Как и почему появляется северное сияние? Как северное сияние происходит


Северное сияние - природное явление

Северное сияние это природное явление невероятной красоты, сверкающее многоцветие на небосводе, естественная люминесценция неба, которая будоражит умы людей не одно столетие. Этот феномен еще называют авророй или полярным сиянием. Вызвано явление взаимодействием солнечных частиц с верхними слоями атмосферы Земли.

Мифы

Народы, которые из века в век проживали вблизи зон появления северного сияния, пытались по-своему объяснить причину его возникновения. Так появились мифы и легенды, придающие этому удивительному явлению мистическое значение.

Легенды эскимосов

Эскимосы были уверены, что сияющая занавеска на небесном своде – это след от игры в футбол. По их поверью, духи брали в качестве мяча череп моржа и начинали свои безумные забавы. При этом эскимосы очень боялись нападения этих духов, поэтому никогда не покидали свое жилище без оружия. Северный народ верил, что заставить северное полярное сияние исчезнуть они смогут очень оригинальным способом – хлопком в ладоши, а появиться вновь – свистом.

Эскимосы никогда не наблюдали долго за небесными цветными лентами. Они считали, что это – прямой путь к сумасшествию.

Мифы индейцев

В племенах индейцев ходили легенды о прекрасном дворце, который открывает врата для того, чтобы призвать в свои ряды душу живущего. Многие древние воины, увидев природное явление северное сияние, добровольно отправлялись навстречу гибели. Другие племена верили, что на небе светит пламя всемогущих шаманов.

Предание норвежцев

У норвежцев есть множество легенд, связанных с полярным свечением. Объяснялось это тем, что каждый раз оно принимало различные формы. Для некоторых норвежцев полярное явление было символом, соединяющим мир людей и мир богов. Рассуждая о том, что такое северное сияние, норвежцы думали о неземных сущностях. По преданиям, сияющие полосы на небосводе служили лестницей, по которой спускались божества. Другим это явление напоминало вальсирующие души умерших девушек.

Финская легенда

Финское предание гласило, что цветные ленты на небе – это не что иное, как река, соединяющая мир простых смертных и дом богов. Река носила название Ружа. Фины считали, что северное сияние явление природы – это предвестник хорошей погоды, богатого урожая и знак благосклонности к ним богов. Они были уверены, что таким образом боги дают понять – племя идет по правильному пути. Для финнов явление становилось символом благословения племени на великие свершения и начинания.

Что такое северное сияние и как оно происходит

Всего известно два типа полярных сияний – диффузное и дискретное (или точечное). Первый характеризуется достаточно скромным свечением, его сложно разглядеть на темном небе. Второй тип явления не заметить невозможно, однако оно прекрасно различимо лишь на ночном небосводе.

История изучения явления

Многие ученые ломали голову над вопросом, от чего бывает северное сияние. Однако первым определил природу возникновения явления Михаил Ломоносов. Он провел тысячи лабораторных исследований и в результате пришел к выводу, что полярное сияние связано с электрическим током.

Впоследствии эта теория была подтверждена. Через колбы, заполненные разреженными газами (аргон, водород, азот, неон), пропускали электроток. В результате опытов ученые получали невероятно красивое свечение, причем в каждом отдельном случае его оттенок получался совершенно уникальным. С тех пор ученым было известно о том, северное сияние как оно происходит.

Следом ученые выяснили, что явление происходит в верхних слоях атмосферы нашей планеты, речь идет об ионосфере. И, наконец, связали его с активностью на Солнце. Выяснилось, что наиболее сильные и частые явления происходят во время пика одиннадцатилетнего цикла активности желтой звезды.

Как происходит северное сияние в природе

Солнце – звезда, которая состоит из частиц водорода и гелия. Они, в свою очередь, являются набором отрицательно заряженных электронов и положительно заряженных протонов. Во время одного из взрывов на Солнце к нашей планете устремляются миллиарды этих заряженных частиц со скоростью не менее 950 метров в секунду. Они достигают нашей голубой планеты спустя примерно двое суток. В момент соприкосновения их с ионосферой происходит взаимодействие с частичками разряженных газов. Из-за этого и появляется красивое свечение – северное сияние природное явление.

Земной шар, по сути, представляет собой гигантское магнитное тело, которое способно образовывать магнитные поля благодаря электротокам. Появляются они из-за того, что железоникелевое ядро нашей планеты вращается вокруг своей оси. Чтобы понять, северное сияние что это такое, нужно представлять себе магнитное поле Земли. Земной шар играет роль огромного магнита, к которому летит солнечный ветер. Силовые линии отталкивают солнечные частички к северному и южному полюсу нашей планеты. Там они попадают в ионосферу через полярные каспы (это воронки в атмосферном слое).

biosfera.wiki

Почему происходит северное сияние?

26 декабря 2013Северное (правильно – полярное) сияние – феномен, известный под научным названием aurora borealis, появляется в полярных зонах Земли и других планет.

Почему происходит северное сияние?

Северные сияния могут происходить круглый год в любое время суток, но заметны они с земли только на фоне темного ночного неба. Это захватывающее дух и потрясающее по красоте природное зрелище может продолжаться от нескольких часов иногда до нескольких суток.

