Искусственное северное сияние


Почему полярное сияние можно считать грозной приметой? Ответ мы нашли в книге «Простые вопросы» Владимира Антонца.

Как известно, внутри Солнца идет реакция слияния ядер водорода, при которой образуются ядра гелия. При этом излучаются электромагнитные волны, в частности тот видимый и невидимый свет, благодаря которому на Земле есть жизнь. Одновременно Солнце покидает огромное количество заряженных частиц — протонов и электронов. Их поток называется солнечным ветром.

Термоядерная реакция слияния водородных ядер не идет спокойно и равномерно. Время от времени происходят мощнейшие взрывы, перед которыми весь человеческий ядерный потенциал — ничто.

Во время таких вспышек Солнца поток нейтронов и электронов резко возрастает. В зависимости от скорости вылета через сутки-двое поток частиц достигает Земли и попадает в ее магнитное поле. Конфигурация силовых линий магнитного поля Земли такова, что под его действием солнечные протоны и электроны, несмотря на огромную скорость их движения, не могут достичь плотных нижних слоев атмосферы в экваториальных широтах. Однако в приполярных областях такое проникновение оказывается возможным, в том числе и для частиц, отдрейфовавших вдоль силовых линий с экватора.


Искусственное северное сияние

Так как энергия протонов и электронов велика, они ионизируют и возбуждают атомы и молекулы атмосферы, начинающие излучать свет, который можно наблюдать в южных и северных приполярных областях.

Основные газы атмосферы, как известно, — азот и кислород. Возбужденные атомы кислорода излучают в зеленой и красной областях видимого спектра, а молекулы азота дают инфракрасные и ультрафиолетовые волны. Так в приполярных широтах и возникают завораживающие картины сияний. Кстати, точно так же объясняются полярные сияния на Юпитере, обнаруженные 27 ноября 1998 года с помощью ультрафиолетового спектрографа знаменитого космического телескопа «Хаббл».

Полярные сияния — лишь одно из проявлений солнечных вспышек. Мощнейшие электрические токи, вызванные сложным движением заряженных частиц, создают магнитные поля и происходит то, что называют магнитной бурей. Особенно сильно возмущается верхний атмосферный слой — ионосфера. Это сильно влияет на жизнь на Земле.

Изменяется погода, у людей обостряются заболевания. Атмосферные токи нарушают радиосвязь, выводят из строя электрические приборы. Словом, у людей достаточно оснований считать полярное сияние грозной приметой, что они и делают с древних времен.


Полярные сияния плохо поддаются предсказанию, но поддаются пониманию. В научном эксперименте удалось создать искусственное полярное сияние. Для этого в 1985 году был запущен специальный спутник, на котором находился ускоритель электронов. Он выбросил быстрые электроны в расчетной точке у экватора, а специальные наблюдательные станции в сопряженных точках Южного и Северного полушарий Земли, расположенных по одному меридиану на французском острове Кергелен в Индийском океане и в поселке Согра Архангельской области, зафиксировали вспышку излучения. Увидеть искусственное полярное сияние воочию, к сожалению, не удалось из-за облачности.

Иногда полярные вспышки бывают так сильны, что их сияние распространяется до средних широт. Может быть, повезет и нам?


Искусственное северное сияние

 

Научные ответы на наивные и простые вопросы о том, как устроен наш мир. Большинство простых и наивных вопросов не имеют простых ответов. Более того, на многие из них человечество не знало ответа очень долго, и только кропотливая работа ученых позволила их найти. Владимир Антонец, профессор и доктор физико-математических наук, в своей книге «Простые вопросы» доступно и популярно отвечает на десятки простых вопросов, не имеющих простых ответов.

 

Издательство: «МИФ»

Источник: naukatv.ru


Искусственное северное сияние

Что такое Полярное сияние

Полярное сияние – электрическое свечение верхних разреженных слоев атмосферы Земли, которое возникает в результате соударения заряженных солнечных частиц и газов в атмосфере…

Сияние, представляет из себя поистине завораживающее зрелище: цветные дуги, лучи, пятна, кольца, вихри, которые быстро передвигаются по воздуху, переливаясь разными цветами. Порой движение и игра цветами этого невероятного природного калейдоскопа может продолжаться от десятков минут до нескольких суток. Обычно, полярное сияние возможно наблюдать на высоте от 80 до 1000 км. Высота появления и цвет небесного свечения зависят от состава атмосферы.

