Что такое северное сияние простыми словами
Перейти к содержимому

Что такое северное сияние простыми словами

  • автор:

Что такое северное сияние?

Что такое северное сияние?

Северное сияние – мистическое, непредсказуемое и красивое небесное свечение, внезапно появляющееся и точно так же внезапно исчезающее. Это зрелище захватывает дух, и может продолжаться от десяти минут до нескольких суток. В один миг появляются бегущие цветные лучи и полосы или на всем небосводе с востока на запад вспыхивает многоцветный пульсирующий занавес.

Давным-давно люди верили в то, что игра красок на небесах ничто иное как танец богов. Некоторые племена видели в этом явлении недоброжелательность, и даже брали оружие для защиты, если им приходилось выходить на улицу. У нас на Руси сияния прозывали пазорями или сполохами – от слова “зоря” и от слов «полошить», «тревожить».

Сейчас же известно, что северное сияние появляется, когда на Солнце происходят взрывы. К Земле устремляются заряженные энергией частицы. Достигая нашей атмосферы, они сталкиваются с разряженными частицами газов — кислорода и азота, и заставляют их светиться. Но увидеть этот феномен можно лишь в высоких широтах земного шара, поскольку солнечные частицы проникают лишь в зоны вокруг магнитных полюсов Земли на Севере и Юге. Атомы кислорода дают алое и зеленое свечение, а азота – фиолетовое.

Интересно, что на Севере и Юге эти явления случаются практически всегда одновременно и становятся зеркальным отражением друг друга — это кольца диаметром около 4 тысяч километров вокруг каждого полюса. При этом сияние не стоит на месте, оно движется, меняя свою форму и местоположение.

Северное сияние всегда интересно. Но подобные чудеса природы доступны не для всех жителей Земли. В России северное сияние можно увидеть почти во всех регионах, расположенных вблизи Полярного круга, начиная от Мурманска и заканчивая Чукоткой. В общей сложности жители Заполярья могут наблюдать это уникальное явление до двухсот ночей в году.

Во время полярного сияния за короткое время выделяется огромное количество энергии. Некоторые вспышки сравнимы с потреблением энергии всей России за день!

И все же, пока, ученые не нашли способа предсказать появление полярного сияния. А среди эскимосов распространён миф, что полярное сияние может быть вызвано свистом, в то время как хлопок в ладоши заставит его погаснуть.

Северное сияние

Северное сияние (оно же полярное сияние) представляет собой особое природное явление, возникающее вследствие прямого взаимодействия солнечных частиц ветра с верхними слоями атмосфер, включающих в свой состав магнитосферу.

Какова природа полярных сияний?

Возникновение полярных сияний происходит в ограниченных участках верхних атмосферных слоёв и обуславливается попаданием в полярную ионосферу заряженных частиц солнечного ветра. Эти частицы проникают туда через южный и северный полярные каспы (особые области в магнитосферном слое, имеющие вид воронки).

Когда энергичные частицы солнечного ветра сталкиваются с верхними слоями атмосферы, частицы молекул и атомов газов, входящие в состав атмосферы, приходят в резкое возбуждение. В результате этого в видимых человеческому глазу слоях атмосферы возникает люминесцентное свечение, известное, как северное сияние. Спектр северного сияния может различаться в зависимости то состава атмосфер планет. Например, для нашей Земли характерными будут линии излучения в видимом диапазоне возбуждённых атомов и молекул азота и кислорода. А вот у планеты Юпитер самыми яркими будут линии излучения водорода в ультрафиолетовом свете.

Изучая природу северных сияний, нужно учитывать, что процессы ионизации заряженными низкоэнергичными частичками происходят, когда эти самые частицы находятся в конце своего пути. Кроме того, на больших высотах плотность атмосферы значительно меньше, чем в нижних слоях. Такие особенности прямо указывают на то, что полярные сияния могут возникать на разных высотах, в зависимости от характеристик атмосфер планет. К примеру, атмосфера планеты Земля имеет достаточно сложное устройство. Поэтому азот с кислородом могут излучать свечение на высоте около 110 км, а самостоятельно кислород продуцирует красное свечение на высотах от 200 до 400 км. Различный состав атмосфер планет обуславливает и принятие полярными сияниями определённой формы (с нечёткими верхними и резко очерченными нижними границами).