Полярные сияния возникают в периоды, когда магнитное поле нашей Земли на огромной скорости бомбардируется электрически заряженными частицами, многократно ускоренными солнечным ветром. Поэтому северные сияния обычно лучше всего видны неподалеку от магнитных полюсов. На электрическую природу северных сияний впервые указал великий русский ученый Михаил Ломоносов, впоследствии его гипотезу экспериментальным путем подтвердили другие ученые. Им даже удавалось, уже в наше время, искусственно создавать и затем изучать северные сияния. Так происходило, к примеру, в 1975 году, в ходе советско-французской исследовательской программы АРАКС.

Это электромагнитное явление охватывает огромные околоземные пространства. Находиться в зоне северного сияния не может ни один, даже самый мощный, реактивный самолет. Если нижняя граница сияния находится на высоте не менее 60км, то верхняя достигает уровня 960км от поверхности планеты.

Почему происходит северное сияние?

Северные сияния заметно чаще возникают весной и осенью, чем в другое время года. А пик частоты сияний приходится на периоды, близкие ко времени весеннего или осеннего равноденствия. Обычно во время северного сияния за довольно короткое время над поверхностью Земли выбрасывается огромное количество энергии.

Так, во время одного из недавно зарегистрированных учеными возмущений зарегистрирован выброс 172 джоуля, это примерно столько же, как во время землетрясения силой шесть баллов. При наблюдениях с Земли северное сияние проявляется как быстро меняющееся, пульсирующее свечение неба или движение лучей, «корон», полос, «занавесей».

tourweek.ru

Почему происходит северное сияние? - Почему

23.09.2017 21:40 1578

Северное сияние – это природное явление, при котором на небе происходит яркое свечение. Увидеть этот феномен можно на севере, в полярную ночь. На тёмном небосводе появляются светящиеся полосы, напоминающие пламя. Они бывают разных цветов: зелёного, жёлтого, синего, красного.

Причиной возникновения северного сияния является солнечная активность и магнитное поле Земли. Попробуем разобраться. Наша планета, словно магнит имеет два полюса: северный и южный. Электрические заряды постоянно перемещаются из северного полюса в южный.

Солнце является звездой, состоящей из частиц водорода и гелия. Периодически на поверхности Солнца происходят взрывы. В этот момент к нашей планете устремляется большое количество заряженных частиц. Спустя двое суток они достигают нашу планету. Магнитное поле захватывает эти частицы и переносит к полюсам. Там они сталкиваются с атомами атмосферы Земли. Из-за их взаимодействия с частицами разряженных газов атмосферы происходит свечение.

Цвет северного сияния зависит от высоты, на которой оно происходит. Жёлто-зеленый цвет появляется на небе, если явление происходит на высоте 80 км, алый оттенок – 150 км, а красный цвет – если столкновение частиц произошло на высоте 300 км над землей.

Иногда северное сияние сопровождается звуками похожими на потрескивание и хлопки. Но такие звуки можно услышать, если кругом будет очень тихо.

Северное сияние происходит не только на Земле, но и на других планетах солнечной системы: Венера, Марс, Юпитер, Сатурн.

Северное сияние можно увидеть в Антарктиде и ближайших к ней территориях. Только там это явление называют южное сияние.

Labirint.ru - ваш проводник по лабиринту книг

yznavaika.ru

Северное сияние что это такое и где можно увидеть в России

Красивое полярное сияниеПолярное сияние или аврора (Aurora Borealis) это естественное свечение (люминесценция) неба, которое хорошо видно, особенно, в высоких широтах, оно вызвано столкновением заряженных частиц с атомами в верхних слоях атмосферы (термосферы).

Общая информация

Как образуется полярное сияние? Заряженные частицы магнитосферы, которые она захватывает из солнечного ветра, направляются магнитным полем Земли в атмосферу. Большинство сияний происходят в регионах, известных как зоны полярных сияний, которые, как правило, располагаются на удалении 10-20 градусов от магнитного полюса, определяемого осью магнитного диполя Земли. Во время геомагнитной бури, эти зоны расширяются до более низких широт, так что появляется возможность увидеть полярное сияние в Москве.

Классификация

Северное сияние

Северное сияние над озером

Полярное сияние как природное явление классифицируются на диффузное и точечное (дискретное). Диффузное выглядит как безликое свечение в небе, которое может быть не видно невооруженным глазом, даже в темную ночь. Точечные — различаются по яркости, от едва видимых невооруженным глазом, до достаточно ярких, настолько, чтобы читать газету в ночное время. Точечное северное сияние можно увидеть только на ночном небе, потому что оно не настолько яркое, чтобы стать заметным и днем. Полярное сияние на севере России известно, как северное полярное сияние.

Сияние в Центральном Иллинойсе

Сияние в Центральном Иллинойсе

Северное сияние причины возникновения

Северное сияние возникает в стратосфере вблизи магнитного полюса, оно видно в виде зеленоватого свечения, иногда с примесями красного. Точечные полярные сияния часто демонстрируют линии магнитного поля, и могут изменять свою форму от нескольких секунд до нескольких часов. Когда можно увидеть северное сияние? Оно чаще всего происходит вблизи равноденствия.