Более яркими и интенсивными для земной атмосферы являются зеленое или красное свечение кислорода и фиолетовое азота. Вместе эти газы могут создавать невероятные сочетания, начиная с высоты приблизительно в 100 км, а на высоте больше 200-400 км основным осветительным элементом будет выступать уже один кислород.

В истории

Еще не так давно в течении многих столетий это уникальное природное явление вызывало у человека суеверный страх или благоговейный трепет. Для древнего викинга полярное сияние было ликом его верховного бога Одина и считалось благоприятным знамением. Жители Гренландии верят в то, что в сполохах полярного сияния находятся души их предков, которые живут после смерти на небесах.


Природа явления

В наше время ученые знают о природе полярного сияния, его научились создавать искусственно и детально классифицировать.

Общеизвестный факт, что от Солнца во все стороны, вместе с волнами электромагнитного излучения, распространяются на огромной скорости потоки электрически заряженных частиц (протонов и электронов), которые получили название солнечного ветра. Его взаимодействие с магнитным полем Земли приводит к повышенной концентрации заряженных частиц в зонах, окружающих геомагнитные полюсы Земли, что может объяснить то, почему именно в Арктике и Антарктике чаще всего наблюдается полярное сияние.

Искусственное северное сияние

Сталкиваясь с атомами кислорода и азота, солнечные частицы приводят их в возбужденное состояние, то есть сообщают им электрический заряд, как результат, выделяется избыток энергии, молекулы воздушного вещества дают яркое световое излучение. Если замена электронов происходит в молекулах кислорода, излучение приобретает оттенки в зеленой и красной областях спектра, если в молекулах азота – сияние приобретает фиолетовый оттенок. Такого рода процессы могут происходить лишь в высоких слоях атмосферы, потому как в низких, более плотных слоях сталкивающиеся атомы и молекулы воздуха сразу же отнимают друг у друга энергию, полученную от солнечных частиц.


Если наблюдать с земной поверхности небесное свечение проявляется в виде общего быстро изменяющегося свечения неба или движущихся лучей, полос, корон, «занавесей».

Раньше считали, что полярные сияния в северном и южном полушариях симметричны. Но одновременное наблюдение за полярным сиянием в мае 2001 г. из космоса со стороны северного и южного полюсов показало, что северное и южное сияние все-же отличаются друг от друга. 2016 год – обнаружили новый вид полярных сияний — фиолетового цвета. Его назвали Стив.

Искусственное северное сияние

Когда у полярного сияния нет цвета

Временами можно наблюдать только свечение, которое не имеет цвета. Так происходит не из за особенностей природного явления. Все потому, что глаз человека не в состоянии улавливать цвета при слабом освещении. В сумерках в комнате человек видит все предметы черно-белыми. То же самое происходит когда наблюдают за небесным свечением: если оно недостаточно яркое, то человеческий глаз не будет улавливать цвета.

Активность полярного сияния

Появление небесного свечения, его частота и интенсивность зависят от определенных закономерностей. Максимальная активность полярного сияния на протяжении суток отмечается около 23.00, сезонный пик активности приходится на дни равноденствия и близкие к ним промежутки времени: март-апрель и сентябрь-октябрь. Если взять более серьезные промежутки времени, то максимальные пики активности полярное сияния представляют из себя циклы, состоящие приблизительно из 27 дней и 11 лет, именно через эти временные промежутки небесного свечение возникает чаще обычного и, кроме северного и южного полюсов, оно наблюдается и в более низких широтах.

Эти циклы совпадают с периодами высокой активности магнитного поля нашей планеты, так называемыми «магнитными бурями». Магнитные бури, в свою очередь, связаны с солнечной активностью. 27 суток – это период вращения Солнца, а через каждые 11 лет на нем циклично повышается активность, которая выражается в появлении мощных групп пятен и сильных вспышек, как следствие этого увеличивается интенсивность солнечного ветра – основного фактора, который оказывает влияние на возникновение полярного сияния.

Искусственное северное сияние

Каким бывает полярное сияние (классификация)

Группы

Сейчас по классификации, которая была составлена еще в 1963 г., полярные сияния делятся на три группы: лентообразные, диффузные и лучи.


• Лентообразные – к ним имеют отношения сияния в форме дуг и полос, с непрерывной нижней границей; дуги представляют из себя арку с правильным, резко очерченным нижним краем, полосы больше подвижны, чем дуги, нижний край у них неправильный, он содержит изгиб или складку. Лентообразное полярное сияние простирается в небе на тысячи километров по горизонтали и на сотни километров по вертикали, причем толщина их доходит лишь до несколько сот метров, из чего ученые сделали выводы, что данный тип полярных сияний вызывается узким электронным пучком. Зачастую лентообразные формы возникают в несколько ярусов, простирающихся один над другим через весь небосвод, что представляет собой невероятное и захватывающее зрелище.

• Диффузные – формы небесного свечения имеют вид пятен с нечеткими границами, похожих на облака, или вид вуали, представляющей из себя протяженное однородное свечение. Такие формы как правило появляются в зоне полярных сияний на последней стадии их развития.

• Лучи – представляют из себя узкие пучки света и расположены в небесном пространстве вдоль силовых линий магнитного поля нашей планеты, они бывают разной длины, могут располагаться тесно друг возле друга, а могут быть разбросанными по всему небосклону. Лучи часто можно наблюдать вместе с другими формами полярного сияния.

Искусственное северное сияние

Структура. Степень активности

Полярное сияние различают также по структуре. Она бывает однородной, когда отсутствует внутренняя структура свечения, без видимых лучей, волокнистой, состоящей из беспорядочных полосок или волокон, располагающихся параллельно нижнему краю, или лучистой, как бы сотканной из массы отдельных, мерцающих лучей. Еще один элемент классификации полярных сияний – степень активности явления. Спокойные формы небесного свечения почти не изменяются или изменяются, но довольно медленно, тогда как активные формы подвержены быстрым изменениям во времени и пространстве, они как правило ярче спокойных.

Локальные особенности

Имеется еще несколько локальных особенностей полярного сияния, которые приводят к отклонениям явления от общих закономерностей. Так, ученые выявили влияние береговой линии на морфологию такого явления – сияние над морем обладает большой подвижностью, а интенсивность его над островами, мелями и в районах опреснения морских вод в заметной степени уменьшается. Кроме этого, береговая линия оказывает влияние и на высоту полярного сияния: вблизи берега она минимальна, но повышается как в сторону моря, так и в сторону суши.

Искусственное северное сияние

Учеными еще не до конца изучены такие закономерности, и единственным объяснением «берегового эффекта» в наши дни остается взаимодействие переменного тока в сияниях с токами, наведенными в море. Еще одна локальная особенность небесного свечения это неравномерность их распределения, постоянная во времени, то есть не зависящая от уровня геомагнитной активности. Области максимальной и минимальной плотности и частоты возникновения полярных сияний сопоставили с картами геомагнитного поля, как результат области наибольшего сосредоточения сияний совпали с районами магнитных аномалий. Большую активность небесные свечения проявляют в зоне Восточно-Сибирской магнитной аномалии.


Искусственное полярное сияние

При помощи радиолокации можно следить за движением полярного сияния даже при солнечном свете, точно определять высоту и протяженность этого явления. Еще в 1985 г. советские и французские ученые провели успешный эксперимент по созданию искусственного полярного сияния, который получил название «Араке». Такого рода экспериментов было проведено еще много, они помогли досконально изучить механизм возникновения небесного свечения, дали дополнительные возможности по изучению магнитного поля нашей планеты, солнечного излучения, процессов, которые происходят в ионосфере, и влияние этих процессов на погоду вблизи поверхности Земли.

 

Искусственное северное сияние

 

Источник: shtorm777.ru

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.

РАСПРОСТРАНЕНИЕ ПОЛЯРНЫХ СИЯНИЙ в Северном полушарии. Изохазмы соответствуют среднему годовому количеству полярных сияний. Например, в центральных районах США полярные сияния наблюдаются в среднем около пяти раз в год.

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. См. также ГЕОМАГНЕТИЗМ.

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 80–150 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 Å, а также бывают красные лучистые полярные сияния с длиной волны 6300 Å (тип А). Сильное излучение молекулярного азота на волнах 4278 Å и 3914 Å 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. См. также СПЕКТРОСКОПИЯ.

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 (см. также СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА; 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.

Источник: www.krugosvet.ru

Не говорите мне о Белых Ночах в Петербурге: я видела Мурманские. Да и вообще, что мне может сказать человек, который «в Баренцухе не заныривал», как любит говаривать Маринэсса?

Что такое полярное сияние?

Как правило, полярное сияние это небольшое святящееся пятно, которое растет становясь все ярче и ярче, окрашивая небо в разнообразные цвета, начиная от красного, заканчивая фиолетовым. Полярное сияние возникает в небе на высоте 150 км от земной поверхности. Выделяемая энергия сопоставима с той, что выходит при землетрясении с магнитудой 5-6 баллов.

Какими бывают полярные сияния?

Формы:

· Диффузная (пятна с нечеткими границами)

· Лентообразная (дуги и полосы, характерны четкие нижние границы)

· Лучи (узкие пучки света)

Структуры:
· Однородная(без лучевая структура)

· Волокнистая(от верха мерцающие лучи)

· Лучистая(от низа мерцающие лучи)

Степень активности:
· Спокойная (медленные изменения).
· Активная (стремительные изменения).

Кто открыл?

Много кто задумывался о том, как возникает полярное сияние и открыть эту тайну удалось великому русскому ученому Михаилу Васильевичу Ломоносову, его предположение заключалось в том, что это явление заключает в себе электрическую природу. В доказательство этого Ломоносов с группой ученых провел эксперимент, наполнив несколько колб: азотом, водородом, аргоном, неоном и другими разряженными газами(имитируя разряженный слой воздуха); он пропустил через них электрический ток и каждый засветился своим цветом, отдаленно напоминая полярное сияние.

Как возникает полярное сияние?

Полярное сияние своим происхождением обязано Солнцу, хоть и возникает оно ночью. Солнце выбрасывает в пространство огромное количество энергии, каждую секунду оно теряет около 1 млрд кг протонов и нейтронов, такое явление называется Солнечным ветром, это разряженная плазма, летящая во все стороны со скоростью 300-1200 км/с. Через несколько дней полета заряженные частицы достигают Земли и сталкиваются с магнитным полем. По мере приближения к Земле частицы Солнечного ветра сталкиваются с магнитным полем и на них действует сила Лоренца, которая закручивает их и заставляет двигаться по окружности. Со временем, частицы начинают двигаться по спирали вдоль магнитных линий. Медленные частицы навиваются на самые дальние магнитные линии и путешествуя вдоль них проходят в околополярные области, от чего и происходит полярное сияние, а быстрые попадают в пояс Ван Аллена, из-за чего не могут дойти до атмосферы, поэтому разворачиваются и идут в обратном направлении, в результате начинаются колебания и они заковывают себя на несколько сотен лет, образуя при этом радиационные пояса.

Где возникает полярное сияние?

Встретить полярные сияния можно на северном полюсе, в Мурманской области, Апатитах, Кировске, Загребе, Калуге, Орегоне, Скандинавии, Висконсине, Шотландия, Швеции, Ирландии, Англии, Северной Америке, Париже, Лондоне, Мичигане, Миннесоте, даже на полуострове Индостан, в северном полушарии они чаще всего бывают видны в области, очерченной кругом, проходящем через Аляску, Большое Медвежье озеро, Гудзонов залив, южную часть Гренландии и Исландию, север Норвегии и Сибири. Чем севернее, тем больше шансов наблюдать уникальное природное явление.

Когда возникает?

Как всем известно, точного прогноза сияний нет, но ученые утверждают, что большая вероятность их появления в октябре, ноябре и январе. Лучше всего полярные сияния видны с 10 вечера до 3 часов ночи.

Как увидеть полярное сияние?

· Посмотрите прогноз вспышек Солнца.
· Будьте вдалеке от города, т.к. в мегаполисах не видно из-за света фонарей.
· Ждите хорошей погоды.
· Уйдите в сторону Севера, как можно дальше.

Несколько фактов о полярном сиянии:

· У полярного сияния есть звук. После 17 лет исследований финские ученые установили, что у полярного сияния есть звук. Над высотой 70-80 метров были зафиксированы акустические колебания.

· На Северном полюсе полярное сияние бывает практически каждую ночь.

· Полярное сияние бывает не только на Земле, но и на других планетах. На Юпитере оно гораздо величественнее, чем на Земле, а на Венере оно охватывает аж всю планету.

· Самое масштабное полярное сияние замечено на Сатурне, там его высота достигала 1200 км.

· Длительность полярного сияния достигает от десяти минут, до нескольких суток.

· Цвет свечения зависит от вступающего в реакцию газа.

· Бывает не только северное сияние, но и южное.

Источник: zen.yandex.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.