Полярные сияния планеты Земля

Северные сияния Земли возникают преимущественно в высоких широтах, в особых овальных зонах, опоясывающих магнитные полюса планеты и называемых авроральными овалами. В условиях спокойного Солнца диаметр этих овалов составляет около 3000 км. Угол отклонения между границами авроральных овалов и магнитным полюсом на ночной стороне составляет 20-23º, а на дневной стороне – 10-16º. При вычислении широт, в которых случаются северные сияния, нужно учитывать разницу между географическими и магнитными полюсами Земли (она составляет примерно 12º). Из этого следует, что северные сияния могут наблюдаться в широтах 67-70º.

В те периоды, когда Солнце находится в фазе активности, размеры авроральных овалов увеличиваются, что обуславливает появление северных сияний в более низких широтах (отклонение происходит на 20-25º севернее или южнее того места, где они появляются в периоды солнечного покоя). Существует даже место, где полярные сияния случаются регулярно. Это – остров Стюарт, находящийся на 47º параллели. За постоянные свечения в небе этот остров прозвали «Пылающими Небесами».

Северное сияниеСеверное сияниеСеверное сияние Северное сияние

Выше уже отмечалось, что спектр полярных сияний земли представлен преимущественно излучениями двух главных компонентов атмосферы – азота и кислорода. Причём линии излучения этих элементов могут быть как атомарными, так и молекулярными (с ионизированными или нейтральными молекулами). Наибольшая интенсивность наблюдается у линий излучения молекулярных ионов азота и атомарного кислорода.

Кислород начинает светиться зелёной линией (с продолжительностью свечения 0.74 с) вследствие возбуждения атомных частиц с длиной волн 557,7 нм, или красной линией в результате возбуждения атомов с дуплетной длиной волны – 636,4 и 630 нм (продолжительность свечения составляет 110 с). Излучение красных дуплетных линий происходит обычно на высоте 1500-400 км, где атмосфера имеет малую плотность (что обуславливает низкую скорость гашения возбуждений атомных частиц).

Молекулярные ионизированные частицы азота могут излучать ближний ультрафиолетовый свет (если длина волн возбуждённых атомов составляет 391,4 нм), зелёный свет (при длине волн 522, 8 нм) и фиолетовый свет (при длине волн 427,8 нм). Все эти данные – лишь условность, поскольку оттенки новых полярных сияний могут изменяться под влиянием погодных факторов и изменений в химическом составе атмосферы.

Изменения спектра полярных сияний происходят и при увеличении высоты. В спектре северного сияния могут преобладать различные линии излучения, и в соответствии с этим происходит разделение этого красивого природного явления на два типа:

  • Северные сияния типа А, возникающие на очень больших высотах. В них преобладают атомарные линии излучения.
  • Северные сияния типа В, появляющиеся на небольшой высоте (около 80-90 км). Преобладающими линиями излучения в них становятся молекулярные. Высокая плотность атмосферы на низких высотах обуславливает быстрое гашение атомарных линий излучения (поэтому их нельзя видеть в полярных сияниях, возникающих в нижних слоях атмосферы).

Замечено, что появление полярных сияний чаще всего приходится на весну или осень. Максимальная вероятность возникновения красивого свечения в небе приходится на ближайшие к осеннему или весеннему равноденствию дни. Полярное сияние способствует выделению в атмосферу огромного количества тепловой энергии. Например, в 2007 году, во время одного из северных сияний, было выделено около 5·1014 Дж.

Если наблюдать за северным сиянием с земли, можно увидеть, как тёмное небо начинает светиться различными оттенками, по нему двигаются цветные полосы и лучи. Продолжительность у этого явления может быть разной, от нескольких минут (часов) до нескольких суток.