Магнитное поле Земли и сияния тесно связаны. Магнитное поле Земли захватывает частицы солнечного ветра, многие из которых затем перемещаются по направлению к полюсам, где и сталкиваются с атмосферой Земли. Столкновения между этими ионами, атмосферными атомами и молекулами и приводит к выбросам энергии в виде свечения атмосферы, появляющихся в виде больших кругов вокруг полюсов. Аврора более яркая во время интенсивной фазы солнечного цикла, когда выбросы корональной массы многократно увеличивают интенсивность солнечного ветра. Полярное сияние на Юпитере, Сатурне, Уране и Нептуне можно посмотреть в этой статье.

Южный полюс

Асимметрия сияния

Асимметрия сияния

Есть ли северное сияние на южном полюсе? Да, полярное сияние на южном полюсе, имеет те же особенности, которые почти идентичны северному. Есть ли северное сияние в Антарктиде, спросите вы? Да, их видно из высоких южных широт Антарктики, Южной Америки, Новой Зеландии и Австралии.

Как образуется северное сияние

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

Роль кислорода

Свечение кислорода

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

Галерея изображений

Изображения авроры сегодня встречаются значительно чаще, в связи с ростом качества и доступности цифровых камер, которые имеют достаточно высокую чувствительность. Ниже представлена галерея наиболее впечатляющих снимков.

Солнечный ветер и магнитосфера

Земля постоянно погружена в потоки солнечного ветра — разреженного потока горячей плазмы (газ из свободных электронов и положительных ионов), испускаемых Солнцем во всех направлениях, который образуется в результате воздействия двух миллионов градусов тепла Солнечной короны.

Солнечный ветер, как правило, достигает Земли со скоростью около 400 км/с, плотностью около 5 ионов/см3 и напряженностью магнитного поля 2-5 нТл (Напряженность магнитного поля Земли измеряется в Теслах и у поверхности Земли, она как правило, составляет 30,000-50,000 нТл).  Во время магнитных бурь, потоки солнечной плазмы могут быть в несколько раз быстрее и межпланетное магнитное поле (ММП) может быть гораздо сильнее.

Межпланетное магнитное поле формируется на Солнце, в области солнечных пятен, а по его силовым линиям в космос простирается солнечный ветер.

Земная магнитосфера

Схема Земной магнитосферы

Схема Земной магнитосферы

Земная магнитосфера формируется под воздействием солнечного ветра и магнитного поля Земли. Оно образует собой препятствие на пути солнечного ветра, отвлекая его, на среднем расстояние около 70 000 км (11 радиусов Земли), и формирует головную ударную волну на расстоянии от 12000 км до 15000 км (от 1,9 до 2,4 радиусов). Ширина магнитосферы Земли, как правило составляет 190 000 км (30 радиусов), а на ночной стороне длинный шлейф магнитосферы, из вытянутых силовых линий поля, распространяется на огромные расстояния (> 200 радиусов Земли).

Поток плазмы в магнитосфере растет с увеличением плотности и турбулентности в потоке солнечного ветра.

В дополнение к перпендикулярному столкновению с магнитным полем Земли, некоторые потоки магнитосферной плазмы двигаются вниз и вверх, вдоль силовых линий магнитного поля Земли и теряют энергию в авроральных зонах атмосферы, вот от чего появляется северное сияние. Магнитосферные электроны ускоряются и сталкиваясь с газами атмосферы вызывают свечение атмосферы.

Частота встречаемости

Карта сияний в Евразии

Карта сияний в Евразии

Карты Северной Америки и Евразии с границей полярных сияний при разных уровнях геомагнитной активности; Kp = 3 соответствует низкому уровню геомагнитной активности, в то время как Kp = 9 — самый высокий уровень.

Карта сияний в Америке

Карта сияний в Америке

Полярное сияние в России иногда наблюдаются и в умеренных широтах, когда магнитная буря временно увеличивает авроральный овал. При индексе геомагнитной активности Кр=6-9 возможно увидеть на широте Москвы.

Северное сияние: прогноз

Северное сияние в режиме реального времени (онлайн), обновление происходит каждые 30 секунд

Магнитные бури и северное сияние наиболее распространены во время пика одиннадцатилетнего цикла солнечной активности и в течение трех лет после этого пика. В авроральной зоне вероятность образования свечения, зависит в основном от уклона межпланетного магнитного поля.

Ось вращения Солнца наклонена 8 градусов по отношению к плоскости орбиты Земли. Солнечный ветер выдувает потоки плазмы быстрее от солнечных полюсов, чем от экватора, тем самым средняя скорость частиц у магнитосферы Земли убывает каждые шесть месяцев. Скорость солнечного ветра наибольшая (в среднем примерно на 50 км/с) в районе 5 сентября и 5 марта, когда Земля располагается под максимально высоким углом к плоскости вращения Солнца.

Почему возникает северное сияние

"Блуждающий свет"

«Блуждающий свет»

Из-за столкновений между молекулами и атомами атмосферы Земли и заряженными частицами, захваченными магнитосферой из солнечного излучения. Различия в цвете обусловлены типом газа, который сталкивается. Наиболее распространенным цветом свечения является бледно-желтовато-зеленый, который формируется молекулами кислорода, расположенными на высоте 80 км над землей. Редкие полярные сияния красного цвета формируются атомами кислорода на высоте порядка 300 км. Азот ответственен за синий или пурпурный-красный цвет.

Влияние солнечной активности

Связь между северным сиянием и солнечной активностью была заподозрена примерно в 1880 году. Благодаря исследованиям, проведенным с 1950-х, мы теперь знаем, что электроны и протоны солнечного ветра захватываются магнитосферой Земли и сталкиваются с газами в атмосфере.

Температура над поверхностью Солнца (речь идет о короне, сама поверхность Солнца имеет температуру ок. 6000 градусов) составляет миллионы градусов по Цельсию. При этой температуре, столкновения между ионами весьма интенсивны. Свободные электроны и протоны вырываются из солнечной атмосферы в результате вращения Солнца и улетают через прорехи в магнитном поле. В околоземном пространстве, заряженные частицы в значительной степени отклоняются магнитным полем Земли. Магнитное поле Земли слабее всего на полюсах и поэтому заряженные частицы попадают в атмосферу Земли и сталкиваются с частицами газа именно на полюсах. Эти столкновения излучают свет, который мы воспринимаем как полярное сияние.

Где наиболее подходящее место для наблюдения Северного сияния

Их можно увидеть в северном или южном полушарии, в виде неправильной формы овала с центром над магнитным полюсом. Ученые узнали, что в большинстве случаев, полярное сияние на разных полюсах являются зеркальным отображением друг друга, которое происходит в то же время, с аналогичной формой и цветом.

Поскольку явления происходят вблизи магнитных полюсов, то северное сияние удобно наблюдать за северным полярным кругом. Их можно также увидеть на южной оконечности Гренландии и Исландии, северном побережье Норвегии и к северу от Сибири. Южные полярные сияния сосредоточены в кольце вокруг Антарктиды и южной части Индийского океана.

Области, которые избежали, так называемое, световое загрязнение — лучшие места, чтобы наблюдать за сияниями.

Наиболее подходящее время наблюдений сияний

Исследователи обнаружили, что полярные сияния является циклическими, достигая пика примерно каждые 11 лет (что совпадает с 11-летним периодом активности Солнца). Предыдущие такой пик пришелся на период 2013 года.

Зима на Севере это хорошее время, чтобы посмотреть на слабое свечение атмосферы. Короткий световой день и длинные, ясные ночи предоставляют множество хороших возможностей для их наблюдения. Обычно лучшее время это полночь.

Вид с МКС

Вид с МКС

Звуки генерируемые сияниями

Иногда сияния могут генерировать различные шумы, такие как хлопки, треск и статические звуки, как правило, слабые и короткие. В течение длительного времени ученые сомневались в этом явлении, так как звук было тяжелее задокументировать, к тому же аврора располагается слишком высоко в небе, чтобы быть услышанной на земле. Тем не менее, исследователи из Университета Аалто в Финляндии, опубликовал исследование в 2012 году, в котором было указано то, что им удалось записать различные шумы коррелирующие с визуальным присутствием северного сияния. Ученые утверждают, что эти звуки образовались на высоте около 70 метров над землей. Звуки сформировались в результате взаимодействия солнечных частиц и газов атмосферы. Университет Аляски отмечает, что звуки издаваемые полярными сияниями настолько редки, что существует очень мало людей, которым посчастливилось их услышать. Их образование возможно только во времена максимальной солнечной активности, при безветренной ночи и вдали от других источников шума.

В каких странах можно наблюдать северное сияние

Северное сияние в Австралии

Северное сияние в Австралии

Самое красивое северное сияние чаще всего бывает замечено в высоких широтах — Аляска, Канада, север Скандинавии, Гренландии и Исландия — и во время максимумов солнечного цикла. Где можно увидеть северное сияние в России? Самый дешевый способ увидеть сияния в РФ — поездка в Мурманск.

Ответы на наиболее распространенные вопросы

  1. Что такое северное сияние? Это свечение верхних слоев атмосферы Земли, возникающее в результате соударения заряженных солнечных частиц и газов в атмосфере. А Северное потому, что происходит в Северном полушарии.
  2. Почему происходит северное сияние? Потому что в процессе взаимодействия заряженных частиц и атомов кислорода и азота (основные компоненты атмосферы), последние переходят в возбужденное состояние испуская при этом кванты света. Также атомы излучают фотоны и при обратном переходе в основное состояние.
  3. Когда бывает северное сияние? Во время сильных магнитных бурь, следите за космической погодой!
  4. Как часто бывает северное сияние? Чаще всего они возникают на пике 11-летнего Солнечного цикла и в течении 2-3 после него.
  5. Можно ли увидеть днем северное сияние? Нет, солнечный свет почти полностью забивает слабое свечение атмосферы.
  6. Полярное сияние на разных полюсах идентично? Фактически да, оно повторяет форму, цвета и продолжительность, но ученые выявили что на разных полюсах оно, все же, имеет небольшие отличия.
  7. Полярное сияние видно из космоса? Как раз из космоса его лучше всего наблюдать. С орбиты вы сможете увидеть так называемый авроральный овал, формирующийся у магнитных полюсов нашей планеты.Полярное сияние с МКС

    Полярное сияние с МКС

  8. Где можно наблюдать северное сияние? В любых местах наиболее близко расположенных к Северному и Южному полюсу, чем ближе, тем оно ярче и выше будет располагаться над головой. В каких странах можно увидеть северное сияние: Исландия, Норвегия, Дания, Россия, Канада и на острове Гренландия. 
  9. Где в России увидеть северное сияние можно в наилучших условиях? Если нет возможности поехать ближе к северному магнитному полюсу, то можно ограничится поездкой в Мурманск.
  10. Почему полярное сияние называют северной авророй? Потому что аврора это и есть полярное сияние, а так как мы с вами живем в Северном полушарии, то для нас она северная аврора.
  11. Бывает ли северное сияние летом? Да, оно происходит в любое время года и зависит от солнечных бурь.

comments powered by HyperComments

spacegid.com

Как и почему появляется северное сияние? — журнал "Рутвет"

Оглавление:

  1. Завораживающее северное сияние
  2. Легенды о том, как появилось северное сияние
  3. Как образуется северное сияние?
  4. Как может выглядеть полярное сияние, и когда его можно увидеть?
  5. Где можно увидеть северное сияние?

Захватывающее природное явление, имеющее красивое латинское название aurora borealis, по-русски называется менее затейливо – северное сияние, хотя более правильно называть его полярным, поскольку оно появляется ближе к магнитным полюсам не только Земли, но и прочих планет.

Завораживающее северное сияние

Полярное сияние возникает с равным успехом у обоих магнитных полюсов. Северным же мы называем его по старинке, поскольку не знали раньше, что на противоположной стороне земли случаются точно такие же атмосферные представления.

Зная, как образуется северное сияние, его можно ожидать в любое время суток круглый год, вот только видеть его можно, когда небо тёмное. Подобное захватывающее природное световое представление потрясает своей красотой и может продолжаться на протяжении часов, а то и суток.

Вечером 17 марта 2015 года жители средней полосы России, в частности Московской области, могли наблюдать зеленоватые всполохи полярного сияния, которое в наших широтах происходит довольно редко.

Полярное сияние может выглядеть, как огромный сияющий занавес, перекинутый через небо и переливающийся красноватыми, зеленоватыми огнями с примесью фиолетового и синего.

Легенды о том, как появилось северное сияние

Человек всегда мог наблюдать полярные сияния, поскольку те существуют миллиарды лет. По поводу этих впечатляющих явлений не могла не появиться та или иная легенда, как появилось северное сияние.

  • У одних народов появление на небе таинственных безмолвных всполохов считалось предвозвестником счастья – мол, у богов праздник на небе, поэтому может с неба и людям что-нибудь хорошее перепасть.
  • По верованиям других народов небесные огни свидетельствовали о гневе богов, после чего от них стоило ждать только неприятностей. Эти народы в период сияний стремились как можно меньше употреблять огонь, чтобы лишний раз не раздражать богов.
  • Скандинавская версия. В легендах викингов полярное сияние часто упоминалось, оно сравнивалось с мерцающим мостом, по которому боги спускались на землю. В одних сагах лучи aurora borealis были зайчиками от блеска начищенных доспехов воинственных валькирий. Другие истории утверждали, что переливающиеся огни –  это танцующие души мёртвых дев. Предки финнов называли ленту полярного сияния огненной рекой Ружей, отделяющей мир живых людей от мира мёртвых.

  • У североамериканских эскимосов до сих пор сохранилась оригинальная вера в то, как появляется северное сияние – стоит только свистнуть, как небо зажжётся огнями, а немедленно погасить их можно, просто хлопнув в ладоши. Есть и альтернативная идея – духи, играющие черепом моржа, заставляют небо вспыхивать. Штука это опасная, поэтому эскимосы покидали свои жилища в это время всегда вооружёнными. Тем более, если слишком долго любоваться небесными огнями, можно и разум потерять.
  • Есть любопытная теория, согласно которой мифы о драконах появились именно благодаря aurora borealis. Согласно ей Святой Георгий – этот небесный покровитель разных народов, воевал вовсе не с ужасным змеем, а с безобидным полярным сиянием.

Как образуется северное сияние?

Многих далёких от науки людей и сегодня интересует вопрос, почему появляется северное сияние, устраивающее регулярные представления ближе к полюсам.

Очень близко к разгадке полярных сияний подошёл Михаил Васильевич Ломоносов, который предположил, что здесь замешано электричество. Чтобы в этом убедиться, можно наполнить колбы разными газами, имеющимися в атмосфере и пропустить через них электричество – газ в каждой колбе начнёт светиться светом определённой длины волны.

Если сильно упростить объяснение, можно сказать так: выброшенные Солнцем частицы солнечного ветра взаимодействуют с частицами верхних слоёв атмосферы и заставляют их светиться переливающимися огнями.

Солнце, как и любая звезда основной последовательности, состоит почти целиком из водорода и гелия. Водород в состоянии плазмы распадается на положительно заряженные протоны и отрицательно заряженные электроны. Гигантские взрывы солнечного вещества выбрасывают в космос миллиарды тонн заряженных частиц. Те с очень большой скоростью (примерно 960 километров в секунду) устремляются от звезды во всех направлениях, в том числе и к нам. Это явление в науке называется солнечным ветром, который за 2-3 дня достигает нашей планеты.

Видео о том, как появляется северное сияние

Земля представляет собой гигантский магнит, который окружён сильным магнитным полем, порождённым электрическими токами, протекающими в недрах планеты и вызываемых, в свою очередь, вращением железоникелевого ядра. Магнитные поля Земли являются ловушками для пролетающих поблизости частиц солнечного ветра. Направление частиц изменяется – теперь они направляются к северному либо южному магнитному полюсу, которые находятся не так далеко от географических полюсов. Попадая же в атмосферу на огромной скорости, частицы солнечного ветра сталкиваются с атомами и молекулами атмосферных газов, передавая энергию им, а те затем отдают её в виде света, который мы и видим в явлении полярного сияния.

  • Возбуждённые атомы, возвращаясь в более низкое энергетическое состояние, излучают фотон в видимом диапазоне.
  • Если частица солнечного ветра выбивает из атома азота электрон, то при этом излучается фиолетовый и синий цвет.
  • Если энергии недостаточно для выбивания электрона, то и испускается менее энергичный красный свет.
  • Когда взаимодействие солнечного ветра происходит с кислородом, то он не теряет электрона и излучает красный и зелёный свет.

Как может выглядеть полярное сияние, и когда его можно увидеть?

Лучше всего полярное сияние можно увидеть вдали от города, чтобы не мешал свет фонарей, при неполной луне в ясную морозную ночь. Но чаще они возникают осенью и весной, ближе к периодам равноденствия. Высоты свечения находятся в диапазоне 80-400 км, а продолжительность может измеряться как десятками минут, так и несколькими сутками.

Чем неспокойнее погода на Солнце, чем чаще следуют мощные выбросы субатомных частиц, тем более продолжительными становятся на Земле полярные сияния. Самые яркие представления происходят каждые одиннадцать лет, в годы наибольшей солнечной активности.

Полярное сияние часто немного напоминает припозднившийся закат, но может представлять собой гигантские дуги или спирали. Ширина светового занавеса может быть больше 160 км, а длиною он растягивается на полторы тысячи километров.

Цвет излучения зависит не только от вида газа, с которым взаимодействовал солнечный ветер, но и высоты, где это происходило. Вот как влияет высота на природную иллюминацию:

  • выше 150 км столкновения вызывают красный цвет излучения;
  • между 120 км и 150 км господствуют жёлто-зелёные тона;
  • до 120 км преобладают фиолетовые и синие краски.

Наиболее же часто полярное сияние имеет мертвенный бледно-зелёный оттенок.

Чем меньше широта, тем реже случаются там полярные сияния. Это происходит потому, что магнитное поле Земли отклоняет частицы солнечного ветра, не позволяя им дойти до атмосферы, и лишь в районе магнитных полюсов контакты с атмосферой становятся возможными.

Одно время считалось, что полярные сияния происходят одновременно и симметрично на обоих полюсах. Но наблюдения из космоса опровергли эту закономерность, демонстрируя значительную разницу между ними. Иногда это может быть кольцо, которое как 4000-километрового диаметра нимб опоясывает магнитные полюса.

Где можно увидеть северное сияние?

В средние века северный магнитный полюс располагался восточнее, поэтому небесные всполохи можно было наблюдать не только в Скандинавии или на севере России, но даже на севере Китая. В наше время места можно занимать:

  • в районе Северного полюса;
  • в Антарктиде;
  • на Аляске и севере Канады;
  • на севере Скандинавии и Шпицбергене;
  • в Шотландии;
  • на Кольском полуострове;
  • 5-10 раз в год между Парижем и Лондоном;
  • до 4-х раз в год даже на севере Флориды.

Видео о том, почему появляется северное сияние

Но лучше и чаще всего видны полярные сияния из космоса, где им не мешают часто непрозрачные нижние слои атмосферы.

Случаются полярные сияния и на других планетах, имеющих магнитные поля и атмосферы. Так их видели на Венере, Марсе, Юпитере, а самое высокое (1200 км) полярное сияние наблюдалось на Сатурне.

О полярных сияниях науке известно почти всё, но есть достаточно неожиданный вопрос: звучат ли полярные сияния? Простому наблюдателю он кажется нонсенсом, поскольку феерия протекает в абсолютной тишине. Но так ли это и наверху – учёные ещё гадают.

А Вы когда-нибудь видели северное сияние? Расскажите об этом в комментариях.

www.rutvet.ru

Происхождение северного сияния | Мир невидимого

 

Японские ученые разгадали тайну вспышек северного сияния

Одним из самых потрясающих и красивых явлений на Земле по праву считается северное сияние. Долгое время никто не мог ответить на вопрос: «почему же возникает северное сияние?», но разгадать тайну получилось у Михаила Ломоносова. Именно он первым из ученых предположил, что северное сияние имеет электрическую природу происхождения.

Для доказательства несколько колб были заполнены азотом, аргоном, водородом и неоном, после чего через них был пропущен разряд электрического тока, и каждый из газов засиял уникальным цветом.

Последнее время набирает популярность среди девушек танец под названием Stripplastic. Что такое stripplastic прочитать можно, пройдя по указанной ссылке.

Но кто же пропускает электрический ток в атмосфере Земли? После происхождения взрыва на Солнце в ионосферу нашей планеты попадают корпускулы и сталкиваются с мелкими частицами разряженных газов, заставляя последних светиться.

Как правило, северное сияние возникает на высоте от 80 до 1000 км, а его продолжительность порой достигает целые сутки. Интенсивность и долгота, с которой длится северное сияние, всегда зависит от активности Солнца. Чаще всего северное сияние делает небо цветным словно закат, но иногда проявляется в качестве огромных дуг или спиралей. Ширина таких фигур достигает 160 км, а длина полутора тысяч километров.

Цвет северного сияния напрямую зависит от того газа, с частицами которого произошло взаимодействие солнечных зарядов.

Красный цвет скажет Вам о том, что столкновение случилось в слоях выше 150 км от Земли, желто-зеленые оттенки укажут на высоту 120-150 км, а при расстояниях ниже 120 км северное сияние принимает фиолетово-синий блеск.

Ну и напоследок, перечислю места, где вероятнее всего Вы сможете увидеть северное сияние: Швеция, Исландия, северная часть Финляндии, Норвегия, Великие озёра Онтарио в Канаде и Кольский полуостров в России.

Как появляется северное сияние

Полярное сияние - Физика вокруг насЭскимосские племена считали, что северное сияние – это свет, который излучают души умерших на пути к небесам. Согласно древним финским легендам, лисы охотятся на сопках и чешутся боками о скалы. При этом искры отлетают на небо и создают там северное сияние. Жители средневековой Европы утверждали, что северное сияние – это отблески боя, который на небесах вечно обречены вести воины, погибшие на полях сражений.

Ученые ближе подошли к разгадке этого удивительного феномена – они выдвинули теорию, что северное сияние представляет собой отражение света от ледяных шапок. Галилео Галилей пришел к выводу, что это природное явление возникает в результате преломления в атмосфере солнечного света, и назвал его Авророй в честь древнеримской богини утренней зари.

Первым происхождение северного сияния объяснил Михаил Васильевич Ломоносов. Проведя огромное количество опытов, он предположил, что явление имеет электрическую природу. Ученые, продолжившие изучение северного сияния, подтвердили достоверность выдвинутой им гипотезы. По их мнению, разноцветные вспышки загораются в небесах полярных областей планеты, когда заряженные частицы, летящие с Солнца, достигают магнитного поля Земли. Большую часть этого потока отклоняет геомагнитное поле, но некоторые частицы все же попадают в атмосферу над полярными регионами. Их столкновение с атомами и молекулами газовой атмосферы вызывает необычайно красивое разноцветное свечение.

Как появляется чудесное свечение

Наиболее распространенным цветом северного сияния является бледно-зеленый. Он возникает как результат столкновения электронов с атомами кислорода на высоте ниже 400 км над землей. Молекулы азота создают красный цвет, попав в нижние слои ионосферы. В верхней части ионосферы они излучают тусклый фиолетовый цвет, невидимый с поверхности Земли. Переливы этих цветов и создают невероятно красивое, фантастическое сияние.

Северное сияние начинается так высоко, что долететь до него не может ни один реактивный самолет. Его нижний край находится на высоте, как минимум, 60 км, а самый верхний – на высоте 960 км над уровнем планеты. Таким образом, достичь северного сияния под силу только космонавтам.

Северное сияние можно увидеть зимой, так как ночи в это время года гораздо темнее, чудесное свечение становится более заметным. Вопреки распространенному мнению, северное сияние бывает не только на северном, но и на южном полюсе. А еще северное сияние существует на других планетах, например, на Марсе.

Северное сияние является одним из самых ярких и красивых природных явлений. Первый, кому удалось разгадать секрет этого явления, был Михаил Ломоносов. Он первый высказал предположение о том, что северное сияние имеет связь с электричеством. Однако предположение требовало доказательств. Для этого несколько ученых решили заполнить несколько колб водородом, азотом, неоном и другими разреженными газами. Затем пропустили через сосуд с газами электричество, получив разноцветную газовую окраску.

Причины возникновения Северного сияния в природе

В чем же причина происхождения "северного сияния" над Челябинском ...В природе это явление связано с солнечной активностью. Когда на небесном светиле происходит взрыв, заряженные частицы попадают в ионосферу Земли, где происходит столкновение с частицами разряженных газов, вызывая их свечение. Таким образом, Северное сияние образуется на высоте 80-100 км. и может длиться до 24 часов. Интенсивность и продолжительность этого явления зависит от активности Солнца. Как правило, цветовые полосы имеют длину около 1500 км и ширину 160 км. Цвета Северного сияния обусловлены тем, на какой высоте произошло столкновение солнечного ветра и газа. В случае столкновения на высоте в 150 км небо будет иметь красный оттенок, чуть ниже желтый и зеленый оттенки. Самый нижний слой имеет сине фиолетовый окрас. В большинстве случаев сияние имеет светло зеленый окрас.

Где чаще всего происходит Северное сияние?

Наиболее впечатляющее Северное сияние возникает в периоды самой высокой солнечной активности. Лучше всего отправиться за город в морозную, ясную ночь в период с октября по январь. Однако понаблюдать Северное сияние можно только в областях, приближенных к магнитным полюсам. поскольку Земля получает лишь часть потока заряженных частиц, которые попадают в зону полюсов. Больше всего повезло жителям северной Финляндии, Норвегии, Кольского полуострова, Исландии, шведского Курина и области Великих озер в Канаде.

В связи с тем, что причины Северного сияния были раскрыты лишь недавно, в древности люди приписывали этому явлению мифическое происхождение. К примеру, для эскимосов разноцветное небо означало души крупных морских животных. а для индейцев Канады это были блики огромного костра. разведенного Большим духом.

На сегодняшний день умы ученых занимает другой вопрос, связанный с Северным сиянием, а именно имеет ли это явление звуковой эффект?

Какова причина возникновения северного сияния?

Сияние Аляски. Фотограф Патрик Эндрес. Часть 2. Aurora Borealis ...Причина во взаимодействии заряженных частиц т.н. солнечного ветра с атмосферой нашей планеты. Дело в том, что естественным экраном для заряженных космических частиц служит магнитное поле Земли. На полюсах структура силовых линий магнитного поля такова, что заряженные частицы могут достигать самые внешние разряженные слои атмосферы. При взаимодействии с атомами/молекулами атмосферных газов космическое излучение приводит их в возбужденное состояние, переход из которого обратно в исходное состояние сопровождается испусканием кванта света, что мы и наблюдаем в виде северного сияния. При особенно сильных выбросах солнечного вещества заряженные частицы могут проникать в атмосферу на широтах Скандинавии и Петербурга. Иногда северное сияние наблюдается даже на широте Москвы.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Источники: krestalex.ru, www.kakprosto.ru, blogerov.net, www.bolshoyvopros.ru, www.nordtours.ru

Эмоции и вода

В результате ряда экспериментов выяснилось, что, имеется кардинальное различие между кристаллами воды, возле которой проигрывалась классическая музыка и музыка в ...

Тируванантапурам - город на побережье Аравийского моря

Тируванантапурам представляет собой столицу штата Керала, что находится в Индии. Этот город располагается неподалеку от острова Индостан, а именно ...

Леголенд в Калифорнии

Если европейские парки, закрываются на долгую зиму, то калифорнийский Легоенд открыт всегда. Чудесный климат Южной Калифорнии этому благоприятствует. Калифорнийскому ...

Тайна парусника Сиберд

В 1947 году британскими и голландскими радиолокационными станциями был принят сигнал бедствия, который содержал в себе следующую информацию: «Все офицеры и капитан  на ...

Ракетный комплекс С-500

Секретные элементы подготовки личного состава в учебном центре зенитно-ракетных войск военно-космической академии имени Можайского раскрыли для журналистов. Военные впервые показали, как ...

Аненербе

Самая таинственная организация Третьего рейха входила в состав империи СС. Это — Аненэрбе, история которой окружена мифами. Когда нацистская ...

Пароход Адмирал Нахимов

Пароход «Адмирал Нахимов» (порт приписки Одесса. СССР ) был построен в 1925 году, в Германии. Предыдущее название судна — ...

Сирийский город Алеппо

Алеппо — самый северный из древних городов Сирии расположен на пересечении торговых путей из Месопотамии, «плодородного полумесяца», и Египта. На протяжении ...

В поисках затерянной Атлантиды

Легенда о затерянной Атлантиде — погибшем под водой острове, на кото­ром некогда процветала древняя высокоразвитая ци­вилизация, — один из наиболее известных ...

Где искать могилу Чингисхана. Часть2

Как правило, подобные государства, созданные волей одного, пусть даже выдающегося человека, существуют лишь малое время, пока жив их создатель, в ...

www.objectiv-x.ru

Как возникает северное сияние • Фактрум

На протяжении веков люди смотрели на одно из природных чудес на Земле — северное сияние, не зная, что же это такое. Древние народы, например, имели своё собственное объяснение: эскимосские племена считали, что это свет, излучаемый душами умерших на пути к небесам, а в средневековой Европе полагали, что это — бой, который вечно обречены вести погибшие в битве воины.

Учёные и исследователи подошли к разгадке несколько ближе — они выдвигали теорию, что северное сияние возникает из-за отражения света от ледяных шапок. Галилео Галилей назвал это явление Авророй в честь римской богини утра, после того, как заключил, что оно возникает в результате преломления солнечного света в атмосфере.

Современные учёные считают, что огни в небе вызваны столкновением электрически заряженных солнечных частиц и атомов из нашей атмосферы — энергия от столкновения выделяется в виде света. То, что северное сияние наблюдается в основном на полюсах, объясняется тем, что там магнитное поле Земли особенно сильное.

В 2008-м году учёные из Лос-Анджелеса заключили, что, когда две силовые линии магнитного поля соответствующим образом взаимодействуют с аккумулированной солнечной энергией, то достигается критический лимит, и в дело включаются силовые энергии магнитного поля, в результате чего магнитная энергия преобразуется в кинетическую энергию и тепло.

Наиболее вероятно увидеть северное сияние зимой в связи с особым положением Земли по отношению к Солнцу — когда дни становятся короткими, ночи, как правило, темнее. Кстати, северное сияние бывает не только на северном полюсе, но и на южном тоже. На других планетах, включая Марс, северные сияния тоже есть, поэтому можно быть уверенными, что последующие поколения, рождённые на других планетах, смогут стать свидетелями подобных впечатляющих явлений.

Если вы давно не видели северное сияние, то самое время планировать поездку: учёные предсказывают, что декабрь этого года будет лучшим периодом для таких наблюдений за всё следующее десятилетие в связи с высоким уровнем солнечной активности.

www.factroom.ru