Любительская астрономия > Полярное сияние
Полярное сияние – особенности наблюдения: что это такое с фото и видео, исследование, циклы Солнца, виды северных сияний, искусственный тип, где наблюдать.
Полярное сияние – это природное явление, которое заключается в свечении разреженных верхних слоев атмосферы, обусловленное столкновением на высоте до 1000 км электронов и протонов, попавших в атмосферу из космического пространства, с молекулами и атомами воздуха. Взаимные ударения частиц с молекулами азота и кислорода возбуждают последние и приводят их в состояние с высокой энергией.
В свою очередь, северное сияние – это процесс возврата частиц в равновесное состояние через излучение квантов света определенных длин волн. Наблюдать его можно в обоих полушариях на широтах 67-70 ˚в авроральных овалах, окружающих магнитные полюса нашей планеты. В периоды повышенной солнечной активности полярное сияние можно увидеть даже на широтах 45-50˚. Астрономы любители часто присылают удивительные фото и видео северного сияния, которые можно увидеть на нашем сайте.
Как правило, полярные сияния визуализируются в зимнее время. Именно поэтому в России давно появилось устойчивое название этого явления «северное сияние». Ведь в нашем понимании север – это место, где всегда снежно и морозно, например, Архангельск, Мурманск, Арктика. На самом деле, полярные сияния гораздо чаще случаются в осеннее-весенний период, а их пик приходится на весеннее или осеннее равноденствия. Полярные сияния цикличны. Один цикл составляет 27 дней и 11 лет.
Северное сияние формируется под воздействием солнечного возмущение. Доказательством тому служит цикличная природа этого явления. При этом циклы совпадают с 11-летними колебаниями солнечной активности и с вращением Земли за 27 суток. Дополнительным аргументом является концентрация полярных сияний в областях возмущений магнитных полей.
Поговорим о полярном сиянии
Полярное сияние, Aurora Borealis (северное сияние), Aurora Australis (южное сияние), пазори, сполохи — все это названия одного и того же яркого и раскатистого явления.
Полярное сияние — это поток заряженный частиц исходящих из Солнца (солнечный ветер), который проявляется свечением (фотон) благодаря столкновению этих заряженных частиц (электрон) с верхними слоями земной атмосферы (атом газа) в приполярных районах, передавая им часть энергии. Атом газа переходит в возбужденное состояние, выделяет энергию — фотон определенной длины волны, который уже улавливает человеческий глаз.
Происходит сияние, как мы уже поняли, по «инициативе» Солнца циклично на период вращения последнего вокруг своей оси (27 суток) и засчет колебаний солнечной активности с периодом 11 лет.
Интересное о северном сиянии
Свечение ночного неба как природное явление с древних времен интересует человечество и накопилось много интересных фактов о нем:
- ученый при дворе Навуходоносора II (567 г. до н. э.) упоминал о свечении неба в своих записях;
- впервые северное сияние подробно описал Галилео Галилей (1619 г.);
- рисунки на скалах во Франции, сделанные 30 тыс. лет назад, изображают вспышки на небе;
- в одном из рассказов про А. Невского говорится, что северное сияние, которое воины наблюдали незадолго до битвы на Чудском озере, стало им добрым предзнаменованием, сулившем победу;
- сполохи можно наблюдать в Австралии, на юге Африки и Южной Америки;
- на Юпитере северное сияние тоже происходит, но глаз человека его не видит;
- вспышки на небе сопровождаются выделением большого количества энергии, сопоставимого с энергией землетрясения;
- сияние на Сатурне распространяется до высоты в 1200 км;
- вспышки могут происходить только при наличии атмосферных газов и магнитных полей.
1 / 5 ( 1 vote )
Почему и где?
Области проявления полярных сияний объясняются действием магнитного поля Земли. (Краткая вставка: именно благодаря магнитному полю на Земле существует жизнь. Если бы магнитное поле отсутствовало, то потоки частиц из космоса просто бы выжгли все на ее поверхности). Если бы его не было, свечение было бы над любым континентом или над поверхностью Мирового океана. Но наталкиваясь на силовые линии магнитного поля, солнечный ветер огибает нашу планету. Эти области получили название авроральных овалов или пояс северного сияния. Диаметр колец колеблется в пределах 2000 —3000 км, смещенных на ночную сторону Земли, с центрами в магнитных полюсах планеты. Они не совпадают с географическими полюсами: так, северный магнитный полюс с начала XVII века находится на севере Канады и движется в сторону России.
Географически наиболее часто полярные сияния возникают в Северном полушарии (наиболее часто выше 70° с.ш.) — на юге Гренландии и Исландии, на севере Скандинавского полуострова и арктическом побережье Сибири. В Южном полушарии — на острове Тасмания или южной оконечности Новой Зеландии.
При магнитных бурях или мощных вспышках на Солнце — область возникновения полярных сияний явно смещается на юг. Длительное время бытовало мнение, что сияния в Южном и Северном полушарии происходят одновременно и симметрично. Но в 2001 г. удалось провести одновременное наблюдение полярных регионов из космоса, и оказалось, что сияния в Арктике и Антарктике живут своей особой жизнью, и мало похожи друг на друга.
Земля не единственная планета Солнечной системы, где наблюдаются полярные сияния. Не только у Земли имеются условия для возникновения этого явления — магнитного поля и воздушной оболочки. Наблюдать и исследовать внеземные полярные сияния на Юпитере, Сатурне, Марсе стало возможным в последние десятилетия, когда в распоряжении ученых появились орбитальные телескопы и межпланетные станции.
Страны, в которых можно увидеть северное сияние
Солнечное (полярное) сияние можно наблюдать в нескольких странах. Ученые сделали выводы, что на Северном полюсе свечение появляется реже, чем на Южном. Однако туда не только сложнее добраться, но и остановиться практически негде.
Поэтому стоит рассматривать более доступные места. Например, Якутия, Воркута, Норильск, Нарьян-Мар, Красноярский край – Таймырский заповедник, Ямал. Во многих странах для туристов оборудованы гостиницы, смотровые площадки, есть даже небольшие поселки.
Мурманская область (Россия)
Чаще всего туристы едут в Мурманскую область. Добраться туда можно всего да 2 часа самолетом из Москвы. В Мурманске северное сияние преимущественно яркого зеленоватого оттенка, очень редко – красного.
Сильных морозов там нет. Северное сияние начинает появляться с начала осени. Наблюдать природное явление советуют из поселка Териберка. Любители экстрима могут отправиться в Хибинские горы, но зимой там мало открытых баз отдыха и может не остаться мест.
Архангельск (Россия)
Там много ясных дней и северное сияние в Архангельске видно почти из любой точки. Но если хочется получить хорошие кадры, то советуют уехать из города. Из-за светового загрязнения четкость на снимках будет плохой. Для съемки лучше найти место на берегу Северной Двины. Всполохи расцвечивают небо в период сентябрь-апрель.
Карелия (Россия)
В Карелии увидеть северное сияние можно с сентября, но только если в это время высокая солнечная активность. Искать всполохи света лучше дальше от городов. Хорошие кадры получаются в деревне Нильмогуба. Она находится на побережье Белого моря, далеко от других населенных мест.
Об отдыхе в Карелии –
Коми (Россия)
Там северное сияние можно наблюдать везде, несмотря на то, что явление редкое. Иногда всполохи видно даже в Сыктывкаре. Но чтобы увидеть действительно зрелищное представление, то нужно уехать дальше. Наиболее удачным местом считаются окрестности Воркуты.
Где можно увидеть северное сияние – Финляндия
В Финляндии рекомендуют посетить Кильписъярви. Из четырех ночей в три стабильно появляется северное сияние. В Соданкюля явление радует жителей раз в два дня. В 20 веке там был построен городок «Астрополис» для наблюдения и изучения полярного сияния.
Как организовать поездку в Финляндию –
В стране оборудовано несколько специальных залов, в которых природное явление воспроизводится искусственно. Иллюзия настолько полная, что даже не нужно никуда ездить, чтобы полюбоваться на игру частиц света. Если все же хочется натурального зрелища, тогда нужно отправиться в деревню Неллим или на курорты Какслауттанен, горнолыжный Луосто. Примерная цена за ночь – 150 евро.
Норвегия
В Норвегии посмотреть на северное сияние можно в городке Алту. Рядом с ним находится гора Хальде, на которой работает обсерватория. Ее построили в 19 в., но пока она закрыта.
Однако смотровая площадка там открыта и самые настойчивые добираются туда. Правда, для этого нужно 4 часа взбираться на гору. Однако и результат будет более впечатляющий, чем смотреть на сияние от подножья.
Рядом с Алту находится отель с домиками-иглу. Но лучшими местами считают Лофотенские острова и город Тромсе, расположенный в 350 км за Полярным кругом. Наблюдать северное сияние приезжают с октября по март. Киркенес – небольшой городок рядом с российской границей. Он находится в эпицентре всполохов.
Исландия
Местные жители рекомендуют отправиться на маяк Grótta. В этом месте минимальное световое загрязнение. Скрасить ожидание северного сияния поможет геотермальный бассейн, находящийся рядом. Некоторые заказывают спец-туры. Если выбрать из Рейкьявика на автобусе – поездка обойдется примерно в 50 евро, индивидуальная программа на джипах – до 2000 евро.
На окраине парка Ватнайекюдль, рядом с ледником расположена небольшая деревня Каулваведль. Северное сияние очень красочно смотрится на фоне черного неба. Там находится отель с панорамными видами из окон. Это позволяет любоваться полярным сиянием в комфорте и тепле. Наблюдать за всполохами нужно с декабря по февраль.
Швеция
В Швеции за северным сиянием нужно ехать в деревню Абиску и Бьорклиден. В первой работает центр Aurora Sky Station (находится на берегу озера). Это считается лучшим местом для наблюдения за северным сиянием. Добраться до Абиску можно самолетом до Кируны, а оттуда – оформить трансфер.
Канада
В этой стране очень низкий уровень светового загрязнения. Поэтому увеличиваются шансы увидеть северное сияние. С августа по апрель туристы приезжают за зрелищем в Йеллоунайф. Там есть отель, где можно остановиться.
Аляска
Рекомендуют наблюдать сияние в городе Фэрбанкс. Либо оформить специальный тур в парк Денали. Северное сияние на Аляске активно в период август-май, с 22.00 до 3.00. Согреваться помогают горячие источники, отели.
Палитра цветов
Сияния на небосводе переливаются желтыми и зелеными, синими и голубыми, красными и фиолетовыми красками. А зависит это от того, с каким именно газом реагируют электроны – с кислородом или азотом.
Азот обычно имеет синеватый оттенок, в то время как кислород светится зелено-желтым и иногда красным. А вот водород порождает вспышки ультрафиолета, вообще неразличимые невооруженным глазом. На других планетах, где атмосферы по большей части состоят из соединений водорода, человек без специальных приборов просто не смог бы увидеть такое зрелище.
Интенсивность свечения определяется по специальной международной шкале с градацией от I до IV баллов. Полярные сияния с низкой интенсивностью свечения (в I, II, реже III балла) обладают цветовой интенсивностью ниже порога восприятия цвета человеческим глазом. Такие полярные сияния кажутся нам бесцветными. Начиная с верхней границы III-х балловой отметки и дальше до IV, полярные сияния воспринимаются нами в цвете.
По цветовому спектру можно определить, на какой высоте происходит явление. Обычно диапазон действия колеблется от 80 км до 1000 км над поверхностью Земли.
Энергия, которая выделяется при полярном сиянии, сопоставима с той, что высвобождается при землетрясении магнитудой в 5,0—6,0. Но человек на физическом уровне данное явление не ощущает, поэтому полярное сияние относится к безобидному проявлению природы.
В зависимости от стечения многих природных факторов и человеческой фантазии сияния принимают вид гигантских занавесов, короны, лучей. Они могут быть динамичными, а могут быть и статичными.
Вероятность возникновения
Чтобы оценить вероятность возникновения сияний, используют несколько индексов и параметров. В первую очередь, это K-индекс — отклонение магнитного поля Земли от нормы в течение трехчасового интервала. Его измеряют на 13 специальных геомагнитных обсерваториях. Индекс принимает значения от 0 до 9, где 0 — минимальная солнечная активность, 9 — сильнейшая магнитная буря, которая случается не больше четырех раз за 11-летний цикл.
На сервисах, которые прогнозируют сияния, также используют Kp-индекс. Приставка «p» означает «planetary», то есть это K-индекс, рассчитанный в среднем по планете
Северное сияние в Финляндии, Муонио
В Финляндии северное сияние просто поражает своей красотой. После трех месяцев присутствия 24-часового солнечного света, финская Лапландия переходит в режим темных холодных ночей, демонстрируя первоклассные виды на северное сияние в течение остальных 36 недель. Когда речь заходит о самом стильном способе их просмотра, то это место находится в списке на первой позиции. Здесь для наблюдения за авророй предусмотрены «иглу» с подогревом под названием Aurora Dome. Они расположились прямо на замерзшем озере Муонио Торассиппи и стоят 162 USD за ночь.
Как добраться: самый удобный пункт для совершения полетов — это аэропорт Хельсинки (HEL). Из Хельсинки — перелет 1,5 часа в аэропорт Киттиля (KTT). Стоимость авиабилета в одну сторону начинается от 85 USD. Из аэропорта до Мунио примерно час езды.
Где остановиться: деревня — это лучшая точка для изучения больших пространств и парков, таких как Паллас-Юллястунтури (первая пешеходная тропа Финляндии). Это значит, что выбор отелей ограничен. В Финляндии очень распространен кемпинг. Если вы находитесь в предвкушении люксового и комфортабельного отдыха, но столь же аутентичного, попробуйте Лапландию Олос — горнолыжный курорт с саунами в люксах и многокомнатными бревенчатыми домиками у склонов. Стоимость двухместного номера начинается от 161 USD за ночь.
Эксперимент
Полярное сияние можно вызвать и искусственным путем. Так, например, в 1975 году Советский Союз и Франция провели эксперимент под названием ARAKS (Artificial Radiation and Auroral Kerguelen — Soviet Union; Искусственная радиация и полярное сияние (Кергелен — Советский Союз)). С архипелага Кергелен в Индийском океане ученые запустили ускоритель частиц, который на высоте нескольких сотен километров испускал электроны. Двигаясь вдоль силовых линий магнитного поля Земли, эти электроны попали в Северное полушарие и вызвали искусственное полярное сияние над Архангельской областью. Погода не позволила наблюдать явление с поверхности Земли, но оно было зарегистрировано приборами.
Полярные сияния можно смоделировать даже в небольшой лаборатории. Французские ученые создали специальное устройство, которое имитирует условия в атмосфере Земли на высоте 80 километров — магнитные поля, потоки заряженных частиц, радиационные пояса и бедный кислородом разреженный воздух. С помощью установки можно воссоздать сияния, возникающие не только в атмосфере Земли, но и в атмосферах других планет.
Северное сияние над планетами Солнечной системы
Не только на нашей планете возникают сияния. Полярные сияния Земли яркие и красивые, однако на Юпитере явления превосходят по яркости земные. Потому что магнитное поле планеты-гиганта в несколько раз сильнее. Оно отправляет солнечный ветер в противоположные стороны еще более продуктивно. Весь свет скапливается на определенных участках у магнитных полюсов планеты.
Спутники Юпитера влияют на полярное сияние. Особенно Ио. За ним остается яркий свет, потому что природное явление следует по направлению расположения силовых линий магнитного поля. На фото — полярное сияние в атмосфере планеты Юпитер. Хорошо видна яркая полоса, оставленная спутником Ио.
На Сатурне, Уране, Нептуне тоже обнаружены полярные сияния. Только Венера почти не имеет своего магнитного поля. Всполохи света, возникающие от взаимодействия солнечного ветра с атомами и молекулами атмосферы Венеры, особенные. Они покрывают всю атмосферу планеты целиком. Более того, солнечный ветер доходит до поверхности Венеры. Однако такие сияния никогда не бывают яркими. Заряженные частицы солнечного ветра нигде не скапливаются в большом количестве. Из космоса Венера при атаке заряженных частиц выглядит как слабо светящийся шар.
МЕЖДУНАРОДНАЯ МЕЖДИСЦИПЛИНАРНАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ
Если вы стали свидетелем необычных климатических явлений или происшествий, если вы – ученый, который понимает важность вклада в развитие наук, связанных с климатом, если вы просто небезразличный человек, независимый исследователь, осознающий, что климатическая ситуация в мире стремительно меняется — тогда данная онлайн-площадка для вас. Присоединяйтесь к участию в конференции, где вклад каждого человека принесет результаты.
ДЛЯ УЧАСТИЯ В ОНЛАЙН КОНФЕРЕНЦИИ В КАЧЕСТВЕ СЛУШАТЕЛЯ, ОЧЕВИДЦА ИЛИ ДОКЛАДЧИКА, ПОЖАЛУЙСТА, ЗАРЕГИСТРИРУЙТЕСЬ ЗДЕСЬ.
Онлайн-конференция будет проходить в программе zoom.us, точная ссылка будет сообщена участникам и докладчикам после регистрации.
Контактный e-mail: Страница конференции:
