Цвет полярного сияния возникающего на высоте 100 км определяется: Цвет полярного сияния , возникающего на высоте 100 км, определяется преимущественно

Цвет полярного сияния , возникающего на высоте 100 км, определяется преимущественно

Помогите решить задачу, я по физике полный ноль

сколько ваттам равняется 10гектоват

2 и 4 ПОЖАЛУЙСТААААА

ДАЮ 20 БАЛЛОВ Кто может помочь? Мне нужно в рецепте выделить физические явления (штуки 4). Напишите, пожалуйста 1. Очистите груши от кожуры, разрежьте … вдоль на 4 части и удалите сердцевину. 2. В сковородку на среднем огне добавьте 100гр сахара, 50 гр сливочного масла и 50мл воды. Когда сахар растворится, добавьте груши. Фрукты дадут сок, таким образом мы получим невероятно вкусный карамельно-грушевый соус. Когда карамель будет светло-желтого цвета можно снять с огня сковородку. Отставьте сковороду в сторону остывать. 3. Сначала, возьмите сливочное масло, взбейте его. Когда оно растает и станет светлее, высыпьте сахар и хорошо взбейте 4. Добавьте муку, соль и разрыхлитель. Мешайте тесто до однородности 5. Выложите в форму, сверху уложите груши в любом стиле, который вам понравится.

Далее залейте грушевой карамелью. При делании можно добавить немного грецких орехов. 6. Выпекайте пирог при 180°C 40-45 минут 7. В результате, вы получите невероятно легкий бисквит, пропитанный грушевой карамелью 8. Приятного аппетита

ДАЮ 20 БАЛЛОВ Кто может помочь? Мне нужно в рецепте выделить физические свойства. Напишите, пожалуйста 1. Очистите груши от кожуры, разрежьте вдоль на … 4 части и удалите сердцевину. 2. В сковородку на среднем огне добавьте 100гр сахара, 50 гр сливочного масла и 50мл воды. Теплопроводность — это передача теплоты через движение частиц, когда есть разница температуры. То есть от тел с более высокой температурой к телам с более низкой. Когда сахар растворится, добавьте груши. Фрукты дадут сок, таким образом мы получим невероятно вкусный карамельно-грушевый соус. Когда карамель будет светло-желтого цвета можно снять с огня сковородку. Отставьте сковороду в сторону остывать. 3. Сначала, возьмите сливочное масло, взбейте его. Когда оно растает и станет светлее, высыпьте сахар и хорошо взбейте 4.

кулька підвішена до динамометра якою є маса кульки

масса радиоактивного препарата составляет 10 г. Какая масса препарата останется через время, равное четырем периодам полураспада элемента?С вычисления … ми, пожалуйста!!!

ПОЛЯРНОЕ СИЯНИЕ • Большая российская энциклопедия

В книжной версии
Том 27. Москва, 2015, стр. 91-92
Скопировать библиографическую ссылку:

Авторы: А. Е. Левитин

Полярное сияние.

ПОЛЯ́РНОЕ СИЯ́НИЕ, свечение верхних слоёв атмосферы, возникающее в результате взаимодействия частиц солнечного ветра с магнитосферой планеты. Регулярно наблюдается на Земле, зарегистрировано на Юпитере, Сатурне, Уране и Нептуне. Заряженные частицы солнечного ветра движутся к планете вдоль силовых линий магнитного поля из расположенного в окрестностях планеты плазменного слоя. Проекция плазменного слоя на поверхность планеты имеет форму колец (называемых авроральными овалами), окружающих юж. и сев. магнитные полюсы планеты.

На Земле диаметр авроральных овалов при средней солнечной активности составляет ок. 3000 км. На дневной стороне Земли внешняя граница этой зоны отстоит от магнитного полюса на 10–16° широты, на ночной – на 20–23°. Т. к. магнитные полюсы Земли не совпадают с географическими (отличие составляет ок. 11,5° по широте), П. с. обычно наблюдаются в области 67–70° широты, а в периоды высокой солнечной активности и магнитных бурь – ещё на 20–25° ближе к экватору. В Сев. полушарии П. с. называют также северным сиянием, а в Юж. полушарии – южным.

Столкновение высокоэнергичных частиц плазменного слоя с верхними слоями атмосферы вызывает люминесценцию атомов и молекул воздуха – они переходят в возбуждённое состояние и излучают в видимом диапазоне. Это и вызывает появление наблюдаемых глазом П. с. Цвет П. с. в значит. степени определяется высотой его появления: на высотах 200–400 км наблюдают зелёное и жёлтое свечение кислорода, на высоте ок. 110 км совместное свечение кислорода и азота даёт красный и фиолетовый цвета П. с. Излучение водорода также влияет на П. с. Максимальной зарегистрированной высотой появления П. с. на Земле считается 1130 км, минимальной – 60 км.

Спектры люминесценции П. с. на др. планетах Солнечной системы зависят от состава атмосфер планет. Так, на Юпитере осн. газ, создающий П. с., – водород.

При наблюдении с поверхности Земли П. с. имеют разнообразные формы. Как правило, свечение начинается в виде однородной дуги без лучистой структуры: её яркость может быть постоянной или изменяющейся (пульсирующей) с периодом более минуты. При возрастании яркости П. с. в нём возникают лучи (т. н. драпри – оптич. эффект, напоминающий драпировку гардинами), всполохи, пятна, пульсирующие лучистые дуги или «короны» (лучи, сходящиеся к вершине).

Интенсивность свечения П. с. обычно выражают в баллах по междунар. шкале. Слабые П. с., яркость которых приближается к яркости Млечного Пути, оцениваются в 1 балл; П. с., яркость которых аналогична яркости тонких перистых облаков, освещаемых Луной, оцениваются в 2 балла; то же для кучевых облаков – в 3 балла; П.

с., яркость свечения которых соответствует свету полной Луны, оцениваются в 4 балла. П. с. могут продолжаться от десятков минут до нескольких суток и возникают чаще всего весной и осенью (наиболее вероятно – в периоды весеннего и осеннего равноденствий). Энергия, выделяемая за непродолжительное время при П. с., сравнима по величине с энергией, выделяемой при землетрясении.

На основе большого количества наблюдений в Арктике установлены географич. закономерности появления П. с. Определена относит. частота их возникновения в каждой конкретной точке Земли, измеряемая в ср. количестве суток появления П. с. за год. Линии, соединяющие точки с равной частотой возникновения П. с., называют изохазмами. По форме эти линии напоминают несколько деформированные окружности, центр которых почти совпадает с сев. магнитным полюсом Земли.

Изохазма макс. частоты появления П. с. в Сев. полушарии проходит через Гудзонов зал., Аляску, Большое Медвежье оз., Гренландию и Исландию, север Норвегии и Сибирь; в Юж. полушарии есть аналогичная антарктическая изохазма.

Во время геомагнитных возмущений на высотах 100–130 км в зоне П. с. наблюдаются полярные радиоотражения (радиоаврора) – рассеяние УКВ неоднородной ионизованной средой. С их помощью можно регистрировать слабые диффузные П. с., не наблюдаемые оптич. методами. Причина возникновения полярных радиоотражений та же, что и П. с. (вторжение заряженных частиц из магнитосферы в ионосферу вблизи полюсов), однако для их появления необходимо также наличие ионосферного электрич. поля, напряжённость которого достаточна для создания соответствующих неоднородностей в ионосфере.

Холодное ультрафиолетовое свечение в верхних слоях атмосферы.

Собственное свечение атмосферы. Причины полярного сияния

Природный феномен, известный как собственное свечение атмосферы (англ. airglow) был открыт в 1868 году шведским учёным Андерсом Ангстремом.

Это небесное свечение естественной природы происходит все время и по всему земному шару. Существует три его типа: дневное (dayglow), сумеречное (twilightglow) и ночное (nightglow). Каждое из них является результатом взаимодействия солнечного света с молекулами в нашей атмосфере, но имеет свой особый способ формирования.

Дневное свечение образуется, когда солнечный свет падает на атмосферу в дневное время. Некоторая его часть поглощается молекулами в атмосфере, что дает им избыток энергии, которую они затем высвобождают как свет, либо на такой же, либо на чуть более низкой частоте (цвет). Этот свет гораздо слабее обычного дневного света, поэтому мы не можем его увидеть невооруженным глазом.

Сумеречное свечение по сути представляет собой то же самое, что и дневное, но в этом случае Солнцем освещаются только верхние слои атмосферы. Остальная ее часть и наблюдатели на Земле находятся в темноте. В отличие от дневного свечения, видно невооруженным глазом.

Ночное же свечение порождается не солнечным светом, падающим на ночную атмосферу, а иным процессом, который называется хемолюминесценция. Солнечный свет в течение дня накапливает энергию в атмосфере, содержащей молекулы кислорода. Эта дополнительная энергия заставляет молекулы кислорода распадаться на отдельные атомы. В основном это происходит на высоте около 100 км.

В отличае от полярных сияний, ночные свечения распространены по всему небу и равномерны.

Яркость свечения коррелирует с уровнем ультрафиолетового (УФ) света, исходящего от Солнца, который изменяется с течением времени. Сила свечения зависит от времени года.

Чтобы увеличить свои шансы на обнаружение небесного свечения, следует запечатлеть темное и ясное ночное небо в режиме длинной выдержки. Свечение можно увидеть в любом направлении, свободном от светового загрязнения, в 10–20 градусах над горизонтом.

Небо светится, как гигантская многократная радуга. Различные возмущения, например, приближающаяся буря, могут создавать в Земной атмосфере рябь, похожую на волны. Эти гравитационные волны – колебания поверхностей слоёв воздуха и похожи на волны, вызванные броском камня в спокойную воду.

Фотография с длинной выдержкой, сделанная в направлении вертикальных слоёв свечения атмосферы, сделала эту волнообразную структуру видимой.

Механизм возникновения данного явления заключается в следующем. В течение дня солнечная радиация (солнечный свет) разрушает молекулы воздуха на атомы (заряженные атомы, ионы), выбиваются электроны. Когда ионы вновь встречаются (или притягивают электрон) — формируется молекула, а избыток энергии уходит в виде света. На высоте 80-120 км рекомбинируются, в основном молекулы кислорода и натрия с испусканием зеленого и жёлтого света соответственно; на высоте 250-300 км происходит электрон-ионная рекомбинация, но излучение этого слоя лежит в инфрактасной (невидимой) области электромагнитного спектра.

Наиболее распространённым механизмом, приводящим к возникновению свечения является соединение атома азота с атомом кислорода с формированием молекулы окиси азота (NO). В ходе данной реакции излучается фотон. Другими веществами, способными внести вклад в свечение неба, являются гидроксильный радикал (OH), молекулярный кислород, натрий и литий. Тёмно-красное свечение, скорее всего, образуют молекулы OH, расположенные на высоте около 87 километров и возбуждаемые ультрафиолетовым солнечным излучением. Оранжевое и зелёное свечение идёт от атомов натрия икислорода, находящихся чуть выше.

Земная атмосфера являет собой газовою оболочку планеты. Нижняя граница атмосферы проходит возле поверхности земли (гидросфера и земная кора), а верхняя граница является область соприкасающеюся космического пространства (122 км). В себе атмосфера содержит много разных элементов. Основные из них: 78% азот, 20% кислород, 1% аргон, углекислый газ, галий неона, водород и тд. Интересные факты можно посмотреть в конце статьи или перейдя по .

Атмосфера имеет четко выраженные слои воздуха. Слои воздуха отличаются между собой температурой, разностью газов и их плотностью и . Нужно отметить, что слои стратосфера и тропосфера защищают Землю от солнечной радиации. В высших слоях живой организм может получить смертельную дозу ультрафиолетового солнечного спектра. Для быстрого перехода к нужному слою атмосферы, нажмите на соответствующий слой:

Тропосфера и тропопауза

Тропосфера — температура, давление, высота

Верхняя граница держится на отметке 8 — 10 км примерно. В умеренных широтах 16 — 18 км, а в полярных 10 — 12 км. Тропосфера — это нижний главный слой атмосферы. В этом слое находится более 80% всей массы атмосферного воздуха и близко 90% всей водяной пары. Именно в тропосфере возникают конвекция и турбулентность, образуются , происходят циклоны. Температура понижается с ростом высоты. Градиент: 0,65 °/100 м. Нагретая земля и вода нагревают прилагающий воздух. Нагретый воздух поднимается в верх, охлаждается и образует облака. Температура в верхних границах слоя может достигать — 50/70 °C.

Именно в этом слое происходят изменения климатических погодных условий. В нижнюю границу тропосферы называют приземным , так как он имеет много летучих микроорганизмов и пыли. Скорость ветра увеличивается с увеличением высоты в этом слое.

Тропопауза

Это переходной слой тропосферы к стратосфере. Здесь прекращается зависимость снижения температуры с повышением высоты. Тропопауза — минимальная высота, где вертикальный градиент температуры падает до 0,2°C/100 м. Высота тропопаузы зависит от сильных климатических проявлений, таких как циклоны. Над циклонами высота тропопаузы понижается, а над антициклонами повышается.

Стратосфера и Стратопауза

Высота слоя стратосферы примерно от 11 до 50 км. Присутствует незначительное изменение температуры на высоте 11 — 25 км. На высоте 25 — 40 км наблюдается инверсия температуры, от 56,5 поднимается до 0,8°C. От 40 км до 55 температура держится на отметке 0°C. Эту область называют — Стратопаузой .

В Стратосфере наблюдают воздействие солнечной радиации на молекулы газа, они диссоциируют на атомы. В этом слое нету почти водяного пара. Современные сверхзвуковые коммерческие самолёты летают на высоте до 20 км из-за стабильных полетных условий. Высотные метеозонды поднимаются на высоту 40 км. Здесь присутствуют устойчивые воздушные течения, скорость их достигает 300 км/ч. Также в этом слое сосредоточен озон , слой который поглощает ультрафиолетовые лучи.

Мезосфера и Мезопауза — состав, реакции, температура

Слой мезосферы начинается примерно на высоте 50 км и заканчивается на отметке 80 — 90 км. Температуры понижается с повышением высоты примерно 0,25-0,3°C/100 м. Основным энергетическим действием здесь является лучистый теплообмен. Сложные фотохимические процессы с участием свободных радикалов (имеет 1 или 2 непарных электронная) т.к. они реализуют свечение атмосферы.

Почти все метеоры сгорают в мезосфере. Ученые назвали эту зону — Игноросферой . Эту зону тяжело исследовать, так как аэродинамическая авиация здесь очень плохая из-за плотности воздуха, которая здесь в 1000 раз меньше чем на Земле. А для запуска искусственных спутников плотность еще очень высокая. Исследования проводят с помощью метеорологических ракет, но это извращенность. Мезопауза переходной слой между мезосферой и термосферой. Имеет температуру минимум -90°C.

Линия Кармана

Линию кармана называют границей между атмосферой Земли и космосом. Согласно международной авиационной федерацией (ФАИ) высота этой границы — 100 км. Такое определения дали в честь американского ученого Теодора Фон Кармана. Он определил, что примерно на этой высоте плотность атмосферы настолько мала, что аэродинамическая авиация здесь становится невозможная, так как скорость летательного устройства должна быть большей первой космической скорости . На такой высоте теряет смысл понятие звуковой барьер. Здесь управлять летательным аппаратом можно лишь за счет реактивных сил.

Термосфера и Термопауза

Верхняя граница этого слоя примерно 800 км. Температура растёт примерно до высоты 300 км где достигает порядка 1500 К. Выше температура остается неизменной. В этом слое происходит полярное сияние — происходит в следствии воздействия солнечной радиации на воздуха. Также этот процесс называют ионизацией атмосферного кислорода.

Из-за малой разряженности воздуха полёты выше линии Кармана реализуемы только по баллистических траекториях. Все пилотируемые орбитальные полеты (кроме полетов на Луну) происходят в этом слое атмосферы.

Экзосфера — плотность, температура, высота

Высота экзосферы выше 700 км. Здесь газ сильно разрежён,и происходит процесс диссипации — утечка частиц в межпланетное пространство. Скорость таких частиц может достигать 11,2 км/сек. Рост солнечной активности приводит к расширению толщины этого слоя.

Газовая оболочка не улетает в космос из-за земного притяжения. Воздух состоит из частиц, которые имеют свою массу. Из закона тяготения можно вынести то, что каждый объект обладающий массой притягивается к Земли.
Закон Буйс-Баллота гласит, что если находиться в Северном полушарии и встать спиной к ветру, то справа будет располагаться зона высокого давления, а слева — низкого. В Южном же полушарии все будет наоборот.