Полярные сияния, возникающие в южном и северном полушариях, являются асимметричными относительно друг друга. Изначально считалось, что появляющиеся в разных полушариях Земли свечения имеют одинаковую форму и размер. Но после наблюдений за северным сиянием из космоса это мнение было опровергнуто.

Другие разновидности полярных сияний

Полярные сияния возникают не только на Земле. Их наблюдают и на других планетах – Венере и Марсе. Полярные сияния на Венере лучше всего видны с ночной стороны. Возникают они вследствие ударения частиц солнечного ветра об атмосферу планеты. Свечения на Венере проявляют себя в виде светлых пятен разной формы и размера. Интересно, что магнитное поле Венеры отличается малой интенсивностью, но сияния при этом всё же появляются здесь. Иногда свечения даже охватывают весь диск планеты.

В августе 2004 года космические исследования доказали, что полярные излучения возникают и на Марсе. Свечение было обнаружено на участке Terra Cimmeria, расположенном на широте 52º ю. ш., 177º в. д. Высота излучающей области составила примерно 8 км, а её общий размер в поперечном сечении – около 30 км. На основании полученных с космического корабля Mars Global Surveyor данных была составлена карта разломов коры Марса.

По ней было определено, что свечения на Марсе локализуются в районе прохождения магнитного поля планеты. Это говорит нам о природе световых излучений. Они являются ничем иным, как потоком электронов, передвигающихся к верхним атмосферным слоям вдоль линий магнитного поля. Фотографии с космических аппаратов демонстрируют появление полярных сияний на Юпитере, Нептуне и Уране.

Интересно, что полярные сияния можно создавать искусственно, а затем исследовать их поведение. Подобный эксперимент уже был проведён в 1975 году советско-французскими исследователями.

Полет на параплане через северное сияние

26 января 2016 года 33-летний испанец Орасио Льоренс совершил полёт на параплане сквозь северное сияние. Видеосъемка столь необычного мероприятия проходила над Тромсё в Норвегии. Скорость полета параглайдера при этом достигала 60 км/ч.

Для защиты экстремала от переохлаждения были использованы гидрокостюм и перчатки с подогревом. Температура воздуха на земле на момент съемки ыла -15ºC. Даже в случае аварийной посадки на воду, пилот смог бы провести в гидрокостюме время до прибытия спасателей.

Почему бывают северные сияния и как их не пропустить

Вечером во вторник жители Москвы и других областей Центральной России смогли увидеть северное сияние. Отдел науки «Газеты.Ru» рассказывает о том, что вызвало это красочное явление, и предупреждает, что, возможно, в ближайшие часы оно повторится.

Вечером во вторник жители ряда регионов России стали сообщать о том, что им удалось увидеть северное сияние. Причем речь шла не только о северных регионах – Санкт-Петербург, Великий Новгород, Карелия и Коми, но и о более южных областях, таких как Московская, Тверская и Смоленская. С фотографиями полярного сияния можно ознакомиться в фоторепортаже «Газеты.Ru», а в этом тексте будет рассказано о причинах этого явления и вероятности увидеть его в ближайшие дни.

Что такое полярное сияние?

Полярное (северное) сияние – это явление свечения верхних слоев атмосферы Земли, вызванное движением заряженных частиц солнечного ветра в магнитном поле планеты. Обычно полярные сияния наблюдаются в так называемых авроральных зонах — зонах-поясах, которые расположены в высоких широтах, так как окружают магнитные полюса Земли. Но этим вечером планету достигла настолько мощная вспышка, что полярное сияние удалось увидеть жителям более южных широт, в том числе и в Москве.

Чтобы понять природу северного сияния, нужно представить себе Землю как большой магнит.

Полюса этого магнита – точки, откуда выходят силовые линии магнитного поля Земли – находятся недалеко от географических полюсов планеты, но все же не точно в них. Так, северный магнитный полюс Земли располагается в границах нынешней канадской Арктики, и, строго говоря, он является южным полюсом, ибо притягивает северную стрелку компаса.

