадают, т.е. Полярные сияния обычно происходят в периоды высокой активности магнитного поля, которые называются «возмущениями» и «магнитными бурями». Именно во время сильных магнитных бурь полярные сияния отображаются на более низких широтах, чем обычно.

Пульсирующие сияния обычно сопровождаются пульсациями магнитного поля и, очень редко, слабыми свистами. Они также, по-видимому, генерируют радиоволны с частотой 3000 МГц.Ионосферные наблюдения в диапазоне радиоволн показывают, что ионизация увеличивается на высотах 80–150 км во время полярных сияний. Наблюдения, сделанные с помощью геофизических ракет, показывают, что плотные ядра с наибольшей ионизацией вдоль силовых линий магнитного поля связаны с полярными сияниями, а с интенсивными полярными сияниями температура верхних слоев атмосферы повышается.

Фото: Сергей Барков

Официально

Российская ассоциация туроператоров сообщила о росте спроса на зимние туры в России. Основной объем туристического потока в России зимой обеспечивают страны Азии и Европы. По оценкам экспертов, в зимний сезон Россия будет в основном принимать туристов из Китая (около 80 тысяч), Южной Кореи (около 20 тысяч), Израиля (около 15 тысяч), Германии (15 тысяч), Франции (около 10 тысяч), из Италия, Таиланд, Турция — по 6-8 тысяч человек с января по февраль.

Интуристы выбирают Москву, Санкт-Петербург и Транссиб. И если одни из них едут окунуться в новогоднюю сказку в столицу, то других тянет к северному сиянию. На территории нашей страны это явление можно наблюдать практически на всем Севере. Количество зрителей естественного светового шоу ежегодно увеличивается примерно на 20%. Большинство этих туров продается в Мурманске и Карелии.

Проект «Поездки с Русским географическим обществом» предлагает три сезонных тура, где можно увидеть северное сияние: в Архангельской области, на Чукотке и в Карелии.

Теории происхождения полярных сияний.

Как упоминалось выше, давно известно, что проявления полярных сияний и возмущений в магнитном поле Земли или магнитные бури имеют некоторые важные общие характеристики. Следовательно, любая теория, предлагаемая для объяснения одного из этих явлений, должна объяснять другое.

Частота проявления возмущений магнитного поля Земли и полярных сияний с периодом 27 дней и циклом 11 лет указывает на связь этих явлений с солнечной активностью, поскольку период вращения Солнца составляет ок. 27 дней, а солнечная активность подвержена циклическим колебаниям со средним периодом ок. 11 лет. Тот факт, что как полярные сияния, так и возмущения магнитного поля Земли сосредоточены в одних и тех же поясах, приводит к выводу, что оба они вызваны действием электрически заряженных частиц (протонов и электронов), которые движутся с большой скоростью, испускаемых активными областями на Солнце (мигает) и проникновение в области полярных сияний под действием магнитного поля Земли СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА; Понимаете.

Эта идея была выдвинута Ойгеном Гольдштейном в 1881 году и подтверждена лабораторными экспериментами, проведенными Кристианом Биркеланном. Он поместил железный шар внутри электронно-лучевой трубки, которую он назвал «террелла», которая является моделью Земли и представляет собой электромагнит, покрытый фосфоресцирующей оболочкой под действием катодных лучей. Когда Биркеланд подвергал шар катодным лучам, испускаемым непосредственно в камеру, они падали на поверхность шара вокруг магнитных полюсов, образуя световые пояса, похожие на пояса Северного сияния.

Впоследствии математическую разработку этой задачи осуществил Карл Фредерик Штёрмер. Она стала известна как теория Биркеланда-Штюрмера, но была основана на предположении, что поток частиц с одинаковыми электрическими зарядами исходит от Солнца. Справедливость этой гипотезы весьма спорна, поскольку такой поток частиц не мог приблизиться к Земле по причине электростатического отталкивания между одноименно заряженными частицами.

Фредерик А. Линдеманн в 1919 году предположил, что поток заряженных частиц обычно электрически нейтрален, поскольку он состоит из одинакового количества положительных и отрицательных зарядов. Эта идея была развита Сидни Чепменом и Винсентом С.А. Ферраро и несколько изменена Дэвидом Ф. Мартином. Однако и эта теория вызывает сомнения. Это предполагает существование вакуума в экзосфере и вне атмосферы, но недавние наблюдения в этих областях космоса указывают на присутствие заряженных частиц.

Некоторые исследователи выдвинули гипотезу о том, что облако солнечного газа (плазмы), вероятно, состоящее из электронов и протонов, может приближаться к нашей планете на расстоянии примерно шести земных лучей от центра Земли. Когда плазма воздействует на магнитное поле Земли, генерируются магнитогидродинамические волны. Эти ускоренные заряженные волны и частицы, движущиеся вдоль геомагнитных силовых линий, вызывают магнитные бури. Ускоренные частицы проникают на высоту прибл. 95 км в зонах полярных сияний, образуя плотные ионизационные ядра вдоль линий геомагнитного поля и вызывая электромагнитное излучение полярных сияний после взаимодействия с основными компонентами верхней атмосферы: кислородом и водородом.

Тороидальная область распространения заряженных частиц, окружающих Землю (так называемый радиационный пояс Ван Аллена), также может играть важную роль, особенно как причина возмущений в геомагнитном поле и связанных с ним полярных сияний. Ультрафиолетовое излучение Солнца, метеоры и ветры в верхних слоях атмосферы рассматриваются как возможные причины образования полярных сияний. Однако ни одно из этих явлений не может быть первопричиной, поскольку величина их изменений недостаточно велика, чтобы объяснить основные особенности полярных сияний. Дальнейшие наблюдения необходимо проводить в верхних слоях атмосферы Земли и за ее пределами с использованием искусственных ракет и спутников для изучения радиоизлучения, а также рентгеновских лучей от Солнца и поведения высокоэнергетических частиц в стратосфере — с использованием метеозонд во время магнитных бурь и при появлении полярных сияний.

Полет на параплане через северное сияние

26 января 2016 года 33-летний испанец Орасио Льоренс совершил полет на параплане через Северное сияние. Видеосъемка столь необычного события проходила в норвежском Тромсё. При этом скорость полета параплана достигала 60 км / ч.

Для защиты экстремалов от переохлаждения использовались гидрокостюм с подогревом и перчатки. Температура воздуха на земле во время съемок составляла -15ºC. Даже в случае аварийной посадки на воду пилот может провести время в водолазном костюме до прибытия спасателей.

Фото: Александр Меркушев

«В Мурманской области официальная статистика количества туристов сильно отличается от реальных цифр», — говорит Владимир Онацкий. «Отели на этот сезон забронированы за полгода до года. Реальные цифры в пять раз выше. Многие приезжают дикарями, снимая жилье у местных жителей. Они путешествуют одни. В популярных местах». Даже отслеживание через туристические агентства невозможно. Количество нелегальных гидов увеличилось за последние два-три года. Таксисты также обещают показать лучшее северное сияние. Правда, результата они не дают. Честные арктические гиды ведут хозяев, пока не поймают за хвост огненного лиса.

По словам Владимира, он работает в основном с россиянами. Многие из них приезжают снова, с семьей, коллегами, друзьями. Он считает, что это очень важно, когда клиенты довольны и имеют хорошее впечатление о регионе. А в последнее время на Кольском полуострове туристическая активность последовала за спросом: начали строить стеклянные иглу — и небо видно и тепло.

От чего зависит цвет полярного сияния?

Аврора над Канадой
Аврора над Канадой

Спектры (цвета) полярных сияний зависят от состава атмосферы. Для Земли самыми яркими являются линии излучения кислорода и азота в видимом диапазоне. Высота появления полярных сияний зависит от параметров атмосферы планеты. На Земле красное свечение кислорода наблюдается на высотах 200-400 км, а совместное свечение азота и кислорода наблюдается на высоте примерно 110 км. Для земных сияний характерны размытые верхние границы и довольно резкие нижние границы.

Звуки, генерируемые северным сиянием

Иногда специальное оборудование может улавливать звуки, производимые сиянием. Это различные шумы, такие как треск, треск и белый шум, они очень короткие и малозаметные. Долгое время ученые не могли идентифицировать наличие звуков — они появлялись настолько редко, что их можно было списать на неисправность оборудования.