В период активности на Солнце наблюдаются вспышки. Вспышка представляет собой нечто подобное взрыву, в результате которого образуется направленный поток очень быстрых заряженных частиц (электронов, протонов и др.). Потоки заряженных частиц, несущихся с огромной скоростью, изменяют магнитное поле Земли, то есть приводят к появлению магнитных бурь на нашей планете.

Захваченные магнитным полем Земли заряженные частицы движутся вдоль магнитных силовых линий и наиболее близко к поверхности Земли проникают в области магнитных полюсов Земли. В результате столкновений заряженных частиц с молекулами воздуха возникает электромагнитное излучение – полярное сияние.

Цвет полярного сияния определяется химическим составом атмосферы. На высотах от 300 до 500 км, где воздух разрежен, преобладает кислород. Цвет сияния здесь может быть зелёным или красноватым. Ниже уже преобладает азот, дающий сияния ярко-красного и фиолетового цвета.

Наиболее убедительным доводом в пользу того, что мы правильно понимаем природу полярного сияния, является его повторение в лаборатории. Такой эксперимент, получивший название «Аракс», был проведён в 1985 году совместно российскими и французскими исследователями.

Для эксперимента были выбраны две точки на поверхности Земли, лежащие на одной и той же силовой линии магнитного поля. Этими точками служили в Южном полушарии французский остров Кергелен в Индийском океане и в Северном полушарии посёлок Согра в Архангельской области.

С острова Кергелен стартовала геофизическая ракета с небольшим ускорителем частиц, который на определённой высоте создал поток электронов. Двигаясь вдоль магнитной силовой линии, эти электроны проникли в Северное полушарие и вызвали искусственное полярное сияние над Согрой.

Согласно современным представлениям полярные сияния на других планетах Солнечной системы могут иметь такую же природу, что и полярные сияния на Земле. На каких планетах, представленных в таблице, возможно наблюдать полярные сияния?

Ответ поясните.

Согласно современным представлениям, полярные сияния на других планетах Солнечной системы могут иметь такую же природу, что и полярные сияния на Земле. На каких планетах, представленных в таблице, можно наблюдать полярные сияния?

- 1) только на Меркурии
- 2) только на Венере
- 3) только на Марсе
- 4) на всех планетах
Задание №A26A40

Магнитные бури на Земле представляют собой

- 1) вспышки радиоактивности
- 2) потоки заряженных частиц
- 3) быстрые и непрерывные изменения облачности
- 4) быстрые и непрерывные изменения магнитного поля планеты
Задание №AA26A6

Цвет полярного сияния, возникающего на высоте 100 км, определяется преимущественно излучением

- 1) азота
- 2) кислорода
- 3) водорода
- 4) гелия

Полярные сияния

Полярное сияние – одно из самых красивых явлений в природе. Формы полярного сияния очень разнообразны: то это своеобразные светлые столбы, то изумрудно-зелёные с красной бахромой пылающие длинные ленты, расходящиеся многочисленные лучи-стрелы, а то и просто бесформенные светлые, иногда цветные пятна на небе.

Причудливый свет на небе сверкает, как пламя, охватывая порой больше чем полнеба. Эта фантастическая игра природных сил длится несколько часов, то угасая, то разгораясь.

Полярные сияния чаще всего наблюдаются в приполярных регионах, откуда и происходит это название. Полярные сияния могут быть видны не только на далёком Севере, но и южнее. Например, в 1938 году полярное сияние наблюдалось на южном берегу Крыма, что объясняется увеличением мощности возбудителя свечения – солнечного ветра.

Начало изучению полярных сияний положил великий русский учёный М.В. Ломоносов, высказавший гипотезу о том, что причиной этого явления служат электрические разряды в разреженном воздухе.

Опыты подтвердили научное предположение учёного.

Полярные сияния – это электрическое свечение верхних очень разреженных слоёв атмосферы на высоте (обычно) от 80 до 1000 км. Свечение это происходит под влиянием быстро движущихся электрически заряженных частиц (электронов и протонов), приходящих от Солнца. Взаимодействие солнечного ветра с магнитным полем Земли приводит к повышенной концентрации заряженных частиц в зонах, окружающих геомагнитные полюса Земли. Именно в этих зонах и наблюдается наибольшая активность полярных сияний.

Столкновения быстрых электронов и протонов с атомами кислорода и азота приводят атомы в возбуждённое состояние. Выделяя избыток энергии, атомы кислорода дают яркое излучение в зелёной и красной областях спектра, молекулы азота – в фиолетовой. Сочетание всех этих излучений
и придаёт полярным сияниям красивую, часто меняющуюся окраску. Такие процессы могут происходить только в верхних слоях атмосферы, потому что, во-первых, в нижних плотных слоях столкновения атомов и молекул воздуха друг с другом сразу отнимают у них энергию, получаемую от солнечных частиц, а во-вторых, сами космические частицы не могут проникнуть глубоко в земную атмосферу.

Полярные сияния происходят чаще и бывают ярче в годы максимума солнечной активности, а также в дни появления на Солнце мощных вспышек и других форм усиления солнечной активности, так как с её повышением усиливается интенсивность солнечного ветра, который является причиной возникновения полярных сияний.

В каких частях земной атмосферы наблюдается наибольшая активность полярных сияний?

- 1) только около Северного полюса
- 2) только в экваториальных широтах
- 3) Около магнитных полюсов Земли
- 4) в любых местах земной атмосферы
Задание №A0E5A3

Можно ли утверждать, что Земля – единственная планета Солнечной системы, где возможны полярные сияния? Ответ поясните.

Полярным сиянием называют

А. миражи на небе.

Б. образование радуги.

В. свечение некоторых слоёв атмосферы.

Правильным ответом является

- 1) только А
- 2) только Б
- 3) только В
- 4) Б и В

Полярные сияния

Одним из самых красивых и величественных явлений природы является полярное сияние. В местах земного шара, расположенных в высоких широтах, преимущественно за северным или южным Полярным кругом, во время долгой полярной ночи на небе часто вспыхивают свечения разнообразной окраски и формы. Полярные сияния возникают на высоте от 80 до 1000 км над поверхностью Земли и представляют собой свечение разреженных газов земной атмосферы. Цвет полярного сияния определяется химическим составом атмосферы. На высотах от 300 до 500 км, где воздух разрежен, преобладает кислород. Цвет сияния здесь может быть зелёным или красноватым. Ниже уже преобладает азот, дающий сияния ярко-красного и фиолетового цвета.

Подмечена связь между полярными сияниями и активностью Солнца:
в годы максимума солнечной активности (максимума вспышек на Солнце) достигает максимума и число полярных сияний. Во время вспышек на Солнце происходит выброс заряженных частиц (в том числе электронов), движущихся с огромной скоростью. Попадая в верхние слои атмосферы Земли, электроны заставляют светиться составляющие её газы.

Но почему полярные сияния наблюдаются преимущественно в высоких широтах, ведь солнечные лучи освещают всю Землю? Дело в том, что Земля имеет достаточно сильное магнитное поле. Попадая в земное магнитное поле, электроны отклоняются от своего первоначального прямого пути и выбрасываются в приполярные области земного шара. Эти же электроны изменяют магнитное поле Земли, вызывая появление магнитных бурь, а также оказывают влияние на условия распространения радиоволн вблизи земной поверхности.

Согласно современным представлениям, полярные сияния на других планетах Солнечной системы могут иметь такую же природу, что и полярные сияния на Земле. Достаточным условием для наблюдения полярных сияний на планете является наличие у неё

- 1) только атмосферы
- 2) только магнитного поля
- 3) естественных спутников
- 4) атмосферы и магнитного поля
Задание №A62C62

Цвет полярного сияния, возникающего на высоте 80 км, определяется преимущественно излучением

- 1) азота
- 2) кислорода
- 3) водорода
- 4) гелия
Задание №A779CF

Магнитные бури представляют собой

- 1) пятна на Солнце
- 2) потоки заряженных частиц
- 3) быстрые и непрерывные изменения магнитного поля Солнца
- 4) быстрые и непрерывные изменения магнитного поля нашей планеты

Собственное свече́ние атмосфе́ры — очень слабое излучение света атмосферой планеты.

Свечение неба над горизонтом, снятое с борта МКС.

В случае с атмосферой Земли этот оптический феномен приводит к тому, что ночное небо никогда не является полностью тёмным, даже если исключить свет звёзд и рассеянный свет Солнца с дневной стороны.

Свечение неба является в 1000 раз более интенсивным в дневное время, однако изучение феномена дневного свечения атмосферы затруднено из-за того, что оно теряется в ярком свете Солнца.

Феномен свечения неба был открыт в 1868 году шведским учёным Андерсом Ангстремом . С тех пор производилось его наблюдение и лабораторное исследование. Были открыты различные химические реакции, в ходе которых возможно образование электромагнитного излучения, и выделены те процессы, которые могут происходить в атмосфере Земли. Астрономическими наблюдениями было подтверждено существование именно такого излучения.

А́ндерс Йо́нас А́нгстрем (Онгстрём; швед. Anders Jonas Ångström; 13 августа 1814, Лёгдё, Медельпад — 21 июня 1874, Уппсала) — шведский ученый-астрофизик, один из основателей спектрального анализа.

Свечение неба вызывается различными процессами в верхних слоях атмосферы, в частности, рекомбинацией ионов, образовавшихся в процессе фотоионизации под воздействием излучения Солнца в дневное время; люминесценцией, вызываемой прохождением космических лучей через верхние слои атмосферы, а также хемилюминесценцией, связанной в основном с реакциями, идущими между кислородом, азотом и гидроксильным радикалом на высоте нескольких сотен километров.

Ночью свечение атмосферы может быть достаточно ярким, чтобы быть замеченным наблюдателем, и обычно имеет голубоватый цвет. Хотя свечение атмосферы является практически равномерным, для наземного наблюдателя оно кажется наиболее ярким на расстоянии 10 градусов от горизонта.

Одним из механизмов свечения атмосферы является соединение атома азота с атомом кислорода с формированием молекулы окиси азота (NO). В ходе данной реакции излучается фотон. Другими веществами, способными внести вклад в свечение неба, являются гидроксильный радикал (OH), молекулярный кислород, натрий и литий.

Ночное свечение не является постоянным по яркости. Вероятно, его интенсивность зависит от геомагнитной активности.

Комета Лавджоя, проходящая за свечением неба Земли 22 декабря 2011 года.

Алекс Ривест. Земля, которую вы никогда не видели прежде

Интервальное видео, которое знакомит нас с удивительным явлением — собственным свечением земной атмосферы.

Мы уже начали привыкать к замечательным снимкам Земли, полученным космонавтами и астронавтами с борта МКС. А зря! Некоторые из них выглядят очень необычно. Прежде всего это касается снимков ночной стороны Земли. На фотографиях, полученных с большой экспозицией, прекрасно видны яркие огни городов, грозы, полярные сияния. Но помимо них мы наблюдаем совершенно удивительное явление — собственное свечение земной атмосферы.

Оказывается, ночью на нашей планете никогда не бывает полностью темно. Даже если исключить городскую засветку, Луну и звезды, все еще будет наблюдаться чрезвычайно слабое (но вполне регистрируемое) свечение атмосферы. Вызывается оно целым рядом факторов, среди которых важную роль играют Солнце (ночью происходит рекомбининация ионов воздуха, родившихся днем под воздействием света звезды), космические лучи и химические реакции с участием кислорода, азота и гидроксильных радикалов.

Американский фотограф Алекс Ривест (Alex Rivest) предлагает нам взглянуть на этот феномен с точки зрения искусства. Он собрал большое количество фотографий ночной Земли и создал из них замечательное интервальное видео, которое мы и предлагаем вашему вниманию.

Структура собственного свечения атмосферы довольно сложна (см., например, на 00:37 после начала видео). Мы видим, что феномен образуют три слоя свечения: красный слой (самый протяженный и разреженный), желтый слой и зеленый (тонкая прослойка между красным и желтым). Различные цвета обусловлены свечением различных атомов. Так, за желтый цвет ответственны метеоры, которые, сгорая в верхних слоях атмосферы, распыляют атомы натрия — они-то и светятся желтым. Зеленое свечение производят атомы азота и кислорода. Наконец, красное свечение порождается ионами гидроксила -OH.

Красное, зеленое и желтое свечение ночной атмосферы Земли. Фото: NASA

При просмотре видео мы не раз замечаем еще один вид свечения земной атмосферы: полярные сияния (например, спустя 00:24 после начала). Полярные сияния вызывает солнечный ветер — частицы высокой энергии, летящие от Солнца и сталкивающиеся с атмосферой Земли на высотах около 100 км.

Большая Вселенная

ПОЛЯРНОЕ СИЯНИЕ , поразительное явление свечения, наблюдаемое на небе, чаще всего в полярных областях. В Северном полушарии его называют также северным сиянием, а в высоких широтах Южного полушария южным. Предполагается, что этот феномен существует также и в атмосферах других планет, например Венеры. Природа и происхождение полярных сияний предмет интенсивных исследований, и в этой связи были разработаны многочисленные теории.

Явление свечения, до некоторой степени близкое полярным сияниям, называемое «свечением ночного неба», можно наблюдать при помощи специальных приборов на любой широте.

Формы полярных сияний . В последние годы полярные сияния наблюдались визуально и фотографировались, в частности с применением прибора нового типа, называемого «аппаратом кругового обзора». Полярные сияния имеют весьма разнообразные формы, включая проблески, пятна, однородные дуги и полосы, пульсирующие дуги и поверхности, всполохи, лучи, лучистые дуги, драпри и короны. Свечение, как правило, начинается в виде сплошной дуги, которая является одной из самых обычных форм и не имеет лучистой структуры. Яркость может быть довольно постоянной во времени или же пульсировать с периодом менее минуты. Если яркость сияния увеличивается, однородная форма часто распадается на лучи, лучистые дуги, драпри или короны, в которых лучи как бы сходятся к вершине. Всполохи в форме быстро движущиеся вверх волн света часто венчаются короной. Высотное и широтное распространение . Расчеты, выполненные на основе множества фотонаблюдений на Аляске, в Канаде и особенно в Норвегии, показывают, что ок.

94% полярных сияний приурочено к высотам от 90 до 130 км над земной поверхностью, хотя для разных форм полярных сияний характерно свое собственное высотное положение. Максимальная до сих пор зарегистрированная высота появления полярного сияния ок. 1130 км, минимальная 60 км.

Герман Фриц и Гарри Вестайн на основе большого числа наблюдений в Арктике установили географические закономерности встречаемости полярных сияний, охарактеризовали их относительную частоту в каждой конкретной точке как среднее за год количество суток их появления. Линии равной частоты возникновения полярных сияний (изохазмы) имеют форму несколько деформированных окружностей с центром, примерно совпадающим с Северным магнитным полюсом Земли, находящимся в районе Туле в северной Гренландии (

см . рис. ). Изохазма максимальных частот проходит через Аляску, Большое Медвежье озеро, пересекает Гудзонов залив, южную часть Гренландии и Исландию, север Норвегии и Сибири. Аналогичная изохазма максимальных частот полярных сияний для Антарктического региона была выявлена во время исследований, проводившихся в рамках Международного геофизического года (МГГ, июль 1957 декабрь 1958).

Эти пояса максимальной частоты полярных сияний, представляющие собой почти правильные кольца, называются северной и южной зонами полярных сияний. Наблюдения во время МГГ подтвердили, что полярные сияния появляются почти одновременно в обеих зонах. Некоторые исследователи высказывали предположение о существовании спиралевидной или двойной кольцевой зоны полярных сияний, не получившее, однако, подтверждения. Полярные сияния могут проявляться и вне упомянутых зон (см. ниже ). Исторические материалы свидетельствуют о том, что полярные сияния иногда отмечались даже на весьма низких широтах, например, на п-ове Индостан. Активность полярных сияний и связанные с ними явления . Полярные сияния исследуются с помощью радиолокаторов. Радиоволны с частотами от 10 до 100 МГц при определенных условиях отражаются областями ионизации, которые возникают в высоких слоях атмосферы под воздействием полярных сияний. При использовании высокочастотных радиосигналов и антенн дальнего действия можно получать отраженные волны на частотах до 800 МГц.

Радиолокационным методом ионизация обнаруживается даже днем при солнечном освещении, а также фиксируются очень быстрые перемещения полярных сияний. Результаты фото- и радиолокационных наблюдений свидетельствуют, что активность полярных сияний подвержена как суточным, так и сезонным изменениям. Максимальная активность в течение суток отмечается ок. 23 ч, сезонный же пик активности приходится на дни равноденствия и близкие к ним временные интервалы (март апрель и сентябрь октябрь). Эти пики активности полярных сияний повторяются через относительно правильные промежутки, а продолжительность основных циклов составляет примерно 27 дней и ок. 11 лет. Все эти цифры показывают, что существует корреляция между полярными сияниями и изменениями магнитного поля Земли, поскольку пики их активности совпадают, т.е. полярные сияния обычно возникают в периоды высокой активности магнитного поля, которые называются «возмущениями» и «магнитными бурями». Именно во время сильных магнитных бурь полярные сияния прослеживаются в более низких, чем обычно, широтах.

Пульсирующие полярные сияния обычно сопровождаются пульсациями магнитного поля и очень редко слабыми свистящими звуками. Они, по-видимому, также генерируют радиоволны с частотой 3000 МГц. Ионосферные наблюдения в радиоволновом диапазоне показывают, что на высотах 80150 км во время полярных сияний повышается ионизация. Наблюдения, проводимые при помощи геофизических ракет, указывают, что плотные ядра повышенной ионизации вдоль силовых линий магнитного поля связаны с полярными сияниями, а при интенсивных полярных сияниях температура верхних слоев атмосферы возрастает.

Интенсивность свечения и цвет . Интенсивность свечения полярных сияний обычно оценивается визуально и выражается в баллах по принятой международной шкале. Слабые полярные сияния, по интенсивности свечения приблизительно соответствующие Млечному Пути, оцениваются в I балл. Полярные сияния с интенсивностью, аналогичной лунной совещенности тонких перистых облаков в II балла, а кучевых облаков в III балла, свету полной Луны в IV балла.

Так, например, интенсивность в III балла, исходящая от дуги полярного сияния, соответствует свету нескольких микросвечей на 1 кв. см. Объективным методом определения интенсивности свечения полярного сияния является измерение суммарной освещенности с помощью фотоэлементов. Установлено, что соотношение интенсивности самых ярких к самым слабым полярным сияниям составляет 1000:1.

Полярные сияния интенсивностью свечения в I, II и III (близ нижней границы) балла не кажутся разноцветными, так как интенсивность отдельных цветов в них ниже порога восприятия. Полярные сияния с интенсивностью свечения в IV и III (у верхней границы) балла кажутся цветными, как правило желтовато-зелеными, иногда фиолетовыми и красными. С тех пор как в 1867 Андерс Ангстрем впервые направил спектроскоп на полярные сияния, в них было обнаружено и исследовано большое число спектральных линий и полос. Основная часть излучения испускается азотом и кислородом, главными компонентами высоких слоев атмосферы. Атомарный кислород обычно придает полярным сияниям желтоватые тона, иногда окраска вообще отсутствует, в спектре появляется зеленая линия с длиной волны 5577

, а также бывают красные лучистые полярные сияния с длиной волны 6300 (тип А).

Сильное излучение молекулярного азота на волнах 4278 и 3914 наблюдается в красных и фиолетовых полярных сияниях в нижней части дуг или драпри (тип В). В некоторых формах полярных сияний обнаружено излучение водорода, что важно для понимания природы полярных сияний, так как эта эмиссия указывает на поступление потока протонов. Теории происхождения полярных сияний . Как упоминалось выше, уже давно было известно, что проявления полярных сияний и возмущения магнитного поля Земли, или магнитные бури, имеют некоторые важные общие характеристики. Поэтому любая теория, предлагаемая для объяснения одного из этих явлений, должна объяснять и другое.

Частота проявления возмущений магнитного поля Земли и полярных сияний с периодом 27 дней и 11-летний цикл указывают на связь этих явлений с солнечной деятельностью, поскольку период вращения Солнца составляет ок. 27 суток, а солнечная активность подвержена колебаниям циклического характера со средним периодом ок. 11 лет. Тот факт, что как полярные сияния, так и возмущения магнитного поля Земли концентрируются в одних и тех же поясах, приводит к выводу, что те и другие вызваны воздействием движущихся с высокой скоростью электрически заряженных частиц (протонов и электронов), испускаемых активными областями на Солнце (вспышками) и проникающих в зоны полярных сияний под воздействием магнитного поля Земли

КОСМОСА ИССЛЕДОВАНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ) .

Эта идея была выдвинута Ойгеном Гольдштайном еще в 1881 и получила подтверждение в результате лабораторных экспериментов, впервые проведенных Кристианом Биркеланном. Он поместил внутрь катодной трубки железный шар, названный им «терреллой», который является моделью Земли и представляет собой электромагнит, покрытый оболочкой, фосфоресцирующей под действием катодных лучей. Когда Биркеланн подвергал шар действию катодных лучей, испускаемых непосредственно в камере, они падали на поверхность шара вокруг магнитных полюсов, образуя пояса свечения, подобные поясам полярных сияний.

Позднее математическая разработка этой проблемы была реализована Карлом Фредериком Стёрмером. Она получила известность как теория Биркеланна Стёрмера, однако содержала в своей основе допущение, что от Солнца исходит поток частиц с одинаковыми электрическими зарядами. Правомерность этого допущения весьма спорна, так как такой поток частиц не мог бы приблизиться к Земле из-за электростатического отталкивания между одноименно заряженными частицами.

Фредерик А.Линдеман предположил в 1919, что поток заряженных частиц в целом электрически нейтрален, так как состоит из одинакового количества положительных и отрицательных зарядов. Эта идея была развита Сидни Чепменом и Винсентом С.А.Ферраро и несколько модифицирована Дэвидом Ф.Мартином. Тем не менее и эта теория тоже вызывает сомнения. Она предполагает существование вакуума в экзосфере и за пределами атмосферы, однако недавние наблюдения в этих областях пространства указывают на наличие заряженных частиц.

Некоторыми исследователями была выдвинута гипотеза, согласно которой облако солнечного газа (плазмы), которое, вероятно, состоит из электронов и протонов, может приближаться к нашей планете на расстояние около шести земных радиусов от центра Земли. При воздействии плазмы на магнитное поле Земли возникают магнитогидродинамические волны. Эти волны и ускоренные заряженные частицы, движущиеся вдоль геомагнитных силовых линий, вызывают магнитные бури. Ускоренные частицы проникают до высоты ок. 95 км в зоны полярных сияний, образуя плотные ядра ионизации вдоль геомагнитных силовых линий и вызывая электромагнитную эмиссию полярных сияний в результате взаимодействия с основными компонентами верхних слоев атмосферы кислородом и водородом.

Тороидальная область распространения заряженных частиц, окружающая Землю (т.н. радиационный пояс Ван Аллена), также может играть важную роль, особенно в качестве причины возникновения возмущений геомагнитного поля и связанных с ними полярных сияний. Ультрафиолетовое излучение Солнца, метеоры и ветры в высоких слоях атмосферы рассматривались в качестве возможных причин образования полярных сияний. Тем не менее ни одно из названных явлений не может быть первичной причиной, так как магнитуды их изменений недостаточно велики, чтобы объяснить основные характеристики полярных сияний. Необходимо проводить дальнейшие наблюдения в высоких слоях атмосферы Земли и за ее пределами с применением ракет и искусственных спутников, изучать радиоизлучение, а также рентгеновское излучение Солнца и поведение высокоэнергетических частиц в стратосфере с помощью метеозондов во время магнитных бурь и при появлении полярных сияний.

Искусственные «полярные сияния» . Свечения, подобные полярным сияниям, возникали в результате ядерных взрывов в высоких слоях атмосферы, проводившихся министерством обороны США во время МГГ. Эти эксперименты были важны для изучения радиационного пояса Ван Аллена и природы естественных полярных сияний. Такого рода сияния наблюдались в районе островов Мауи (Гавайские о-ва) и Апиа (о-ва Самоа) вскоре после ядерных взрывов «Тик» и «Ориндж», которые проводились на высотах ок. 70 и 40 км над атоллом Джонстон в центральной части Тихого океана 1 и 12 августа 1958. Свечение, видимое над Апиа 1 августа, состояло из дуги малинового цвета и лучей, которые сначала были фиолетовыми, затем красными и постепенно переходили в зеленые. Другие искусственно вызванные сияния, связанные со взрывами «Аргус I, II и III», проведенными на высоте ок. 480 км 27 и 30 августа и 6 сентября 1958, наблюдались в районе взрывов в южной части Атлантического океана. Цвет их был красным с примесью желтовато-зеленого.

Во время взрыва «Аргус III» красное искусственное сияние наблюдалось также около Азорских о-вов, на противоположном от места взрыва конце соответствующих силовых линий магнитного поля Земли (т.е. на территории, геомагнитно сопряженной с данной).

Эти наблюдения ясно показывают, что искусственные сияния в районе взрыва и на геомагнитно сопряженной с ним территории были вызваны такими высокоэнергетическими частицами, как электроны, образовавшиеся в результате

b -распада при ядерном взрыве. Иными словами, частицы с высокой энергией, образовавшиеся в результате взрыва, двигались вдоль силовых линий геомагнитного поля, формируя искусственные радиационные пояса Ван Аллена, и привели к образованию «полярных сияний» на обоих концах силовых линий. Судя по высоте появления и цветовой гамме этих сияний, можно предположить, что причиной их возникновения является возбуждение атмосферного кислорода и азота в результате соударений с заряженными частицами, обладающими высокой энергией, что имеет большое сходство с механизмом образования естественных полярных сияний.

С упомянутыми взрывами в высоких слоях атмосферы, особенно с экспериментами «Тик» и «Ориндж», были связаны также существенные возмущения магнитного поля Земли и ионосферы. Таким образом, в результате проведенных экспериментов была получена важная информация о естественных полярных сияниях и связанных с ними явлениях.

Существует еще один антропогенный феномен свечения высоких слоев атмосферы, обусловленный выбросами ракетами газообразного натрия или калия. Это явление можно назвать искусственным свечением в отличие от искусственного полярного сияния, так как его причины близки к тем, которые вызывают естественное свечение воздуха.

ЛИТЕРАТУРА Исаев С. И., Пушков Н. В. Полярные сияния . М., 1958
Омхольт А. Полярные сияния . М., 1974
Воронцов-Вельяминов Б. А. Очерки о вселенной . М., 1980

Факты о полярном сиянии в Норвегии

Явление северного сияния с научной точки зрения вам лучше объяснят физики, занимающиеся магнитной гидродинамикой. Упрощенное объяснение звучит так: появлению красочного сияния в небе мы обязаны солнцу. Во время масштабных солнечных вспышек масса частиц попадают в космос.

Миф о полярном сиянии

Готовьтесь – сейчас будет посложнее. Достигая магнитного пояса Земли, частицы движутся к северному магнитному полюсу, где вступают во взаимодействие с верхними слоями атмосферы. Энергия, которая высвобождается при этом процессе, и называется северным сиянием или «aurora borealis». Все это происходит на высоте 100 километров над нами.

Неудивительно, что с северным сиянием связаны различные легенды. На саамском шаманском бубне традиционно рисовали символы северного сияния. В саамском языке есть несколько названий для этого природного явления, одно из них – «гуовссахас» (Guovssahas), что означает «свет, который слышно». Звучит поэтично, не правда ли?

В Эпоху викингов считалось, что северное сияние – это отблески, которые отбрасывает оружие валькирий, то есть девственниц-воительниц. Ох, уж эти викинги и их храбрые воительницы!

Объяснение полярного сияния

Хотите узнать, как возникает сияние? Смотрите видео ниже.

Где и когда?

Нередко можно услышать, что Северная Норвегия – лучшее место для наблюдения северного сияния. Справедливости ради нужно сказать, что его можно наблюдать и в других точках планеты.

Зато мы можем смело заявить, что Северная Норвегия – безусловно, одно из самых лучших мест на земле, чтобы увидеть северное сияние. Не в последнюю очередь потому, это обширный регион с дружелюбным местным населением и большим выбором отелей и активных развлечений.

Так называемый пояс северного сияния охватывает территории от Лофотенских островов (хотя в последние годы сполохи все чаще появляются в центральной части Норвегии) и до самого мыса Нордкап. Вероятность увидеть сияние в любом из участков «пояса» одинаково высока. На Лофотенских островах и в Tромсё – а между ними 500 километров – может быть видно одно и то же северное сияние, под разным углом.

Важно помнить, что северное сияние полностью зависит от прихотей природы. Главное – терпение. Стоит выбрать время, когда шансы увидеть сияние наиболее высоки – с поздней осени по раннюю весну. В период с конца сентября по конец марта, с 18:00 до 01:00, когда темно, вероятность заметить сияние в небе возрастает.

Aurora borealis прихотлива, словно изнеженная барышня, она больше всего любит сухую холодную погоду, какая бывает в декабре. Порой можно услышать, что самая сухая погода, обеспечивающая чистое небо, бывает во внутренних районах страны, но это не всегда правда.

При сильном восточном ветре небо в прибрежных районах может быть менее облачным, чем над удаленными от моря территориями. Чтобы ничто не мешало, лучше не отправляться на охоту за северным сиянием в полнолуние – нет, это не суеверие – просто при ярком лунном свете всполохи видны не так отчетливо.

фото, широты, причины явления. Слои атмосферы — тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера и экзосфера Собственное свечение атмосферы

Астрономы-любители и охотники за полярным сиянием сообщили, что видели зеленое свечение в небе над Великобританией. Феномен, который легко спутать с aurora borealis , называется собственным свечением атмосферы (англ. airglow ).

KAMRUL ARIFIN | shutterstock

Это небесное свечение естественной природы происходит все время и по всему земному шару. Существует три его типа: дневное (dayglow ), сумеречное (twilightglow ) и ночное (nightglow ). Каждое из них является результатом взаимодействия солнечного света с молекулами в нашей атмосфере, но имеет свой особый способ формирования.

Хемолюминесценция

Ночное же свечение порождается не солнечным светом, падающим на ночную атмосферу, а иным процессом, который называется хемолюминесценция.

Солнечный свет в течение дня накапливает энергию в атмосфере, содержащей молекулы кислорода. Эта дополнительная энергия заставляет молекулы кислорода распадаться на отдельные атомы. В основном это происходит на высоте около 100 км. Однако атомарный кислород не в состоянии легко избавиться от этого избытка энергии и в результате на несколько часов превращается в своеобразный «энергетический магазин».

В конце концов атомарному кислороду удается «рекомбинироваться», вновь образуя кислород молекулярный. При этом он высвобождает энергию, снова в виде света. Так возникают несколько различных цветов, включая ночное зеленое излучение, которое на самом деле не очень яркое, но самое яркое из всех свечений этой категории.

Световое загрязнение и облачность может помешать наблюдению. Но если повезет, ночное свечение можно увидеть невооруженным глазом или запечатлеть на фотографии с помощью длинной экспозиции.

Yuri Zvezdny | shutterstock

Чем отличаются свечения от полярных сияний?

Зеленое свечение ночного неба очень похоже на знаменитый зеленый цвет, который мы видим в северном сиянии, что неудивительно, так как они производятся одними и теми же молекулами кислорода. Однако эти два явления никак не связаны между собой.

Полярное сияние. ZinaidaSopina | shutterstock

Полярное сияние образуется, когда заряженные частицы, такие как электроны, «обстреливают» атмосферу Земли. Эти заряженные частицы, которые стартовали с Солнца и ускорились в магнитосфере Земли, сталкиваются с атмосферными газами и передают им энергию, вынуждая газы излучать свет.

Кроме того, полярные сияния, как известно, расположены в виде кольца вокруг магнитных полюсов (авроральный овал), в то время как ночные свечения распространены по всему небу. Сияния очень структурированы (из-за магнитного поля Земли), а свечения в целом довольно равномерны. Степень сияний зависит от силы солнечного ветра, а свечения атмосферы происходят постоянно.

Авроральный овал. NOAA

Но почему же тогда наблюдатели из Великобритании видели его только на днях? Дело в том, что яркость свечения коррелирует с уровнем ультрафиолетового (УФ) света, исходящего от Солнца, который изменяется с течением времени. Сила свечения зависит от времени года.

Полярное сияние — это одно из многочисленных чудес природы. Его можно наблюдать и в России. На севере нашей страны проходит полоса, где полярные сияния проявляют себя наиболее часто и ярко. Великолепное зрелище может охватывать большую часть небосвода.

Начало явления

Полярное сияние начинается с возникновения светлой полосы. От нее отходят лучи. Яркость может возрастать. Увеличивается площадь неба, охваченная чудесным явлением. Возрастает и высота лучей света, опускающихся ближе к поверхности Земли.

Яркие вспышки и переливы цвета восхищают наблюдателей. Движения волн света завораживают. Это явление связано с деятельностью Солнца — источника света и тепла.

Что это такое

Полярным сиянием называют быстро меняющееся свечение верхних разреженных слоев воздуха в отдельных участках ночного неба. Это явление, наряду с восходом солнца, иногда именуют авророй. Днем светового шоу не видно, однако приборы фиксируют поток заряженных частиц в любое время суток.

Причины полярного сияния

Великолепное природное явление возникает благодаря Солнцу и наличию атмосферы планеты. Для образования полярного сияния также необходимо присутствие геомагнитного поля.

Солнце постоянно выбрасывает из себя заряженные частицы. Вспышка на Солнце — фактор, благодаря которому в космическое пространство поступают электроны и протоны. Они летят с большой скоростью в сторону вращающихся планет. Такое явление называется солнечным ветром. Оно могло бы быть опасно для всего живого на нашей планете. Магнитное поле защищает от проникновения солнечного ветра. Оно отправляет заряженные частицы к полюсам планеты, согласно расположению силовых линий геомагнитного поля. Однако в случае более мощных вспышек на Солнце население Земли наблюдает полярные сияния и в умеренных широтах. Такое происходит, если магнитное поле не успевает отправить большой поток заряженных частиц к полюсам.

Солнечный ветер взаимодействует с молекулами и атомами атмосферы планеты. Это и вызывает свечение. Чем большее количество заряженных частиц долетело до Земли, тем ярче оказывается свечение верхних слоев атмосферы: термосферы и экзосферы. Иногда и до мезосферы — среднего слоя атмосферы — доходят частицы солнечного ветра.

Типы авроры

Виды полярных сияний различны и могут плавно переходить один в другой. Наблюдаются световые пятна, лучи и полосы, а также короны. Северное сияние может быть почти неподвижным или струящимся, что особенно завораживает наблюдателей.

Полярные сияния Земли

На нашей планете имеется довольно мощное геомагнитное поле. Оно достаточно сильно, чтобы постоянно отправлять заряженные частицы в сторону полюсов. Именно поэтому мы можем наблюдать яркое свечение на территории полосы, где проходит изохазма наиболее частых полярных сияний. Яркость их напрямую зависит от работы геомагнитного поля.

Атмосфера нашей планеты богата разными химическими элементами. Это объясняет разную окраску небесного свечения. Так, молекула кислорода на высоте 80 километров при взаимодействии с заряженной частицей солнечного ветра дает бледно-зеленый цвет. На высоте 300 километров над Землей цвет будет красным. Молекула азота проявляет синий или ярко-красный цвет. На фото полярного сияния хорошо различимы полосы разного цвета.

Северные сияния более яркие, чем южные. Потому что в сторону северного магнитного полюса стремятся протоны. Они более тяжелые, чем электроны, несущиеся к южному магнитному полюсу. Сияние, образующееся в результате взаимодействия протонов с молекулами атмосферы, оказывается несколько ярче.

Устройство планеты Земля

Откуда возникает геомагнитное поле, защищающее все живое от губительного солнечного ветра и движущее заряженные частицы в стороны полюсов? Ученые считают, что центр нашей планеты заполнен железом, которое расплавлено от высокой температуры. То есть железо жидкое и постоянно находится в движении. От этого движения возникает электричество и магнитное поле планеты. Однако в некоторых частях атмосферы магнитное поле по неизвестной причине ослабевает. Это происходит, например, над южной частью Атлантического океана. Здесь всего треть магнитного поля от нормы. Это беспокоит ученых, потому что поле продолжает ослабевать и в настоящее время. Специалисты подсчитали, что за последние 150 лет геомагнитное поле Земли ослабло еще на десять процентов.

Область возникновения природного явления

Зоны полярных сияний не имеют четких границ. Однако наиболее яркие и частые те, что проявляются кольцом у полярного круга. В Северном полушарии можно провести линию, на которой сияния наиболее сильные: северная часть Норвегии — острова Новая Земля — полуостров Таймыр — север Аляски — Канада — юг Гренландии. На этой широте — около 67 градусов — полярные сияния наблюдаются почти каждую ночь.

Самый пик явлений чаще приходится на 23:00. Самыми яркими и продолжительными сияния бывают в дни равноденствия и близкие к ним даты.

Более часто сияния возникают в областях магнитных аномалий. Здесь выше их яркость. Наибольшая активность явления наблюдается на территории Восточно-Сибирской магнитной аномалии.

Высота возникновения свечения

Как правило, около 90 процентов всех полярных сияний возникает на высоте от 90 до 130 километров. Регистрировали сияния на высоте 60 километров. Максимальная зарегистрированная цифра — 1130 километров от поверхности Земли. На разной высоте наблюдаются разные формы свечения.

Особенности природного явления

Целый ряд непознанных зависимостей красоты северного сияния от некоторых факторов открыли наблюдатели и подтвердили ученые:

Полярные сияния, возникающие над морским пространством, более подвижны, чем проявляющиеся над территорией суши.
Меньше свечение и над небольшими островами, а также над опресненной водой, даже находящейся посреди морской глади.
Над береговой линией явление наблюдается значительно ниже. В сторону суши, так же как и в сторону океана, высота полярного сияния возрастает.

Скорость полета заряженных частиц Солнца

Расстояние от Земли до Солнца — около 150 миллионов километров. Свет доходит до нашей планеты за 8 минут. Солнечный ветер движется медленнее. От того момента, как ученые замечают должно пройти больше суток, прежде чем начнется полярное сияние. 6 сентября 2017 года специалисты заметили мощную вспышку на Солнце и предупредили москвичей, что 8 сентября, возможно, северное сияние будет заметно в столице. Таким образом, прогноз впечатляющего природного явления возможен, но лишь за сутки или двое. В каком регионе сияние проявится ярче, не может предсказать с точностью никто.

Что такое изохазма

Специалисты проставили на карте земной поверхности точки с пометками частоты возникновения полярных сияний. Соединили линиями пункты со сходной частотой. Так получились изохазмы — линии равной частоты возникновения сияний. Опишем еще раз изохазму самой большой частоты, но опираясь на некоторые другие объекты местности: Аляска — Большое Медвежье озеро — Гудзонов залив — юг Гренландии — Исландия — север Норвегии — север Сибири.

Магнитный полюс Земли

Магнитный полюс Земли не совпадает с географическим полюсом. Он находится в северо-западной части Гренландии. Здесь северные сияния случаются гораздо реже, чем в полосе наибольшей частоты явления: всего около 5-10 раз в год. Таким образом, если наблюдатель находится севернее главной изохазмы, то сияния он чаще видит в южной стороне небосвода. Если человек находится южнее этой полосы, то полярное сияние чаще проявляется на севере. Это характерно для Северного полушария. Для Южного — в точности наоборот.

На территории Северного географического полюса полярные сияния возникают около 30 раз в год. Вывод: не нужно ехать в самые суровые условия для наслаждения природным явлением. В полосе главной изохазмы свечение повторяется почти каждые сутки.

Почему северные сияния иногда не имеют цвета

Путешественники иногда огорчаются, если им не удается застать цветное световое шоу во время своего пребывания на севере или юге. Люди часто могут наблюдать лишь свечение, не имеющее цвета. Это происходит не по причине особенности природного явления. Дело в том, что человеческий глаз не способен улавливать цвета при слабом освещении. В сумрачной комнате мы видим все предметы черно-белыми. То же самое происходит и при наблюдении за природным явлением на небе: если оно недостаточно яркое, то наши глаза не будут улавливать цвета.

Специалисты измеряют яркость свечения в баллах от одного до четырех. Цветными кажутся лишь трех- и четырехбалльные полярные сияния. Четвертая степень близка по яркости к лунному свету в ночном небе.

Циклы солнечной активности

Возникновение полярного сияния всегда связано со вспышками на Солнце. Раз в 11 лет активность светила повышается. Это всегда ведет к увеличению интенсивности сияний.

Северное сияние над планетами Солнечной системы

Не только на нашей планете возникают сияния. Полярные сияния Земли яркие и красивые, однако на Юпитере явления превосходят по яркости земные. Потому что магнитное поле планеты-гиганта в несколько раз сильнее. Оно отправляет солнечный ветер в противоположные стороны еще более продуктивно. Весь свет скапливается на определенных участках у магнитных полюсов планеты.

Спутники Юпитера влияют на полярное сияние. Особенно Ио. За ним остается яркий свет, потому что природное явление следует по направлению расположения силовых линий магнитного поля. На фото — полярное сияние в атмосфере планеты Юпитер. Хорошо видна яркая полоса, оставленная спутником Ио.

На Сатурне, Уране, Нептуне тоже обнаружены полярные сияния. Только Венера почти не имеет своего магнитного поля. Всполохи света, возникающие от взаимодействия солнечного ветра с атомами и молекулами атмосферы Венеры, особенные. Они покрывают всю атмосферу планеты целиком. Более того, солнечный ветер доходит до Однако такие сияния никогда не бывают яркими. Заряженные частицы солнечного ветра нигде не скапливаются в большом количестве. Из космоса Венера при атаке заряженных частиц выглядит как слабо светящийся шар.

Возмущение геомагнитного поля

Солнечный ветер пытается пробить магнитосферу нашей планеты. в этом случае не остается спокойным. На нем происходят возмущения. Каждый человек обладает своим электрическим и магнитным полями. Именно на эти поля влияют возникающие возмущения. Это чувствуют люди всей планеты, особенно имеющие слабое здоровье. Люди с крепким здоровьем не замечают такого воздействия. Во время атаки заряженных частиц у чувствительных людей может болеть голова. Но именно солнечный ветер является необходимым фактором для возникновения полярных сияний.

Отношение народов к природному явлению

Обычно местные жители связывали полярное сияние с чем-то не очень добрым. Возможно, потому что плохо сказываются на самочувствии людей. Само же по себе сияние не несет никакой опасности.

Жители более южных областей, не привыкшие к подобным явлениям, чувствовали нечто таинственное при возникновении светлых вспышек на небе.

В настоящее время жители умеренных и более южных широт стремятся увидеть это чудо природы. Туристы едут на Север или к Южному полярному кругу. Они не ждут, когда явление можно будет наблюдать на родной широте.

Полярное сияние — чарующее природное явление. Оно необычно для жителей теплых регионов и привычно для населения тундры. Часто случается, что для того, чтобы узнать нечто новое, необходимо отправиться в путешествие.

Тропосфера и тропопауза

Тропосфера — температура, давление, высота

Тропопауза

Стратосфера и Стратопауза

Мезосфера и Мезопауза — состав, реакции, температура

Линия Кармана

Термосфера и Термопауза

Экзосфера — плотность, температура, высота

Газовая оболочка не улетает в космос из-за земного притяжения. Воздух состоит из частиц, которые имеют свою массу. Из закона тяготения можно вынести то, что каждый объект обладающий массой притягивается к Земли.
Закон Буйс-Баллота гласит, что если находиться в Северном полушарии и встать спиной к ветру, то справа будет располагаться зона высокого давления, а слева — низкого. В Южном же полушарии все будет наоборот.

Ответ поясните.

- 1) только на Меркурии
- 2) только на Венере
- 3) только на Марсе
- 4) на всех планетах
Задание №A26A40

Магнитные бури на Земле представляют собой

- 1) вспышки радиоактивности
- 2) потоки заряженных частиц
- 3) быстрые и непрерывные изменения облачности
- 4) быстрые и непрерывные изменения магнитного поля планеты
Задание №AA26A6

Цвет полярного сияния, возникающего на высоте 100 км, определяется преимущественно излучением

- 1) азота
- 2) кислорода
- 3) водорода
- 4) гелия

Полярные сияния

Опыты подтвердили научное предположение учёного.

В каких частях земной атмосферы наблюдается наибольшая активность полярных сияний?

- 1) только около Северного полюса
- 2) только в экваториальных широтах
- 3) Около магнитных полюсов Земли
- 4) в любых местах земной атмосферы
Задание №A0E5A3

Полярным сиянием называют

А. миражи на небе.

Б. образование радуги.

В. свечение некоторых слоёв атмосферы.

Правильным ответом является

- 1) только А
- 2) только Б
- 3) только В
- 4) Б и В

Полярные сияния

- 1) только атмосферы
- 2) только магнитного поля
- 3) естественных спутников
- 4) атмосферы и магнитного поля
Задание №A62C62

Цвет полярного сияния, возникающего на высоте 80 км, определяется преимущественно излучением

- 1) азота
- 2) кислорода
- 3) водорода
- 4) гелия
Задание №A779CF

Магнитные бури представляют собой

- 1) пятна на Солнце
- 2) потоки заряженных частиц
- 3) быстрые и непрерывные изменения магнитного поля Солнца
- 4) быстрые и непрерывные изменения магнитного поля нашей планеты

Мираж сверхдальнего видения

Природа этих миражей изучена менее всего. Ясно, что атмосфера должна быть прозрачной, свободной от водяных паров и загрязнений. Но этого мало. Должен образоваться устойчивый слой охлажденного воздуха на некоторой высоте над поверхностью земли. Ниже и выше этого слоя воздух должен быть более теплым. Световой луч, попавший внутрь плотного холодного слоя воздуха, как бы “запертым” внутри него и распространяется в нем как по своеобразному световоду. Траектория луча должна быть все время обращена выпуклостью в сторону менее плотных областей воздуха.

Полярные сияния

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

В эскимосских и индийских легендах говорится, что это духи животных танцуют в небе, или что это духи падших врагов, которые хотят пробудиться вновь.

В большинстве случаев полярные сияния имеют зеленый или сине-зеленый оттенок с изредка появляющимися пятнами или каймой розового или красного цвета.

Полярные сияния наблюдают в двух основных формах — в виде лент и в виде облакоподобных пятен. Когда сияние интенсивно, оно приобретает форму лент. Теряя интенсивность, оно превращается в пятна. Однако многие ленты исчезают, не успев разбиться на пятна. Ленты как бы висят в темном пространстве неба, напоминая гигантский занавес или драпировку, протянувшуюся обычно с востока на запад на тысячи километров. Высота этого занавеса составляет несколько сотен километров, толщина не превышает нескольких сотен метров, причем он так нежен и прозрачен, что сквозь него видны звезды. Нижний край занавеса довольно резко и отчетливо очерчен и часто подкрашен в красный или розоватый цвет, напоминающий кайму занавеса, верхний — постепенно теряется в высоте и это создает особенно эффектное впечатление глубины пространства.

Различают четыре типа полярных сияний

Однородная дуга — светящаяся полоса имеет наиболее простую, спокойную форму. Она более ярка снизу и постепенно исчезает кверху на фоне свечения неба;

Лучистая дуга — лента становится несколько более активной и подвижной, она образует мелкие складки и струйки;

Лучистая полоса — с ростом активности более крупные складки накладываются на мелкие;

При повышении активности складки или петли расширяются до огромных размеров, нижний край ленты ярко сияет розовым свечением. Когда активность спадает, складки исчезают и лента возвращается к однородной форме. Это наводит на мысль, что однородная структура является основной формой полярного сияния, а складки связаны с возрастанием активности.

Часто возникают сияния иного вида. Они захватывают весь полярный район и оказываются очень интенсивными. Происходят они во время увеличения солнечной активности. Эти сияния представляются в виде беловато-зеленой шапки. Такие сияния называют шквалами.

По яркости сияния разделяют на четыре класса, отличающиеся друг от друга на один порядок (то есть в 10 раз). К первому классу относятся сияния, еле заметные и приблизительно равные по яркости Млечному Пути, сияние же четвертого класса освещают Землю так ярко, как полная Луна.

Надо отметить, что возникшее сияние распространяется на запад со скоростью 1 км/сек. Верхние слои атмосферы в области вспышек сияний разогреваются и устремляются вверх. Во время сияний в атмосфере Земли возникают вихревые электрические токи, захватывающие большие области. Они возбуждают дополнительные неустойчивые магнитные поля, так называемые магнитные бури. Во время сияний атмосфера излучает рентгеновские лучи, которые, по-видимому, являются результатом торможения электронов в атмосфере.

Интенсивные вспышки сияния часто сопровождаются звуками, напоминающими шум, треск. Полярные сияния вызывают сильные изменения в ионосфере, что в свою очередь влияет на условия радиосвязи. В большинстве случаев радиосвязь значительно ухудшается. Возникают сильные помехи, а иногда полная потеря приема.

Как возникают полярные сияния

Земля представляет собой огромный магнит, южный полюс которого находится вблизи северного географического полюса, а северный — вблизи южного. Силовые линии магнитного поля Земли, называемые геомагнитными линиями, выходят из области, прилегающей к северному магнитному полюсу Земли, охватывает земной шар и входят в него в области южного магнитного полюса, образуя тороидальную решетку вокруг Земли.

Долго считалось, что расположение магнитных силовых линий симметрично относительно земной оси. Теперь выяснилось, что так называемый «солнечный ветер» — поток протонов и электронов, излучаемых Солнцем, налетают на геомагнитную оболочку Земли с высоты около 20000 км, оттягивает ее назад, в сторону от Солнца, образуя у Земли своеобразный магнитный «хвост».

Электрон или протон, попавшие в магнитное поле Земли, движутся по спирали, как бы навиваясь на геомагнитную линию. Электроны и протоны, попавшие из солнечного ветра в магнитное поле Земли, разделяются на две части. Часть из них вдоль магнитных силовых линий сразу стекает в полярные области Земли; другие попадают внутрь тероида и движутся внутри него, вдоль замкнутой кривой. Эти протоны и электроны в конце концов по геомагнитным линиям также стекают в область полюсов, где возникает их увеличенная концентрация. Протоны и электроны производят ионизацию и возбуждение атомов и молекул газов. Для этого они имеют достаточно энергии, так как протоны прилетают на Землю с энергиями 10000-20000 эв (1эв = 1.6 10 дж), а электроны с энергиями 10-20 эв. Для ионизации же атомов нужно: для водорода — 13,56 эв, для кислорода — 13,56 эв, для азота — 124,47 эв, а для возбуждения еще меньше.

Возбужденные атомы газов отдают обратно полученную энергию в виде света, наподобие того, как это происходит в трубках с разреженным газом при пропускании через них токов.

Спектральное исследование показывает, что зеленое и красное свечение принадлежит возбужденным атомам кислорода, инфракрасное и фиолетовое — ионизованным молекулам азота. Некоторые линии излучения кислорода и азота образуются на высоте 110 км, а красное свечение кислорода — на высоте 200-400 км. Другим слабым источником красного света являются атомы водорода, образовавшие в верхних слоях атмосферы из протонов прилетевших с Солнца. Захватив электрон, такой протон превращается в возбужденный атом водорода и излучает красный свет.

Вспышки сияний происходят обычно через день-два после вспышек на Солнце. Это подтверждает связь между этими явлениями. В последнее время ученые установили, что полярные сияния более интенсивны у берегов океанов и морей.

Полярные сияния могут возникать не только на Земле, но и на других планетах.

Полярное сияние на Сатурне, комбинированный снимок в ультрафиолете и видимом свете (Hubble Space Telescope)

Но научное объяснение всех явлений, связанных с полярными сияниями, встречает ряд трудностей. Например, неизвестен точно механизм ускорения частиц до указанных энергий, не вполне ясны их траектории в околоземном пространстве, не все сходится количественно в энергетическом балансе ионизации и возбуждения частиц, не вполне ясен механизм образования свечения различных видов, неясно происхождение звуков.

Парад суеверий. Методические аспекты

В школьном курсе физики оптические атмосферные явления изучаются мало и достаточно поверхностно. Это объясняется определенной сложностью материала и сравнительно небольшим количеством часов физики, предусмотренным в средних общеобразовательных школах. Однако дополнительное изучение предмета все же возможно на факультативных занятиях. При этом большое значение играет наглядность материала и обращение к личному опыту учащихся по наблюдению за тем или иным оптическим явлением (если речь идет об учащихся средней полосы России, то чаще всего это касается наблюдение цвета неба, в том числе и при утренней и вечерней заре, радуги, реже – венцов или гало).

Изучение оптических явлений в школьном курсе осложняется еще и тем, что не все из них можно объяснить только с точки зрения физики. Иногда для объяснения приходится прибегать к другим наукам (например, при изучении северного сияния используются сведения из астрономии, которая преподается не во всех школах).

Если дело касается обучения в профильных филологических классах, то тут большее внимание следует уделять не подробному рассмотрению физических причин возникновения того или иного оптического явления, а связанных с ними легендах и суевериях. Это же относится и к учащимся 7-ых и 8-ых классов.

В профильных физико-математических классах, напротив, возможно наиболее полное и всестороннее рассмотрение указанных явлений.

Большой интерес у учащихся вызывают также оптические явления, до сих пор не получившие четкого физического объяснения. Здесь можно упомянуть о миражах сверхдальнего видения, хрономиражах, миражах-следовиках и других не совсем научных явлениях. Подобный материал лучше всего рассмотреть в специально проведенном уроке-заблуждении, либо если не позволяет время, можно затронуть его в рефераторной форме.

На современном этапе развития человечества, несложно объяснить, как возникают на небе светящиеся кресты, которые и в наш век пугают иных людей.

Научное объяснение гало — яркий пример того, как обманчива бывает порой внешняя форма какого-либо природного явления. Кажется, что-то крайне загадочное, таинственное, но при более подробном рассмотрении от «необъяснимого» не остается и следа.

Однако, на поиски рациональных объяснений пугающих оптических явлений порой уходили годы, десятилетия и даже века. Сегодня каждый человек, заинтересовавшись чем-либо, может заглянуть в справочник, полистать учебник, погрузиться в изучение специальной литературы. Но такие возможности у человечества появились совсем недавно. Конечно, в средние века все было совсем по-другому. Ведь тогда и знаний таких еще не накопили, и наукой занимались одиночки. Господствующим мировоззрением была религия, а привычным мироощущением — вера.

Французский ученный К. Фламмарион просмотрел под этим углом зрения исторические хроники. И вот что выяснилось: составители хроник нисколько не сомневались в существовании прямой причинной связи между таинственными явлениями природы и делами земными.

В 1118 году, в царствование короля английского Генриха I, на небе появились одновременно две полные луны, одна на западе, а другая на востоке. В том же году король победил в битве.

В 1120 году среди кроваво-красных облаков появились крест и человек, состоявшие из пламени. Все ожидали светопреставления, но дело кончилось только гражданской войной.

В 1156 году несколько часов подряд блестели вокруг солнца три радужных круга, а когда они исчезли, возникли три солнца. Составитель хроники усмотрел в этом явлении намек на ссору короля с епископом Кентерберийским в Англии и на разрушение после семилетней осады Милана в Италии.

В следующем году опять появились три солнца, а посредине луны был виден белый крест; понятное дело, летописец это тотчас связал с раздорами, сопровождавшими избрание нового папы римского.

В январе 1514 года в Вюртемберге были видны три солнца, из коих среднее больше боковых. В то же время на небе появлялись окровавленные и пылающие мечи. В марте того же года опять были видны три солнца и три луны. Тогда же турки были разбиты персами в Армении.

Чаще всего небесным явлениям приписывалось дурное значение.

В связи с этим в истории человечества зафиксирован любопытный факт. В 1551 году немецкий город Магдебург был осажден войсками испанского короля Карла V. Стойко держались защитники города, уже больше года длилась осада. Наконец раздраженный король отдал приказ готовиться к решительной атаке. Но тут произошло невиданное: за несколько часов до штурма над осажденным городом засияли три солнца. Смертельно напуганный король решил, что Магдебург защищают небеса, и приказал снять осаду.

Нечто подобное известно и в Русской истории. Так, в «Слове о полку Игореве» упоминается, что перед наступлением половцев и пленением Игоря «четыре солнца засияли над русской землей». Воины восприняли это как знак надвигающейся большой беды.

В других преданиях сообщается о том, что Иван Грозный увидел предзнаменование своей смерти в «крестном знамении на небе».

Были ли все эти явления на самом деле — не так уж для нас теперь важно. Важно, что с их помощью, на их основе истолковывались реальные исторические события; что люди смотрели тогда на мир сквозь призму своих искаженных представлений и потому видели то, что хотели видеть. Их фантазия порой не знала границ. Фламмарион назвал невероятные фантастические картины, нарисованные авторами хроник, «образчиками артистического преувеличения».

Хрономиражи

Хрономиражи – таинственные явления, не получившие научного объяснения. Никакими известными законами физики нельзя объяснить, почему миражи могут отражать события, происходящие на некотором расстоянии не только в пространстве, но и во времени. Особую известность получили миражи когда-то прошедших на земле сражений и битв. В ноябре 1956 года несколько туристов заночевали в горах Шотландии. Часа в три утра они проснулись от странного шума, выглянули из палатки и увидели десятки шотландских стрелков в старинной военной форме, которые, стреляя, бежали через каменистое поле! Потом видение исчезло, не оставив никаких следов, но уже через сутки повторилось. Шотландские стрелки, все израненные, брели по полю, спотыкаясь о камни.

И это не единственное свидетельство подобного явления. Так, знаменитую битву при Ватерлоо (18 июня 1815 года) наблюдали неделю спустя жители бельгийского городка Вервье. Расстояние от Ватерлоо до Вервье по прямой линии составляет более 100 км. Известны случаи, когда подобные миражи наблюдались и на больших расстояниях — до 1000 км.

По одной из теорий, при особом стечении природных факторов зрительная информация запечатлевается во времени и пространстве. А при совпадении определенных атмосферных, погодных и т.п. условий она вновь становится зримой для посторонних наблюдателей.

Миражи — следовики

Класс явлений, также не получивший научного обоснования. К нему относят миражи, которые после своего исчезновения оставляют материальные следы. Известно, что в марте 1997 г. С неба в Англии падали свежие зрелые орехи. Выдвигают несколько объяснений природы возникновения данных следов.

Первое – эти следы не имеют к миражу непосредственного отношения. «После этого» — не значит «вследствие этого». Самое сложное – установление общей достоверности самих фактов подобных явлений.

Другое объяснение – разность температурных слоев приводит к образованию вихревого эффекта, засасывающего в атмосферу различный мусор. Движение воздушных потоков доставляет «поглощенное» в область образования миража. После выравнивания температур «небесная картина» исчезает, а мусор выпадает на землю.

Сложно говорить о достоверности таких явлений. Но определенный «мистический» интерес они все же вызывают. А потому вполне могут рассматриваться на уроке-заблуждении.

Изучая различные явления, связанные с прохождением света в атмосфере, ученые используют добытые знания для развития науки. Так, наблюдение венцов помогает определять величину кристалликов льда и капель воды, из которых образуются различные облака. Наблюдения венцов и гало дает также возможность предсказания погоды. Так, если появившийся венец постепенно уменьшается, можно ожидать осадки. Увеличение венцов, наоборот, предвещает наступление сухой и малооблачной погоды.

Заключение

Физическая природа света интересовала людей с незапамятных времён. Многие выдающиеся ученные, на всём протяжении развития научной мысли, бились над решением этой проблемы. Со временем, была открыта и сложность обыкновенного белого луча, и его способность менять своё поведение в зависимости от окружающей среды, и его умение проявлять признаки, присущие как вещественным элементам, так и природе электромагнитных излучений. Световой луч, подвергнутый различным техническим воздействиям, стал применяться в науке и технике в диапазоне от режущего инструмента, способного с точностью до микрона обработать нужную деталь, до невесомого канала передачи информации с, практически, неисчерпаемыми возможностями.

Но, прежде чем утвердился совремённый взгляд на природу света, и световой луч нашёл своё применение в жизни человека, были выявлены, описаны, научно обоснованы и экспериментально подтверждены многие оптические явления, повсеместно возникающие в атмосфере земли, от известной каждому радуги, до сложных, периодических миражей. Но, не смотря на это, причудливая игра света всегда привлекала и привлекает человека. Никого не оставляет равнодушным ни созерцание зимнего гало, ни яркого солнечного заката, ни широкой, в пол неба, полосы северного сияния, ни скромной лунной дорожки на водной глади. Световой луч, проходя сквозь атмосферу нашей планеты, не просто освещает её, но и придаёт ей неповторимый вид, делая прекрасной.

Конечно, в атмосфере нашей планеты происходит значительно больше оптических явлений, чем рассматривается в этой курсовой работе. Среди них есть как хорошо знакомые нам и разгаданные учёными, так и те, которые ещё ждут своих первооткрывателей. И нам остаётся лишь надеяться, что, со временем, мы станем свидетелями всё новых и новых открытий в области оптических атмосферных явлений, свидетельствующих о многогранности обыкновенного светового луча.

Список использованной литературы

Гершензон Е.М., Малов Н.Н., Мансуров А.Н. «Курс общей физики»

Королев Ф.А. «Курс физики» М., «Просвещение» 1988 г.

«Физика 10», авторы — Г. Я. Мякишев Б. Б. Буховцев, издательство «Просвещение», Москва, 1987 год. атмосфере идеологических чисток психотехника фактически прекратила… — зрение) — субъективные световые явления (ощущения), не имеющие характера…

Полярные сияния на Кольском полуострове

Одним из самых интересных явлений природы на Кольском полуострове является полярное сияние. Это своеобразное свечение верхних слоев атмосферы хорошо видно в темное время невооруженным глазом.

Исследование природы полярных сияний — очень заманчивая проблема для многих отраслей науки. Быстрое движение, изменение цвета и яркости придают таинственность этому прекрасному оптическому явлению, этому грандиозному зрелищу.

Полярные сияния обычно возникают в полярных областях, однако в периоды магнитных бурь в годы высокой солнечной деятельности интенсивные сияния наблюдаются в средних и даже низких широтах.

Во время мировой магнитной бури 4 февраля 1872 года сияние охватило настолько большое пространство, что его видели жители почти всего земного шара. Границы сияния доходили до 20° северной и южной широт. Этот факт говорит о том, что полярные сияния тесно связаны с другим природным явлением — магнитными бурями (т. е. интенсивными возмущениями магнитного поля Земли), зарождающимися в верхних слоях земной атмосферы.

Полярные сияния могут возникать в любое время суток, однако из-за большой яркости неба в дневные часы сияние невозможно увидеть простым глазом.

Дневные сияния можно обнаружить радиометодами (с помощью радиолокаторов): радиоволны, отражаясь от ионизированных слоев в области свечения, рисуют его картину. Но в дневное время сияний возникает мало. Максимум их падает на вечернее и ночное время. Много ученых разных стран занимаются исследованием сияний, изучением их форм, высоты, географического положения, распределения в течение суток и года, выяснением связей с другими геофизическими явлениями, а также изучением физических процессов, происходящих в тех слоях атмосферы, где наблюдаются сияния.

На Кольском полуострове исследованиями полярных сияний занимается Полярный геофизический институт Кольского филиала Академии наук СССР.

Особенно много нового о полярных сияниях мы узнали в период Международного геофизического года (1957—1959), когда было положено начало планетарным геофизическим исследованиям. Наблюдения за сияниями велись по единой программе визуальными, радиолокационными, спектральными, электрофотометрическими и другими методами одновременно во многих странах мира.

Полярные сияния с этого времени впервые начали изучаться при помощи ракетной техники. Этот метод дал возможность изучать свойства непосредственно верхних слоев атмосферы.

Географическое распределение полярных сияний

Чтобы понять природу полярного сияния, необходимо прежде всего знать, как оно распределено над Землей и как это явление развивается во времени. Многочисленные наблюдения за полярными сияниями показали, что если нанести на карту земного шара пункты с одним и тем же средним годовым числом сияний и соединить их линиями, то для каждого полушария мы получим систему замкнутых кривых овальной формы. Эти кривые имеют общий центр в некоторой точке, близкой к геомагнитному полюсу.

Кривая, вдоль которой располагаются сияния с максимальными значениями, называется зоной полярных сияний. Зона полярных сияний, представляющая пояс их максимальной повторяемости, для северного полушария проходит вдоль северного побережья Норвегии (севернее Мурманска), через Новую Землю, Таймырский полуостров, через остров Врангеля, по северной Аляске, Канаде и южной оконечности Гренландии. Здесь в темное время года сияния наблюдаются почти каждые сутки. Ширина этой зоны составляет несколько сот километров. К югу от нее среднее годовое число сияний резко уменьшается и их интенсивность слабеет. Такое географическое распределение сияний связано с постоянным магнитным полем Земли.

Как известно, наша Земля обладает магнитным полем. Северный геомагнитный полюс лежит на северо-западе Гренландии, вблизи станции Туле. Южный полюс расположен в Антарктиде около советской станции Восток.

Надо сказать, что в зонах полярных сияний происходит сильное поглощение коротких радиоволн, поэтому, чтобы обеспечить дальнюю радиосвязь в высоких широтах, необходимо знать точное расположение, структуру и поведение зоны полярных сияний. Мурманск расположен на южной границе этой зоны.

Классификация форм и высоты полярных сияний

По форме полярные сияния принято делить на нелучистые и лучистые.

Первые однородны по структуре, имеют вид дуг бледно-зеленого и очень редко — красного цвета. К этой группе относятся сияния в виде однородных полос и лент, в виде светящихся облаков, похожих на прозрачную вуаль от нежно-фиолетового до интенсивно-красного цвета, а также пульсирующие сияния, которые с периодами в несколько секунд ритмично появляются в одном и том же месте.

К лучистым сияниям относятся дуги, как бы сотканные из большого числа отдельных очень тонких лучей; расположенных перпендикулярно дуге. Полосы и ленты также могут иметь лучистое строение; в этом случае они состоят как бы из массы плотно сомкнутых мерцающих лучей.

Иногда эти формы приобретают вид веера или занавеси (драпри).

Очень редки так называемые пылающие сияния. По форме они имеют вид волн, быстро движущихся вверх одна за другой через каждые несколько секунд.

Определение высоты полярных сияний

На какой высоте наблюдаются полярные сияния?

В настоящее время определение высот и положения сияний в пространстве производится исключительно при помощи фотографии. Если с двух точек одновременно делать снимки полярных сияний на фоне звезд, то по величине смещения сияния относительно одних и тех же звезд высоту сияния можно определить с точностью до 1—2 километров.

В период Международного геофизического года фотографирование полярных сияний проводилось на 184 станциях; 34 станции Советского Союза были оборудованы специальными автоматическими фотокамерами С-180, которые фиксировали полярные сияния, возникающие в любой части неба.

Многочисленными измерениями установлено, что нижняя граница сияний проходит на высоте 100 км, меняясь в пределах от 90 до 110 км, в зависимости от формы и интенсивности сияния. Однородные дуги чаще всего появляются на высоте 105—150 км. Особый интерес представляют весьма редкие дуги красного цвета, нижний край которых спускался до 65—70 км. Это самые низкие сияния, обнаруженные фотографическим методом. Лучистые сияния простираются до высот 200—300 км. Вершины отдельных лучей полярных сияний при особых условиях иногда достигают высоты 800—1100 км. До недавнего времени эта высота принималась за условную границу атмосферы Земли. Только с запуском искусственных спутников Земли стало ясно, что граница земной атмосферы расположена на значительно больших расстояниях.

Связь полярных сияний с магнитными бурями и солнечной деятельностью

Полярные сияния тесно связаны не только с постоянным магнитным полем Земли, как мы уже отмечали выше, но и с его переменной частью — магнитными бурями; связаны они и с активностью Солнца.

Установлено, что во время магнитных бурь полярные сияния перемещаются по направлению к экватору, причем сияния и магнитные бури наступают одновременно. Установлено также, что магнитные возмущения наиболее часты и интенсивны в зонах полярных сияний. Такое замечательное совпадение двух явлений не может быть случайным. Магнитные бури и полярные сияния вызываются одними и теми же источниками.

Где же находятся эти источники?

Уже давно известно, что полярные сияния и магнитные бури часто совпадали с наличием пятен на Солнце. Позднее обнаружилась тесная зависимость между сильными полярными сияниями и наиболее выдающимся солнечным явлением — интенсивными вспышками. Почти одновременно со вспышками на Солнце наблюдается и резкое увеличение интенсивности космических лучей.

Во время больших солнечных вспышек происходит резкое возрастание ионизации в ионосфере, что приводит к катастрофическим нарушениям радиосвязи на коротких волнах.

Причиной ионизации является коротковолновое, рентгеновское и корпускулярное излучение Солнца. Корпускулярное излучение Солнца представляет собой поток заряженных частиц, испускаемых Солнцем особенно усиленно во время вспышек. В этот период и возникают полярные сияния и магнитные возмущения.

Для чего изучаются полярные сияния

Может возникнуть вопрос, для чего нам нужно изучать полярные сияния, какую практическую пользу дают эти исследования?

Мы знаем, что Земля окружена воздушной оболочкой — атмосферой, простирающейся вверх на многие сотни километров. Меняя с высотой свои физические свойства, атмосфера переходит в межпланетное пространство.

Изучение верхних слоев атмосферы имеет большое практическое значение: во-первых, потому, что здесь располагаются ионизированные области, обеспечивающие радиосвязь на большие расстояния; во-вторых, потому, что верхние слои атмосферы являются средой, в которой движутся искусственные спутники Земли и космические ракеты. Стало быть, изучение верхних слоев атмосферы, в том числе полярных сияний, приоткрывает «окно» в космос, помогает осуществлению вековой мечты человечества о межпланетных полетах. Результаты исследований спектров полярных сияний, а также новые данные, полученные за последнее время при помощи искусственных спутников Земли и ракет, позволили нам лучше узнать состав верхних слоев атмосферы, их структуру, температуру и химические реакции, которые там протекают. С другой стороны, экспериментальные данные позволяют получить ценную информацию о потоках разнообразных частиц, испускаемых Солнцем, которые в значительной степени определяют состояние межпланетной среды. Физические процессы в тех областях, где происходят полярные сияния, раскрывают природу взаимосвязи этого явления с возмущениями магнитного поля Земли и замираниями радиосвязи.

Состав верхних слоев атмосферы

Земная атмосфера на уровне моря в основном состоит из азота — около 78% и кислорода — 21%; 1% составляют молекулы аргона, углекислоты, неона, гелия, криптона и других элементов. В нижних слоях атмосфера хорошо перемешана.

Существует три типа процессов, которые определяют изменение состава атмосферы с высотой:

перемешивание, стремящееся сделать атмосферу однородной;
диффузионное разделение вследствие разницы в молекулярных весах различных составных частей атмосферы;
фотохимические изменения.

С высоты примерно выше 80 км молекулы, составляющие атмосферу, начинают располагаться согласно своему молекулярному весу. Это разделение тяжелых и легких газов под влиянием силы тяжести носит диффузионный характер и протекает крайне медленно. Высота, на которой диффузионное разделение начинает преобладать над перемешиванием, пока точно не установлена, но примерно до 80—100 км атмосфера однородна и по своему химическому составу не отличается от приземного слоя. Выше 85 км состав верхних слоев атмосферы, находясь под постоянным воздействием электромагнитного и корпускулярного излучения Солнца, начинает меняться: молекулы азота и кислорода расщепляются (диссоциируют) на атомы.

В первую очередь на высоте 100 км распадаются ш атомы молекулы кислорода; молекулы азота распадаются на высоте примерно 200 км.

Кроме того, под действием различных излучений Солнца образуются ионизированные молекулы азота, кислорода и окиси азота, ионы атомарного кислорода и азота, относительная концентрация которых с высотой увеличивается. Процесс ионизации заключается в отрыве электрона от атома или молекулы.

Выше 1000 км ионы становятся, по-видимому, основными частицами атмосферы.

Такова в общих чертах картина строения атмосферы вплоть до высоты 1000 км.

Окончательные суждения о составе верхней атмосферы Земли можно будет составить лишь после новых экспериментов.

Полярные сияния и радиационные пояса Земли

Одним из самых интересных открытий, сделанных за последние годы, является открытие, при помощи спутников и космических ракет, существования радиационных поясов Земли. Было обнаружено, что огромная область вокруг Земли занята заряженными частицами — протонами и электронами, движущимися вдоль магнитных силовых линий с огромными скоростями.

Оказалось, что вокруг Земли существуют, удерживаемые ее магнитным полем, три радиационных пояса: внутренний, внешний и самый внешний пояс, причем во внутреннем поясе излучение, состоящее в основном из протонов высоких энергий, представляет собой большую опасность для космонавтов.

Радиационные пояса можно представлять как кольцевые токи, существующие в околоземном пространстве.

Сразу же после открытия радиационных поясов появились попытки увязать их с возникновением полярных сияний. Предполагается, что внешний радиационный пояс, подверженный сильным изменениям в зависимости от солнечных потоков, играет роль промежуточного резервуара для заряженных частиц. Магнитное поле Земли для заряженных частиц служит своеобразной магнитной ловушкой, в которой концентрируется большое количество электронов и протонов, в результате чего Земля оказывается окруженной областями ионизующих излучений высокой интенсивности — радиационными поясами.

Как показал анализ материалов наблюдений в период Международного геофизического года, во время возмущений на Солнце этот резервуар как бы переполняется и излишние электроны «сбрасываются» в атмосферу. Небольшая часть энергии этих частиц освобождается в виде свечения полярного сияния на более низких широтах.

Анализ данных МГГ показывает также, что интенсивные сияния, по-видимому, появляются одновременно в двух полушариях, в так называемых магнитно-сопряженных областях, расположенных в непосредственной близости от концов одной и той же магнитной силовой линии.

Таким образом, наблюдения за полярными сияниями могут дать важную информацию о поведении радиационных поясов Земли, помогут лучше понять сущность процессов, протекающих в них.

Искусственное полярное сияние

Итак, мы установили, что внешняя часть атмосферы состоит преимущественно из ионизированных частиц; магнитное поле Земли захватывает эти частицы, и они движутся по спирали вдоль магнитных силовых линий из одного полушария в другое. Из-за малой плотности атмосферы на больших высотах заряженные частицы могут долгое время колебаться вдоль магнитных силовых линий. Взаимодействуя с магнитным полем Земли, частицы попадают в область малых высот и больших широт, вызывая полярные сияния, магнитные бури и ионосферные возмущения. Подтверждение этому положению мы находим в опытах с ночными взрывами, при которых в атмосферу «впрыскиваются» ионизированные атомы, образующие облако заряженных частиц достаточной плотности. При этих опытах имитируется вторжение частиц от Солнца. Во время таких взрывов наблюдались искусственные полярные сияния заметной интенсивности на низких широтах как в районе, близком к месту взрыва, так и в геомагнитно-сопряженных местах, расположенных на концах одной и той же силовой магнитной линии, вдоль которой канализировались заряженные частицы; возникшие во время взрыва.

О теории полярных сияний

Таким образом, согласно современным представлениям, полярные сияния и связанные с ними магнитные возмущения возникают под воздействием на верхние слои земной атмосферы заряженных частиц, летящих к нам от Солнца.

Поток частиц, приближаясь к Земле со скоростью примерно 1000 км/сек, пересекает магнитное поле Земли. Захваченные магнитным полем, такие частицы, «привязанные» к магнитным силовым линиям, колеблются между двумя крайними положениями: в южном и северном полушариях. Столкновение этих частиц с атомами и молекулами атмосферы в местах, где частицы испытывают «отражения», приводит к возбуждению и обусловливает свечение атмосферы. Полярные сияния, таким образом, как бы очерчивают область, где заканчиваются пути заряженных частиц, испускаемых Солнцем. Согласно расчетам, суммарная планетарная мощность заряженных потоков, вызывающих сильное свечение, в течение нескольких часов может достигать 10²¹ эрг/сек. Но мы пока еще не знаем точно состав корпускулярного потока, свойств первичных частиц, механизма взаимодействия потока с магнитным полем Земли. Не получил полного объяснения и механизм связи между полярными сияниями и другими геофизическими явлениями.

Исследования спектров полярных сияний показали, что протоны являются одной из составных частей потока солнечных частиц, приносящих с собой энергию, достаточную, чтобы вызвать свечение полярных сияний. Однако протоны не являются доминирующим агентом в возбуждении сияний.

С появлением ракетной техники появилась возможность непосредственного измерения частиц, создающих видимое полярное сияние. Таких экспериментов было проведено несколько. В каждом из них было найдено, что основная часть свечения полярного сияния создавалась электронами. Пока еще мало получено данных относительно межпланетной среды, через которую распространяются солнечные частицы, вызывающие полярные сияния.

В последнее время теория полярных сияний подвергается существенному пересмотру в соответствии с современными достижениями в области физики, геофизики и астрофизики. Новые экспериментальные данные будут получены в период проведения нового международного мероприятия — Года спокойного Солнца (1964—1965 гг.).

В верхней атмосфере имеются уникальные экспериментальные условия, которые еще не удавалось получить в лаборатории, поэтому подробные исследования будут продолжаться на спутниках и ракетах. Пройдет еще некоторое время, пока будет разработана стройная теория, которая объяснит все стороны такого сложного физического явления как полярное сияние.

Источник: Отв. ред. В.А. Токарев. Природа Мурманской области. Мурманское книжное издательство. Мурманск. 1964

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

зрелище, вызывающее восторг и трепет — Общество

Полярное сияние – визитная карточка Кольского полуострова, хоть и увидеть настоящее чудо природы можно и в Арктике, и в Антарктике. В древности это явление окружали легенды, каждый из народов слагал свои истории: кому-то сполохи сулили скорую смерть, а кто-то считал их символом большой удачи.

Чтобы увидеть полярное сияние, в Мурманскую область ежегодно приезжают тысячи гостей – из разных городов и стран. Немало поклонников уникального природного явления есть и среди жителей Заполярья. Один из них, главный технический редактор Издательства Федерального исследовательского центра «Кольский научный центр российской академии наук» (РИЦ ФИЦ КНЦ РАН) Валентин Жиганов, более 30 лет жизни посвятил фотографии: снимков природы накопилось бессчетное количество, в том числе и ее неотъемлемой части – полярного сияния.

«Раньше только с одной охоты за сиянием я мог привезти несколько тысяч фотографий, – вспоминает фотограф. – Из них поначалу я делал таймлапс-фильмы. Сейчас сразу снимаю сияние на видео. Полярное сияние никогда не повторяется, каждый раз оно способно удивлять. Самое эффектное представление на небе мне довелось наблюдать 9 октября 2013 года. Именно тогда я за одну ночь впервые увидел и сфотографировал сияние всех оттенков и цветов, каких оно только бывает. Что интересно: я с друзьями поехал в горы снимать метеоритный дождь и сияния там не должно было быть, но природа преподнесла нам сюрприз. Мы делали фотографии до четырех утра, а потом сдались – уже просто не было сил продолжать».

История названия

Полярное сияние – это многоцветное свечение, возникающее в верхних слоях атмосферы из-за взаимодействия магнитного поля Земли с заряженными частицами солнечного ветра.

«Оно наблюдается преимущественно в высоких широтах обоих полушарий в овальных зонах-поясах, окружающих магнитные полюса Земли – авроральных овалах, – объясняет Валентин Жиганов. – Диаметр авроральных овалов составляет ~ 3000 км во время спокойного Солнца. 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».

В основном полярные сияния происходят на высотах 100-115 км, но иногда они наблюдаются как гораздо ниже – до 70 км, так и выше – на высоте до 300 км. Были зарегистрированы полярные сияния даже на высоте 1000 км.

«Сияние имеет разные формы – дуги, ленты, лучи, – поясняет фотограф. – Быстро перемещается или неподвижно висит. Меняет цвета и яркость. Самая зрелищная фаза сияния – корона. Чаще всего полярные сияния обладают зеленой окраской – из-за атомарного кислорода, реже – красной и фиолетовой, за нее отвечает молекулярный азот».

Во всем мире полярные сияния называют Авророй. Северное сияние называется Aurora Borealis, в честь римской богини зари – Авроры и греческого бога северного ветра – Борея. Южное сияние – Aurora Australis.

«Авророй сияние назвал итальянский физик Галилео Галилей, – рассказывает Валентин Жиганов. – Ученые того времени выдвигали теорию, что полярное сияние возникает из-за отражения света от ледяных шапок. Галилео Галилей заключил, что оно возникает в результате преломления солнечного света в атмосфере от кристалликов льда. Позже Михаил Ломоносов опроверг это утверждение, так как сам неоднократно наблюдал сияние и озвучил правильную догадку, которая затем подтвердилась учеными».

Граница между мирами

Пока ученые формулировали свои версии происхождения сияния, люди в разных концах Земли слагали легенды об этом чуде природы.

«Древние народы, которые жили в непосредственной близости от зон возникновения полярных сияний придавали им магическое значение и по-своему пытались объяснить их происхождение, – рассказывает фотограф. – Так, целая группа народов считала, что сияние – это граница между миром живых и мертвых».

К примеру, в древней норвежской мифологии упоминается мост Бифрост – дрожащая арка, которая пересекает небо и соединяет миры богов и людей.

Рисунок Стивена Синка — Бифрост в Вальгаллу после Рагнарека

«Именно по этому мосту боги сходили к людям, – комментирует Валентин Жиганов. – Некоторые исследователи связывают мост Бифрост с другим атмосферным явлением — радугой. У финнов полярные сияния ассоциировались не с мостом, а с огненной рекой Ружей. Но значение оставалось тем же – граница между живыми и небожителями».

Было у норвежцев еще одно объяснение природы сияния.

«Другие легенды северного народа утверждают, что полярное сияние – это танец душ умерших дев, – рассказывает фотограф. – По еще одной версии это отсветы от оружия и доспехов дев-воительниц – валькирий. Тем временем, индейцы племени Лиса из Висконсина считали сполохи привидениями – душами убитых врагов. А индейцы Северной Америки думали, что полярное сияние – это свет от фонарей духов, которые спускаются на землю в поисках душ умерших охотников. Некоторые племена североамериканских индейцев считали сияние светом от огней северных шаманов».

Была своя версия и у индейцев, проживающих на севере Канады и Аляски. Они считали, что сияние – это ничто иное, как свет из распахнутых окон небесного дворца, который населен душами умерших людей.

«Эти окна открывались тогда, когда небожителям нужно было призвать в свои ряды чью-то душу, – продолжает Валентин Жиганов. – Нередко кто-нибудь откликался на этот зов и отправлялся навстречу своей гибели».

Интересное объяснение природы полярного сияния было у эскимосов: они думали, что сияние вызывают духи, играющие в футбол. А австралийские аборигены принимали сполохи за богов, исполняющих причудливый танец.

«Эскимосы были уверены, что полярное сияние разыгралось на небе к хорошей погоде, – поясняет представитель издательства КНЦ РАН. – К слову, ученые до сих пор не могут выявить взаимосвязь между полярными сияниями и погодой».

Охотникам на заметку

Полярное сияние в Мурманской области можно наблюдать с сентября по середину апреля. Летом сияние не прекращается, но увидеть его невозможно из-за светлого неба – несколько месяцев на севере длится полярный день.

«Наблюдать сияние можно в любой точке Кольского полуострова, – поясняет Валентин Жиганов. – Обычно сияние видно хорошо везде, главное, чтобы рядом не было огней города и было открытое пространство. Для таких наблюдений больше всего подходят горы Хибины и озеро Имандра. Красивые снимки можно сделать и на побережье Баренцева моря, но, как правило, чтобы добраться туда, нужно потратить много времени».

Первое, что должен сделать охотник за сиянием прежде, чем отправиться на съемку – тепло одеться.

«Второе – нужно быть в нужное время в нужном месте, чтобы увидеть или заснять сияние, – объясняет фотограф. – Третье – нужна техника. К сожалению, чтобы качественно сфотографировать сияние, должна быть профессиональная фототехника со светосильным объективом, которая стоит довольно дорого. Обязательно наличие штатива и умение снимать в ручном режиме, где сам фотограф выставляет нужные настройки на фотоаппарате. Чем короче выдержка – тем лучше кадр, так как сияние быстро перемещается по небу. Если выдержка будет длинной, на снимках небо будет зеленым, и вы не сможете передать динамику и структуру сияния».

Вместо заключения

В наши дни полярное сияние как природный феномен продолжает всесторонне изучаться.

Так, в Федеральном исследовательском центре «Кольский научный центр Российской академии наук» был создан «Центр медико-биологических проблем адаптации человека в Арктике». Одно из его направлений работы – изучение воздействия сияния (магнитной бури) на человека в арктических регионах. Так что ученым еще предстоит ответить на вопрос, волнующий многих: правда ли, что полярное сияние может свести человека с ума?

«К счастью, ни я сам, ни при мне люди, которые наблюдали за сиянием, с ума не сходили, – с улыбкой комментирует слухи об этом фотограф и редактор Валентин Жиганов. – Вот восторг испытывали многие, особенно те, кто видел сияние сильное и эффектное».

***

Наталья Линкевич, специально для GoArctic.

Фото Валентин Жиганов

Что такое северное сияние?

Ответ

Северное сияние, одно из нескольких астрономических явлений, называемых полярным сиянием (полярное сияние), представляет собой лучи или завесы цветного света, иногда видимые в ночном небе.

Aurora borealis — северное сияние.

Чена Хот-Спрингс, Аляска, 2013. LCDR Гэри Барон, корпус NOAA (в отставке), фотограф. Библиотека фотографий NOAA.

Полярное сияние ( полярное сияние ) — это природное явление, обнаруженное как в северном, так и в южном полушариях, которое может вызывать поистине трепет.Северное сияние также называют научным названием aurora borealis , а южное сияние — aurora australis .

Стен Оденвальд, автор книги «23-й цикл: обучение жизни с грозовой звездой » (Нью-Йорк, Columbia University Press, c2001), дает представление о том, как генерируется северное сияние:

Происхождение полярного сияния начинается на поверхности Солнца, когда солнечная активность выбрасывает облако газа. Ученые называют это выбросом корональной массы (КВМ).Если один из них достигает Земли, что занимает около 2–3 дней, он сталкивается с магнитным полем Земли. Это поле невидимо, и если бы вы могли видеть его форму, оно сделало бы Землю похожей на комету с длинным магнитным «хвостом», протянувшимся на миллион миль позади Земли в противоположном направлении от Солнца.

Когда выброс корональной массы сталкивается с магнитным полем, это вызывает сложные изменения, происходящие в области магнитного хвоста. Эти изменения генерируют токи заряженных частиц, которые затем текут по магнитным силовым линиям в полярные области.Эти частицы получают повышенную энергию в верхних слоях атмосферы Земли, и когда они сталкиваются с атомами кислорода и азота, они производят ослепительное сияние.

Оденвальд далее говорит нам: «Сияние прекрасное, но невидимые потоки частиц и магнетизма, которые происходят одновременно, могут повредить нашу электрическую сеть и спутники, работающие в космосе. Вот почему ученые так стремятся понять физику полярных сияний и солнечных бурь, чтобы мы могли предсказать, когда это может повлиять на наши технологии.”

Северное сияние над фортом в Ситке, Аляска. Отдел эстампов и фотографий, Библиотека Конгресса.

Могу я их где-нибудь увидеть?

Да, хотя они чаще встречаются в более высоких широтах и местах, таких как Аляска, Канада и Антарктида, ближе к полюсам Земли. Иногда их видели ближе к экватору и даже на юге Мексики. Чтобы увидеть их, посмотрите в сторону ближайшего полюса (северный горизонт в северном полушарии, южный горизонт в южном полушарии).

Могу ли я увидеть их в любое время года?

Да. В некоторых областях, таких как Аляска или Гренландия, они могут быть видны большую часть ночи в году. И они происходят в любое время суток, но мы не можем увидеть их невооруженным глазом, если только не темно.

Что вызывает цвета и узоры?

Цвета и узоры относятся к типам ионов или атомов, которые возбуждаются при столкновении с атмосферой и на них действуют силовые линии магнитного поля. Дисплеи могут принимать разные формы, включая рябь на шторах, пульсирующие шары, бегущие импульсы или постоянное свечение.Высота влияет на цвета. Сине-фиолетовый / красный цвет встречается на глубине менее 60 миль (100 км), а ярко-зеленый цвет наиболее интенсивен на расстоянии 60–150 миль (100–240 км). Выше 150 миль (240 км) появляются красные рубины.

Панорамный вид на станцию Мак-Мердо посреди зимы с северным сиянием, Млечным путем и полосами спутников в ночном небе. Вдалеке виднеются огни взлетно-посадочной полосы Pegasus White Ice. Июнь, 2016. Джошуа Свонсон, NSF, фотограф. Библиотека фотографий антарктической программы США, Национальный научный фонд.

Интересные факты о северном сиянии

Согласно Нилу Боуну ( Аврора: взаимодействие Солнца и Земли, , 1996), термин северное сияние — северный рассвет — впервые был использован Пьером Гассенди (1592-1655) и Галилео Галилеем (1564- 1642), которые оба были свидетелями светового шоу 12 сентября 1621 года. Тем не менее, Боун также включает описание северного сияния, сделанное за 1000 лет до этого Григорием Турским (538-594). Оно включает фразу: «… так ярко что вы могли подумать, что тот день вот-вот начнется.”
Полярные сияния наблюдаются с древних времен.
Высота дисплеев может достигать 1000 км (620 миль), хотя большинство из них составляет 80–120 км.
Полярные сияния имеют тенденцию быть более частыми и захватывающими во время высокой солнечной активности, которая длится примерно одиннадцать лет.
Некоторые показы особенно зрелищны и широко распространены и были отмечены в новостях. Примеры включают штормы полярных сияний в августе-сентябре 1859 г., 11 февраля 1958 г. (огни шириной 1250 миль окружили Арктику от Орегона до Нью-Гэмпшира) и 13 марта 1989 г. (все небо стало ярко-красным, и северное сияние было видно в Европа и Северная Америка до Кубы).
В северных культурах существует множество легенд, объясняющих северное сияние. Некоторые североамериканские инуиты называют северное сияние аксарниит («футболисты») и говорят, что духи мертвых играют в футбол с головой моржа. Часто легенды предупреждают детей, что свет может упасть и унести их.
Июнь 1896 года, норвежец Кристиан Биркеланд, «отец современной науки о полярных сияниях», предложил теорию о том, что электроны из солнечных пятен вызывают полярные сияния.
Йеллоунайф (Северо-Западные территории, Канада) — столица полярного туризма.
Самый ранний известный отчет о северном сиянии, по-видимому, взят из вавилонской глиняной таблички из наблюдений, сделанных официальными астрономами царя Навуходоносора II в 568/567 году до нашей эры.
Некоторые люди утверждают, что слышат шумы, связанные с северным сиянием, но задокументировать это явление было сложно.

Северное сияние, база ВВС Эйлсон, Аляска.Северное сияние, или северное сияние, сияет над Медвежьим озером. Эти огни являются результатом столкновения солнечных частиц с газами в атмосфере Земли. Ранние эскимосы и индейцы верили в разные легенды о северном сиянии, например, что это были души животных, танцующих в небе, или души павших врагов, пытающихся воскреснуть. Старший летчик Джошуа Стрэнг, фотограф ВВС США. Галерея СМИ ВВС США.

Опубликовано: 19.11.2019. Автор: Справочная секция по науке, Библиотека Конгресса

Видео: Посмотрите на форму нового северного сияния под названием «Дюны»

Когда члены группы публиковали фотографии полярных сияний, которые они видели и хотели узнать больше, Палмрот часто отвечал типом полярного сияния и научным объяснением его формы. Обсуждения привели Палмрота и двух сотрудников к изданию полевого путеводителя по северному сиянию.

Но даже после выхода книги некоторые вопросы остались без ответа. На некоторых фотографиях горожан была запечатлена форма полярного сияния, не подходящая ни под одну из известных категорий. Зеленые горизонтальные волны текли параллельно. Его неровности напоминают некоторым наблюдателям песчаные образования, и его окрестили «дюнами».

Группа обсуждала феномен через несколько дней после публикации книги Палмрота, когда один из участников указал, что таинственное явление происходило в тот самый момент за их окнами.

Итак, Палмрот предложил способ, с помощью которого члены могли бы помочь ученым исследовать это явление: сделав фотографии его в разных местах Финляндии в одно и то же время.

Двум фотографам группы удалось сделать снимки полярного сияния в одну и ту же секунду с расстояния в 120 километров (75 миль). Это дало исследователям из группы Палмрота из Хельсинкского университета все необходимое для измерения полярного сияния и определения его местонахождения в околоземном пространстве.

Максим Грандин — один из физиков в команде Палмрота. Он смог проанализировать фотографии с помощью бесплатного программного обеспечения под названием Stellarium, чтобы определить кончики «пальцев» дюн и вычислить их азимут и высоту на основе местоположения звезды, расположенной за ними.

«С одной картинкой вы не можете получить никакой информации», — говорит он NPR. «Вам нужны две картинки, чтобы определить местоположение данного объекта в космосе».

Угловая информация с картинок позволила Грандину определить высоту каждого пальца по триангуляции.Он обнаружил, что вся конструкция находилась на высоте 100 километров (около 60 миль). Он спроецировал структуры на карту, поместив их в атмосфере над Швецией.

Оказывается, любители небесных наблюдений не только определили новый тип полярного сияния, но и помогли ученым осветить часть атмосферы Земли, о которой мало что известно.

Грандин говорит, что часть атмосферы, в которой находятся дюны, — ионосфера — изучена меньше, чем другие области, потому что в этой зоне сложно проводить измерения.

«Спутники не могут летать на такой малой высоте, воздушные шары не могут достигать такой большой высоты, даже радары обычно не разрешают измерения на таких высотах». По его словам, этот регион «очень часто называют« игноросферой », потому что мы практически игнорируем в нем все».

Но открытие дюн уже проливает новый свет на ионосферу.

Палмрот, Грандин и другие авторы исследования, опубликованного в журнале AGU Advances, предполагают, что возможной причиной появления дюн могла быть мезосферная скважина: редкое явление, которое, насколько им известно, никогда не наблюдалось в авроральной зоне или не исследовалось с использованием авроральных выбросов. .

Итак, открытие важно для науки — и Грандин говорит, что роль граждан была решающей.

«Если бы они не задавали вопросы, если бы они вообще не фотографировали, мы, вероятно, никогда бы не услышали о дюнах и никогда не исследовали бы их», — говорит он. «Дюны, безусловно, существовали веками или тысячелетиями. Но нужно было их замечать, привлекать к ним внимание ученых и задавать вопросы».

Он говорит, что граждане увлечены своими наблюдениями, поэтому они задают множество вопросов.«Иногда мы понимаем, что это очень хорошие вопросы, на самом деле, и мы не знаем [ответов], поэтому нам нужно исследовать это. И тогда вы придумываете новую тему для действительно отличного исследования, и это действительно хорошее приключение «.

Он указывает на сайт Taivaanvahti, куда фотографы-любители могут загружать свои фотографии, указывая, где в Финляндии они наблюдали данное явление и точное время. В результате получилась обширная база данных о наблюдаемых полярных сияниях и других явлениях.

Он также отмечает роль, которую канадские охотники за полярным сиянием сыграли в идентификации атмосферного явления под названием СТИВ.

По его словам, участие граждан в таких научных исследованиях может иметь большее влияние на общество.

«Мы живем в то время, когда некоторые люди сомневаются в достоверности науки», — говорит он. «И если люди чувствуют, что они — часть этого великого приключения, которое есть наука, я думаю, они более склонны доверять ей. И это действительно здорово».

Авторские права 2020 NPR.Чтобы узнать больше, посетите https://www.npr.org.

авроральных дюн: гражданские ученые открывают новую форму сияния | Геофизика, Науки о Земле

Этот феномен, названный «дюнами полярного сияния», был обнаружен гражданскими учеными Финляндии; это происходит на относительно небольшой высоте в 100 км (62 мили), в верхних частях мезосферы Земли, и, как полагают, вызвано волнами атомов кислорода, светящимися из-за потока частиц, испускаемых Солнцем.

Авроральные дюны выглядят как зеленый и ровный узор из волн, напоминающий полосатую вуаль облаков или дюны на песчаном пляже.Изображение предоставлено Кари Саари.

«Та часть авроральной зоны, где электрически нейтральная атмосфера Земли встречается с границей космоса, представляет собой чрезвычайно сложную среду для спутников и других космических приборов», — сказала профессор Хельсинкского университета Минна Палмрот, возглавлявшая команду профессионалов и специалистов. гражданские исследователи.

«Вот почему это одно из наименее изученных мест на нашей планете».

«Из-за трудностей в измерении атмосферных явлений, происходящих на высоте от 80 до 120 км (50-75 миль), мы иногда называем эту область игноросферой.”

Дюны наблюдались именно в этом районе авроральной зоны.

Явление привело ученых к поиску компромисса между атмосферными и космическими исследованиями, поскольку обычная методология космической физики не могла объяснить его в одиночку.

«Различия в яркости внутри дюнных волн могут быть вызваны либо волнами осаждающихся частиц, приходящих из космоса, либо лежащими под ними атомами кислорода в атмосфере», — сказал профессор Палмрот.

«В итоге мы предположили, что дюны — это результат повышенной плотности атомов кислорода».

В очень редких случаях гравитационная волна, поднимающаяся в атмосфере, может быть отфильтрована и изогнута для перемещения между мезопаузой и инверсионным слоем, периодически образующимся под мезопаузой. Мезопауза и инверсионный слой холоднее других слоев атмосферы. В волновом канале, установленном между этими двумя слоями, гравитационные волны, идущие снизу, могут проходить большие расстояния, не затухая.Авроральные выбросы в форме дюн возникают, когда солнечный ветер заряжает атомы кислорода, проходящие через канал. Изображение предоставлено: Яни Нэрхи.

Затем профессор Палмрот и его коллеги должны были определить, как изменчивость плотности атомов кислорода, вызванная гравитационными волнами в атмосфере, приводит к такому равномерному и широко распространенному полю волн.

Обычно на высоте исследования существует множество различных типов гравитационных волн, распространяющихся в разных направлениях на разных длинах волн, поэтому они не легко формируют ровные волновые поля, которые демонстрируют дюны.

Исследование предполагает, что рассматриваемое явление является мезосферным каналом, редким и малоизученным явлением, которое имеет место в мезосфере.

Явление приливной волны — это волна, обычная для многих рек, где прилив проходит вверх по руслу реки.

Различные типы гравитационных волн зарождаются в атмосфере, а затем поднимаются.

В очень редких случаях гравитационные волны могут быть отфильтрованы, когда они поднимаются между мезопаузой и инверсионным слоем, который периодически формируется ниже мезопаузы.

Инверсионный слой заставляет отфильтрованные волны изгибаться и позволяет им проходить большие расстояния через канал без затухания.

Когда атомы кислорода в стволе сталкиваются с электронами, оседающими в атмосфере, они возбуждаются.

Выпуская это возбуждение, они создают сияние. Вот почему мезосферные отверстия — явление, которое до сих пор считалось очень сложным предметом исследования — иногда можно увидеть невооруженным глазом.

До этого открытия мезосферные каналы в авроральной зоне не наблюдались и не исследовались с помощью авроральных эмиссий.

«Зона полярных сияний в целом обычно не учитывается в исследованиях, посвященных стволу, так как авроральные излучения ухудшают метод, используемый для определения мезосферных отверстий», — сказал профессор Палмрот.

Выводы команды были опубликованы в журнале AGU Advances .

_____

М.Палмрот и др. . Гражданские ученые открывают новую форму полярного сияния: дюны позволяют заглянуть в верхние слои атмосферы. AGU Advances , опубликовано в Интернете 28 января 2020 г .; DOI: 10.1029 / 2019AV000133

любительских наблюдателей за небом обнаружили новую форму: NPR

AGU YouTube

Обновлено в 8:30 а.м. ET 31 января

Жители северных стран давно наблюдали за чудом северного сияния: северным сиянием.

Эти небесные полосы света и цвета часто видны ясными ночами в Финляндии, где ими так восхищаются, что группа на финском языке в Facebook, посвященная их поиску и фотографированию, насчитывает более 11 000 участников.

Здесь собираются поклонники северного сияния, чтобы обсудить такие темы, как прогнозы космической погоды и лучшее оборудование для съемки северного сияния.

Среди его членов — Минна Палмрот. Она физик и профессор Хельсинкского университета, где возглавляет исследовательскую группу, изучающую космическую погоду, вызывающую полярные сияния.

Но даже после того, как книга вышла, некоторые вопросы остались без ответа. На некоторых фотографиях горожан была запечатлена форма полярного сияния, не подходящая ни под одну из известных категорий. Зеленые горизонтальные волны текли параллельно. Его неровности напоминают некоторым наблюдателям песчаные образования, и его окрестили «дюнами».

Авроральные дюны выглядят как зеленые волны в небе. Кари Саари / Хельсинкский университет скрыть подпись

переключить подпись Кари Саари / Университет Хельсинки

Авроральные дюны кажутся зелеными волнами в небе.

Кари Саари / Университет Хельсинки

Двум фотографам группы удалось сделать снимки полярного сияния в одну и ту же секунду с расстояния в 120 километров (75 миль) друг от друга. Это дало исследователям из группы Палмрота из Хельсинкского университета все необходимое для измерения полярного сияния и определения его местонахождения в околоземном пространстве.

«С помощью одного снимка нельзя получить никакой информации о высоте дюн», — говорит он NPR. «Вам нужны две картинки, чтобы определить местоположение данного объекта в космосе».

Угловая информация из изображений позволила Грандину триангулировать высоту каждого пальца. Он обнаружил, что вся конструкция находилась на высоте 100 километров (около 60 миль). Он спроецировал структуры на карту, поместив их в атмосфере над Швецией.

Оказывается, любители астрономии не только определили новый тип полярного сияния, но и помогли ученым осветить часть атмосферы Земли, о которой мало что известно.

Он находится в ионосфере, области верхних слоев атмосферы, содержащей заряженные частицы. Грандин говорит, что та часть ионосферы, где находятся дюны, изучена меньше, чем другие области, потому что в этой зоне сложно проводить измерения.

«Спутники не могут летать на такой малой высоте, воздушные шары не могут достичь такой большой высоты, даже радары обычно не разрешают измерения на этих высотах». Он говорит, что этот регион «очень часто называют« игноросферой », потому что мы практически игнорируем в нем все.»

Но открытие дюн уже проливает новый свет на игноросферу.

Палмрот, Грандин и другие авторы исследования, опубликованного в журнале AGU Advances, предполагают, что возможной причиной образования дюн может быть мезосферное отверстие: редкое явление что, насколько им известно, никогда не наблюдались в зоне полярных сияний и не исследовались с использованием авроральных выбросов

Таким образом, открытие важно для науки — и Грандин говорит, что роль граждан была решающей.

«Если бы они не задавали вопросы, если бы они даже не фотографировали, мы, вероятно, никогда бы не услышали о дюнах и никогда не исследовали бы их», — говорит он. «Дюны, безусловно, существовали веками или тысячелетиями. Но нужно было их замечать, привлекать к ним внимание ученых и задавать вопросы».

Он говорит, что граждане увлечены своими наблюдениями, поэтому они задают много вопросов. «Иногда мы понимаем, что на самом деле это очень хорошие вопросы, но мы не знаем [ответов], поэтому нам нужно исследовать это.И вот так возникает новая тема для действительно большого исследования, и это действительно хорошее приключение ».

Он указывает на веб-сайт Taivaanvahti, где фотографы-любители могут загружать свои фотографии, указывая, где в Финляндии они наблюдали данный

Он также отмечает роль, которую канадские охотники за полярным сиянием сыграли в идентификации атмосферного явления, называемого STEVE, — это обширная база данных о наблюдаемых полярных сияниях и других явлениях.

По его словам, участие граждан в таких научных исследованиях может иметь большее влияние на общество.

Северное сияние | Когда и где увидеть Aurora Borealis

Почему северное сияние бывает разных цветов?

Цвет полярного сияния зависит от того, какие химические вещества присутствуют, и от высоты встречи атомов и частиц.

Наиболее часто встречающийся цвет — зеленый , вызванный кислородом, обычно на высоте около 100 км
Красный встречается реже и его труднее увидеть, также вызванный кислородом и большими высотами (между 200-400 км).
Пурпурный и синий цвета вызваны ионизированным азотом и возникают на гораздо более низких высотах.
Если все цвета смешиваются вместе, они выглядят как белые (или если свет очень тусклый).

Дисплеи могут различаться по интенсивности — от светящейся завесы зеленовато-желтых огней, танцующей вдалеке, до впечатляющего разноцветного слияния, простирающегося по небу.Большинство людей, которым посчастливилось увидеть северное сияние, становятся свидетелями появления зеленых огней, но если вам действительно повезет, то это изображение может быть желто-красным или даже разноцветным.

Различия зависят от двух основных факторов: какой тип газа вступает в реакцию с солнечными частицами и на какой высоте происходит эта активность. В основном это происходит на высоте 100-200 км над Землей — на уровне, где «возбужденные» атомы азота светятся зеленым и синим светом. А выше 200 км атомы кислорода светятся красным светом, реагируя с заряженными частицами от Солнца.

Почему северное сияние «танцует»?

Во время полярного сияния происходит огромное количество активности, и все взаимодействующие силы вызывают постоянные сдвиги и потоки, которые выглядят так, как будто полярное сияние танцует, перемещаясь по течениям атмосферы.

Иногда дисплеи бывают тонкими и тонкими — нитки фосфоресцирующего зеленого цвета заигрывают со звездами — или вы можете увидеть северное сияние в полном потоке, когда колышутся над головой пульсирующие зеленые и красные знамена.

Увидеть танцующее северное сияние — одна из самых волшебных частей шоу северного сияния, и вы будете совершенно потрясены.

Снижает ли луна ваши шансы увидеть северное сияние?

Фазы Луны не влияют на активность полярных сияний , но лунный свет может уменьшить яркость изображений, особенно невооруженным глазом. Часто предполагается, что следует избегать полнолуния из-за более высокой концентрации света, однако наблюдение луны на фоне танцующего северного сияния может быть волшебным опытом.

Лунный свет также может улучшить фотографические возможности, помогая осветить объекты на земле.

Во время новолуния небо темнее, учитывая восприятие более ярких проявлений, но, конечно, истинным определяющим фактором остается активность полярных сияний в любую данную ночь. Таким образом, фазы Луны имеют значение только в соответствии с личными предпочтениями.

Вы можете увидеть северное сияние невооруженным глазом?

Есть .Чаще всего северное сияние бывает зеленым или беловатым, но в зависимости от силы активности невооруженным глазом также видны розовый и красный цвета. Важным фактором также будет чувствительность глаз человека.

Фотографии передают цвета с большей интенсивностью, поэтому даже слабое полярное сияние может выглядеть впечатляюще через объектив. На самом деле, иногда, когда активность слабая или только начинается, трудно сказать, видите ли вы облака или северное сияние. В этом случае сделать снимок на камеру — лучший способ проверить, как будут отображаться цвета. Не беспокойтесь о фокусировке, просто используйте длинную выдержку для этого теста.

АВРОРАЛЬНЫЙ ГИД

АВРОРАЛЬНЫЕ ЗВУКИ

На протяжении более 200 лет оба ученых и непрофессионалов о звуках, связанных с некоторое полярное сияние, обычно яркое и быстро меняющееся. Звуки описываются как шипение, свист, свист и свист. иногда потрескивающие звуки. И удивительная часть отчетов в том, что эти звуки, кажется, напрямую связаны с видимыми изменениями в отображение полярных сияний.

Хотя нет никаких сомнений в том, что звуки полярных сияний реальны, они поставить науку перед загадкой, потому что даже если бы звук мог путешествовать через почти вакуум верхних слоев атмосферы, где полярных сияний потребуется не менее 300 секунд, чтобы путешествовать по расстоянию между полярным сиянием и наблюдателем. И таким образом, зрение и звук не должны коррелировать.

Единственно возможные объяснения должны включать электромагнитное явления, которые движутся со скоростью света, вместе с трансдукционный механизм, преобразующий электромагнитные количество звуков рядом с наблюдателем.Некоторые исследователи предположил, что объяснение лежит в электрическом поле, связанном с с ускорением авроральных частиц, в то время как другие утверждают, что электромагнитное излучение (радиоволны очень низкой частоты) испускается полярным сиянием, и что этот сигнал выпрямляется / преобразуется в звуковую энергию у земли. Возможные преобразователи детекторов предлагались как сухие сосновые иглы или даже вьющиеся волосы на Наблюдатель.

Похоже, что никто не записывал напрямую этот звук или сигнал VLF. связанных с ним, хотя сигналы VLF были записаны которые связаны с авроральной активностью, а также от ярких метеоров, которые могут быть связаны с авроральным звуком явление.Финская группа из Sodanklya Geophysical Обсерватория и Финский метеорологический институт сделали попытки в этой области исследований, и их результаты указывают на возможная связь между сигналами VLF и авроральными звуками, но в этой области необходимо проделать большую работу.

ДРУГИЕ ПЛАНЕТЫ

Земля — не единственное место, где можно полярные сияния. Космический телескоп Хаббла имеет сейчас сфотографировал полярные сияния на Юпитере, Сатурне, Уран и Нептун.Чтобы принять северное сияние планете нужна атмосфера и разумный магнитное поле. На изображениях ниже показаны авроральные овалы на двух крупнейших планетах Солнечной система.

Светящиеся газы — Полярные сияния

Энергичные частицы из спирали хвоста магнитосферы вниз по магнитным силовым линиям, чтобы проникнуть глубоко в Тонкие верхние слои атмосферы Земли, термосфера. Самые энергичные * достигают расстояния до ~ 80 км (50 миль).Они сталкиваются ** с атомами и молекулами верхних слоев атмосферы, производя ионизация, диссоциация и возбуждение. Облака возбужденного атомы в конечном итоге излучают свою избыточную энергию, образуя светящиеся смещение полярных сияний.

Большая часть полярного сияния исходит от возбужденных атомов кислорода. Более 100 км атмосфера состоит в основном из атомов кислорода и молекул азота, молекулярный кислород распадается на атомы под воздействием солнечной энергии. ультрафиолетовый свет.

Авроральный зеленый свет представляет собой одиночную чрезвычайно узкую длину волны. (557,7 нм) от очень энергичных атомов кислорода, распадающихся на более низкие, но все равно возбужденный энергетический уровень ***. Радиационная время жизни возбужденных атомов составляет около секунды, а распад медленный, вечность по обычным стандартам электронного перехода. В на этот раз многие из возбужденных атомов вместо этого теряют свою энергию за счет столкновений с другими атомами и молекулами.Зеленая радиация возможно только в почти вакууме верхних слоев атмосферы где столкновения менее часты. .Их радиационные время жизни составляет огромные 110 секунд, а атомы имеют только шанс излучать более 150 км. На меньших высотах их энергия почти всегда сначала теряется при столкновениях.

Зеленые кислородные полярные сияния находятся на расстоянии от 100 км до примерно 150 км. красный кислородные сияния от 150 км вверх до 250 км и реже до 600 км плюс.

Другой важный компонент термосферы, молекулярный азот. N2 исключительно стабилен, азота мало. атомы ниже 400 км создают полярные сияния.Немногочисленные атомы азота испускают слабый зеленый цвет, замаскированный кислородом. В очень интенсивные дисплеи, внизу темно-красная фиолетовая граница обычные зеленые шторы. Это излучение возбужденного молекулярного азота . Молекулярные ионы азота производят фиолетово-голубые полярные сияния на очень больших высотах.

Цвет полярного сияния возникающего на высоте 100 км определяется: Цвет полярного сияния , возникающего на высоте 100 км, определяется преимущественно

Цвет полярного сияния , возникающего на высоте 100 км, определяется преимущественно

ПОЛЯРНОЕ СИЯНИЕ • Большая российская энциклопедия

Холодное ультрафиолетовое свечение в верхних слоях атмосферы.

Тропосфера и тропопауза

Тропосфера — температура, давление, высота

Тропопауза

Стратосфера и Стратопауза

Мезосфера и Мезопауза — состав, реакции, температура

Линия Кармана

Термосфера и Термопауза

Экзосфера — плотность, температура, высота

Полярные сияния

Полярные сияния

Факты о полярном сиянии в Норвегии

Миф о полярном сиянии

Объяснение полярного сияния

Где и когда?

фото, широты, причины явления. Слои атмосферы — тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера и экзосфера Собственное свечение атмосферы

Начало явления

Что это такое

Причины полярного сияния

Типы авроры

Полярные сияния Земли

Устройство планеты Земля

Область возникновения природного явления

Высота возникновения свечения

Особенности природного явления

Скорость полета заряженных частиц Солнца

Что такое изохазма

Магнитный полюс Земли

Почему северные сияния иногда не имеют цвета

Циклы солнечной активности

Северное сияние над планетами Солнечной системы

Возмущение геомагнитного поля

Отношение народов к природному явлению

Тропосфера и тропопауза

Тропосфера — температура, давление, высота

Тропопауза

Стратосфера и Стратопауза

Мезосфера и Мезопауза — состав, реакции, температура

Линия Кармана

Термосфера и Термопауза

Экзосфера — плотность, температура, высота

Полярные сияния

Полярные сияния

Полярные сияния на Кольском полуострове

Географическое распределение полярных сияний

Классификация форм и высоты полярных сияний

Связь полярных сияний с магнитными бурями и солнечной деятельностью

Для чего изучаются полярные сияния

Состав верхних слоев атмосферы

Полярные сияния и радиационные пояса Земли

Искусственное полярное сияние

О теории полярных сияний

зрелище, вызывающее восторг и трепет — Общество

Что такое северное сияние?

Ответ

Могу я их где-нибудь увидеть?

Могу ли я увидеть их в любое время года?

Что вызывает цвета и узоры?

Интересные факты о северном сиянии

Видео: Посмотрите на форму нового северного сияния под названием «Дюны»

авроральных дюн: гражданские ученые открывают новую форму сияния | Геофизика, Науки о Земле

любительских наблюдателей за небом обнаружили новую форму: NPR

Северное сияние | Когда и где увидеть Aurora Borealis

АВРОРАЛЬНЫЙ ГИД

Светящиеся газы — Полярные сияния

Share This Story, Choose Your Platform!

Related Posts

Насморк при прорезывании зубов у детей: причины, симптомы и лечение

Как развивать ребенка в 10 месяцев: игры и занятия для малыша

Во сколько месяцев можно ставить мальчиков в ходунки: оптимальный возраст и безопасность использования

УЗИ брюшной полости у детей: подготовка, проведение и расшифровка результатов

Когда и как вводить прикорм грудному ребенку: рекомендации педиатров

Leave A Comment Отменить ответ