Заряженные частицы солнечного ветра имеют довольно мощную энергию, которой достаточно для того, чтобы произвести ионизацию и возбуждение атомов и молекул газов, которые составляют плотные слои атмосферы.

Эти возбужденные атомы испускают энергию в виде света, что вызывает северное сияние.

Аналог этого явления – опыт, в котором демонстрируется разряд, возникающий при пропускании через газ электрического тока. Подобное происходит, когда наблюдается молния от грома, но там речь идет о других значениях энергий, чем при полярных сияниях.

07 ноября 16:27

Ученые уже довольно неплохо изучили полярные сияния и выяснили, что возбужденные атомы кислорода вызывают свечение красного и зеленого цветов. Фиолетовое и невидимое глазу инфракрасное излучение вызывают ионизованные молекулы азота. Источником слабого красного свечения могут стать атомы водорода.

Как отследить полярное сияние

Для того чтобы повысить вероятность наблюдения северного сияния, в идеале, конечно, нужно находиться в авроральной зоне. Сюрприз, подобный тому, что был во вторник, случается на широте Москвы не каждый год, по своей мощности нынешнее северное сияние опытные наблюдатели сравнивают с тем, что они видели в 1980–1990-е годы. Но на севере не всегда можно ожидать гарантированную хорошую погоду. Например, в эти дни в Мурманске — а это район полярного круга и гарантированная авроральная зона — находится специальная группа для наблюдения северных сияний, которая совместила свою поездку туда с наблюдениями предстоящего 20 марта солнечного затмения.

И можно представить чувство разочарования участников экспедиции, вызванное тем, что во вторник в Мурманске была облачная погода, а, к примеру, в Москве было ясно, то есть весьма комфортно для наблюдения полярных сияний.

Чтобы северное сияние не стало сюрпризом, отдел науки «Газеты.Ru» может посоветовать следить за солнечной активностью на специализированных сайтах. Выброс заряженных частиц Солнцем происходит не со скоростью света, как солнечное излучение, и проходит два-три дня, прежде чем солнечный ветер достигнет магнитного поля Земли и вызовет в ее атмосфере красочные всполохи. К тому же далеко не каждая вспышка на Солнце вызовет полярное сияние. Поэтому проще всего следить за так называемым усредненным планетарным индексом отклонения магнитного поля Земли от нормы — Kp-индексом. Это логарифмический индекс, который измеряется от 0 до 9 баллов. 5–6 баллов — это геомагнитная буря, 7–8 баллов — геомагнитный шторм. В Мурманске можно увидеть полярное сияние при значении Kp около 3, в Москве — около 6.

Ночной дозор: где в России можно увидеть северное сияние

Фото Льва Федосеева / ТАСС

Увидеть северное сияние — мечта многих путешественников и любителей природы. Шансы на удачу особенно велики с октября по март, поэтому самое время определяться с локацией — рассказываем, где можно поймать Аврору, не покидая границ России

Северное (оно же полярное) сияние — это уникальное природное явление, которое возникает в верхних слоях атмосферы, когда заряженные частицы солнечного ветра прорываются в магнитное поле Земли и встречаются с молекулами воздуха. Их дуэт образует причудливое разноцветное свечение на высоте около 100 км. Зеленый свет дают ионы кислорода, а фиолетовый — азот.

Лучше всего северное сияние видно на широте 67–70°. Важный фактор — отсутствие светового загрязнения: чем дальше от крупных городов, тем отчетливее видна Аврора. Еще одно условие — ясное небо, иначе вся красота скроется за тучами. Чтобы увеличить свои шансы на успех, лучше заранее установить на смартфон специальные приложения — Aurora Forecast или Aurora Alerts, которые в режиме реального времени показывают «сиятельную» активность и вероятность возникновения природного явления в той или иной точке. Но даже новейшие технологии не дают стопроцентной гарантии: иногда в погоне за Авророй предстоит провести всю ночь или даже несколько ночей. Именно поэтому на такое путешествие лучше отводить 5-6 дней, а не выходные. Самым «урожайным» считается время с 10 вечера до 3 часов ночи.