Звук сложно уловить: авроры находятся слишком далеко от поверхности Земли. Исследователи из финского университета продемонстрировали существование шума, записав его. Звук появился на расстоянии 70 метров над поверхностью из-за взаимодействия заряженных частиц и газа. Звуки встречаются крайне редко, поэтому не так много счастливчиков, которые могли бы их услышать. Шумообразование возможно только при высокой солнечной активности в безветренную погоду без других раздражителей.

Высотное и широтное распространение.

Расчеты, основанные на многочисленных фотографических наблюдениях на Аляске, в Канаде и особенно в Норвегии, показывают, что прибл. 94% полярных сияний ограничиваются высотами от 90 до 130 км над земной поверхностью, хотя разные формы полярных сияний характеризуются своим собственным альтиметрическим положением. На данный момент максимальная зарегистрированная высота аспекта полярного сияния составляет прибл. 1130 км, минимум — 60 км.

Герман Фриц и Гарри Вестин, основываясь на большом количестве наблюдений в Арктике, установили географические закономерности возникновения полярных сияний, характеризуя их относительную частоту в каждой конкретной точке как среднее количество дней их появления в году. Линии равной частоты появления полярных сияний (isohasmi) имеют форму нескольких деформированных окружностей с центром, примерно совпадающим с северным магнитным полюсом Земли, расположенным в районе Туле на севере Гренландии (см. Рис.). Изогазма максимальной частоты проходит через Аляску, Биг-Бэар-Лейк, через Гудзонов залив, Южную Гренландию и Исландию, Северную Норвегию и Сибирь. Аналогичная изоказма максимальных частот полярных сияний для Антарктического региона была обнаружена в ходе исследований, проводимых в рамках Международного геофизического года (МГГ, июль 1957 — декабрь 1958). Эти пояса максимальной частоты полярных сияний, которые представляют собой почти правильные кольца, называются северной и южной зонами полярных сияний. Наблюдения во время МГГ подтвердили, что полярные сияния появляются почти одновременно в обеих областях. Некоторые исследователи высказали предположение о существовании спиральной или двойной кольцевой зоны полярных сияний, что, однако, не было подтверждено. Полярные сияния также могут появляться за пределами указанных областей (см. Ниже). Исторические материалы свидетельствуют о том, что полярные сияния иногда наблюдались даже на очень низких широтах, например на Индийском субконтиненте.

Фото: Алла Федина

Первым это явление с медицинской точки зрения заметил британский доктор Ватсон. В начале ХХ века он участвовал в нескольких полярных экспедициях. Ученый описал людей, которые впали в странное состояние, начали делать ритмичные и связные движения и двинулись на север. Любая попытка их сдержать вызвала активное сопротивление. Уотсон назвал это «яростью судоходства» или «полярной яростью.

Ранее с этим странным явлением столкнулся известный полярный исследователь Амундсен. Он был штурманом бельгийского корабля, зимовавшего у берегов Антарктиды. Несколько участников экспедиции «услышали» зов Полярной звезды. Один из них даже сбежал с корабля на заснеженные просторы, а другой пытался убить Амундсена топором.

Врачи, принимавшие участие в полярных экспедициях, обнаружили закономерность: почти все случаи полярной ярости совпадали с активностью полярного сияния. Самое страшное совпало с красными вспышками. Число таких экспедиционных атак безумия значительно увеличилось с годами, и были зарегистрированы всплески солнечной активности, когда происходили самые яркие полярные сияния.

Источники

  • https://globusmira.ru/interesnoe/chto-takoe-severnoe-siyanie.html
  • https://www.rgo.ru/ru/article/nebesnaya-illyuminaciya-pochemu-polyarnoe-siyanie-tak-magnitit-turistov
  • https://TainaPrirody.ru/atmosfera/polyarnoe-siyanie
  • https://kipmu.ru/severnoe-siyanie/
  • https://gapeenko.net/severnoe-siyanie
  • https://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/fizika/POLYARNOE_SIYANIE.html
  • https://SiteKid.ru/planeta_zemlya/polyarnoe_siyanie.html

Оцените статью
Блог про явления природы
Adblock
detector