Пока большинство границ закрыто, и отправиться за красочным свечением в Финляндию или Исландию не получится, можно «поохотиться» в России: к счастью, на территории нашей страны тоже есть подходящие для этих целей места.

Мурманская область

Пожалуй, самое популярное место в России среди путешествующих в поисках северного сияния. Лучше всего приезжать в Мурманскую область осенью, когда полярная ночь уже опустилась на регион, а суровых морозов еще нет. Сияние хорошо просматривается с высоты Хибинских гор, но этот вариант подойдет только тем, кто готов ради природного светового шоу на четырехчасовую поездку по не самой ровной дороге.

Большинство баз отдыха сосредоточено на берегах озера Имандра: здесь можно заняться не только фотоохотой, но и горнолыжным спортом или катанием на оленьих упряжках.

Те, у кого желания тестировать вестибулярный аппарат на ухабистой дороге нет, могут задержаться в Мурманске, где неплохо развита туристическая инфраструктура. Если отъехать от города на 100-120 км, то вполне реально увидеть в небе желанное разноцветное зарево. Отправиться можно, например, в популярную Териберку или в чуть менее туристическое Видяево.

Архангельская область

В самом Архангельске, который расположен южнее Мурманска, северное сияние видно не очень хорошо. К тому же, небо над областным центром нередко затянуто облаками. Но этот город вполне может стать базой для путешествия, а за главной целью поездки можно отправиться на автомобиле на север области — например, в Северодвинск. Для того, чтобы «охота» точно была удачной, лучше обратиться к опытному проводнику: местные жители умеют находить правильные места для созерцания намного точнее, чем это делают туристы.

Республика Коми

Жители Коми начинают любоваться северным сиянием уже в конце августа-начале сентября, причем, иногда Аврору «ловят» даже над крупными городами. Тем, кто не готов забираться слишком далеко, стоит остановиться в Сыктывкаре, а любители экстрима могут отправиться в намертво застрявшую в советском периоде Воркуту. В последнее время все больше местных жителей сдают туристам жилье в аренду: среди предложений на Booking.com встречаются пусть не роскошные, но вполне приличные варианты.

Карелия

В Карелии все еще можно застать ту самую русскую зиму — холодную, снежную и невероятно живописную. Да и шансы увидеть северное сияние в регионе очень высоки, особенно, если поехать в национальный парк Паанаярви. Это место хорошо оборудовано для туристов: здесь сложно оказаться в уединении, зато не придется жертвовать комфортом. И даже если Аврора по каким-то причинам не покажется, время на территории парка все равно можно провести весело и с пользой: например, попариться в сауне или сходить на зимнюю рыбалку.

Еще один вариант — традиционная карельская деревня Нильмогуба, расположенная на берегу Белого моря. Здесь туристов будет меньше, но теплая одежда и большой термос с горячим чаем — вещи первой необходимости.

Красноярский край

Знатоки уверяют, что за самым ярким северным сиянием стоит отправляться в Красноярский край, на полуостров Таймыр. Здесь находится один из самых северных населенных пунктов России — село Хатанга. В этом месте шансы на встречу с Авророй максимально высоки, особенно, если приехать сюда в декабре-январе, когда полярная ночь длится 18-20 часов. Правда, и столбик термометра в редкий день поднимается выше отметки в -30, поэтому одеваться следует как можно теплее. Добраться до Хатанги можно на самолете из Красноярска: время в пути составит около 4 часов.

ЯНАО

Северным сиянием жителей Ямала не удивишь: здесь это природное явление наблюдают практически круглый год. Сюда устраивают организованные туры с проживанием на стойбище оленеводов: присоединившись к такому, можно сделать уникальные кадры цветного зарева прямо над традиционными ненецкими чумами. Климат в этих краях суровый: теплые вещи и запасные аккумуляторы для техники точно пригодятся.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *