Северное сияние что это такое и где можно увидеть в россии

Звуки, генерируемые северным сиянием

Временами на специальное оборудование можно зафиксировать звуки, издаваемые сиянием. Это разнообразные шумы вроде хлопков, треска и белого шума, они очень короткие и едва уловимые. Ученые долгое время не могли выявить существование звуков – они появлялись настолько редко, что можно было списать на неисправность аппаратуры.

Звук тяжело зафиксировать – авроры располагаются слишком далеко от земной поверхности. Исследователи финского университета доказали существование шумов, записав их. Звук появился на расстоянии в 70 метров над поверхностью из-за взаимодействия заряженных частиц и газов. Звуки крайне редкие, поэтому счастливчиков, что смогли их услышать, не так много. Образование шумов возможно только в высокую солнечную активность в безветренную погоду без прочих раздражителей.

Где и когда можно увидеть

Так как полярное сияние очень зависит от магнитного поля, то наблюдать его можно только на удалении 10-20 градусов от магнитного полюса (не путать с географическим полюсом). Этот регион называется авроральный овал, а диаметр его составляет около трёх тысяч километров. Стоит отметить, что, когда происходят магнитные бури, сияние перемещается на более дальние расстояния, например, в марте 2015 года его можно было наблюдать в Москве. Многие заблуждаются, что полярное сияние — ночное явление, оно может возникнуть в любое время суток, просто человеческий глаз не способен уловить свечение днем. Само явление можно наблюдать от 20 минут до нескольких дней.

Наиболее часто явление происходят в весенний и осенний период, но не стоит забывать, что при сильных магнитных бурях сияние может добраться даже до таких американских штатов, как Техас и Луизиана. Наибольшее количество северных зияний происходит в Гренландии и Аляске. Кстати, существуют тур-фирмы, которые организовывают путешествие в северные широты для наблюдения за северным сиянием.

Когда и где можно увидеть северное сияние?

Огни северного сияния можно наблюдать в регионах, что приближены к Северному и Южному полюсу. Ученые говорят, что в разных точках земного шара различается разная интенсивность и цвет свечения.

Чего на данный момент никто точно не знает, так это то, что частота возникновения северного сияния может зависеть от активности Солнца. В момент пиковой деятельности выброс солнечных частиц сильно увеличивается, а поэтому и сияние наблюдается намного чаще.

Чаще всего северное сияние появляется в атмосфере на высоте от 90 до 130 км над поверхностью земли. При этом тон свечения зависит от того, насколько высоко происходит столкновение частиц земной атмосферы с солнечным ветром. Если небесные вспышки начинают отливать всеми оттенками фиолетового и синего, то вероятнее всего, что молекулы водорода и гелия столкнулись с азотом в высшем слою атмосферы. Желтые, зеленые и красные тона такого сияния обеспечиваются кислородом.

Когда бывает северное сияние?

Северное сияние происходит зимой, потому что ночи в этот период намного темнее, а прекрасное свечение будет более заметным.
Чаще всего люди любуются таким интересным зрелищем каждые одиннадцать лет. Последний такой пик зафиксировали 3 года назад, а это означает, что следующий максимум приходится на 2024 год.
Полярное свечение обычно наблюдают в осенне-весенний период, а именно с октября месяца. Пик частоты данного явления – время, приближенное к весеннему и осеннему равноденствию.
Оптимальным временем суток для наблюдения полярного сияния считается ночь. Именно в это время суток ничего не отвлекает от созерцания невероятных всплесков на небосклоне. Идеально подходит для этого Северный полюс в полночь.

Где можно увидеть северное сияние?

В России рассмотреть северное сияние можно не покидая территории государства. Необычное свечение в России было замечено на Кольском полуострове и в Мурманске.
Самым невероятным свечением хвастаются высокие широты. Это северные канадские города, Норвегия, Дания, Аляска, остров Гренландия, Скандинавия и Исландия. В городах Шотландии в ночи апреля также прекрасно видно, как по небу расстилается светящаяся пелена. И это говорит о том, что масштаб полярных сияний велик.
Французы и англичане несколько раз в год становятся свидетелями северного сияния. Особенно хорошо его видно между Парижем и Лондоном.
Северное сияние на Южном полюсе появляется намного чаще, чем на Северном.
В Антарктиде предугадать период появления на небесном своде северного сияния позволяют специальные космические станции. Благодаря им информация об активности небесного светила передается и обрабатывается.
Из космоса тоже видно завораживающее зрелище при возникновении северного сияния. Но такая удача космонавтам сопутствует далеко не всегда.

Что влияет на яркость и оттенки северного сияния

Цвет атмосферного свечения зависит от молекул газа, сталкивающихся с частицами солнечного ветра.

Зеленый цвет возникает в результате излучения атомарного кислорода на высоте от 80 до 150 км, реже – молекул азота.
Красный цвет – это результат излучения молекул азота, атомов кислорода на высотах от 150 до 400 км, и в незначительной степени – атомов водорода.
Желтый оттенок появляется в результате процесса ионизации кислорода, а также комбинации красного и зеленого свечения.
Синий цвет является результатом излучения атомов азота на высотах от 140 до 160 км. Это явление встречается сравнительно редко.
Фиолетовый цвет возникает как следствие излучение молекул азота на высотах менее 120 км.
Розовый оттенок появляется от смешивания красного и зеленого цветов.

Интенсивность свечения зависит от активности Солнца. Она оценивается по следующей шкале.

1 балл имеет свечение, приближенное по яркости к Млечному пути.
2 балла – это свет, исходящий от Луны, закрытой перистыми облаками.
3 балла – это свечение, похожее по яркости на свет Луны, скрытой кучевыми облаками.
Наивысшая яркость равна свету полной Луны, видимой в ясную ночь.

Как образуется северное сияние?

Образование авроры связано с высвобождением частичек света в верхних участках атмосферы. Высота образования – около 80 километров над земной поверхностью. Сияние возникает из-за того, что мельчайшие частица азота и кислорода сталкиваются между собой, постепенно приобретая возбужденное состояние.

Возникновение северного сияния

Когда все успокаивается, электрон полностью восстанавливается, образуя световые кванты. Взаимодействие с разными атомами газов приводит к смене свечения на другой цвет.

Роль кислорода

Кислород – наиболее необычный элемент, ввиду его возвращения в исходное состояние, занимающее менее секунды. Излучение зеленого света длится не более двух минут, после появляется красный.

Интересно: Как образуются айсберги? Описание, фото и видео

Свечение кислорода

Сталкиваясь с другими атомами, происходит поглощение энергии и свет прекращает излучаться. Подобные столкновения случаются не так часто, потому что в тех участках атмосферы очень мало кислорода. Все чаще столкновения происходят по мере передвижения ближе к земле, поэтому красное свечение прекращается по мере приближения к земле, а зеленое и вовсе полностью исчезает возле поверхности.

Что происходит на самом деле

Первым суть явления попытался объяснить
Михаил Ломоносов
: именно он установил, что северное сияние имеет электрическую природу.

Большинство заряженных частиц солнечного ветра, которые достигают нашей планеты, отражаются. Однако некоторым все-таки удается прорваться в магнитное поле Земли. Эти частицы и образуют свечение, сталкиваясь с молекулами воздуха в верхней части атмосферы (примерно в 100 км над поверхностью планеты). Желтый, зеленый и красный цвета возникают благодаря содержанию кислорода в воздухе, а за синие и фиолетовые оттенки отвечает азот. Научное название — aurora borealis
— сияние получило в честь римской богини утренней зари. Часто люди забывают, что полярное сияние, в обиходе «северное», наблюдается и у Южного полюса. Но его ученые называют по-другому: aurora australis
.

Как красиво сфотографировать северное сияние?

Многие начинающие фотографы и путешественники часто жалуются на то, что даже при наличии профессиональной аппаратуры снимки не всегда получаются качественными и четкими. Порой новички не успевают отыскать нужную точку для съемки и в поисках ее пропускают момент, когда появляется Северное сияние. Поэтому мы собрали несколько советов, благодаря которым ваши фото северного сияния в России будут просто великолепными:

До наступления ночи обязательно съездите на место, откуда вы планируете наблюдать таинственное небесное явление. Так вы сможете отметить несколько наиболее выгодных точек для съемки.
Хорошие фото не могут получиться без применения штатива. При этом на нем должны быть предусмотрены резиновые накладки, что позволит переносить технику, не чувствуя холода через перчатки.
Если вам придется снимать северное сияние с замерзшей воды, то предварительно протопчите несколько троп, но не уходите далеко от берега. Это может быть очень опасно, особенно в ночное время.
В зависимости от аппаратуры выставляйте правильные параметры: где-то хватает 2-3 секунд, где-то от 15-ти и больше. Тестируйте, чтобы это выяснить.
Часто на фото звезды выглядят немного размытыми. Чтобы избежать этого, не делайте выдержку более 24-х секунд. Однако при слабой интенсивности свечения выдержку придется увеличивать, иначе кадр не получится.
Не стоит забывать, что северное сияние постоянно меняет свою форму и интенсивность

Поэтому при длинной выдержке новички часто обнаруживают на снимке бесформенные пятна вместо уникального многоцветия.
Для успешной фотосессии, важно уметь отслеживать хорошую ясную погоду и прогноз северного сияния.

Презентация на тему: » Лучше Северного Сияния, только Северное Сияние…. План Определение северного сияния Причины его появления Где можно наблюдать это природное явление? «Время.» — Транскрипт:

Лучше Северного Сияния, только Северное Сияние…

План Определение северного сияния Причины его появления Где можно наблюдать это природное явление? «Время жизни» северного сияния Можно ли искусственным образом получить северное сияние? Какими цветами оно отражается? Как происходит и почему именно на севере? Кто первый попытался объяснить природное явление? Стихи о северном сиянии

Полярное сияние — оптическое явление в верхних слоях атмосферы (ионосфере), выражающееся в свечении (люминесценции) разреженного воздуха на высоте от 60 до 1000 км.

Причины появления Северное или полярное сияние появляется при столкновении вещества, образовавшегося во время так называемого «взрыва» на Солнце, и земной атмосферы.

Длительность полярных сияний составляет от десятков минут до нескольких суток.

Где наблюдается это природное явление? Полярные сияния наблюдаются преимущественно в высоких широтах обоих полушарий.

Северное сияние над небом Норвегии

Первые упоминания о полярных сияниях встречаются в новгородских летописях X века. М. В

Ломоносов — первый российский ученый, обративший внимание на происхождение полярного сияния. Михаила Васильевича так тронуло это природное явление, что он даже стал зарисовывать его

Первый такой рисунок, изображающий сияние в районе Белого моря, датируется 1726 годом.

Михаил Васильевич Ломоносов высказал правильное предположение, что северное сияние в своей основе имеет электрическую природу. Для подтверждения своих догадок ученый производил многочисленные эксперименты. Он брал стеклянный шар, выкачивал из него воздух и пропускал через него электрические заряды. «Возбужденная электрическая сила в шаре, из которого воздух вытянут, внезапные лучи испускает, которые во мгновение исчезают, и в то же время новые на их место выскакивают, так что беспрерывное блистание кажется…», — писал Ломоносов, наблюдая в миниатюре копию небесных явлений. И он делает необыкновенно смелый для того времени вывод: «… весьма вероятно, что северное сияние рождаются от происшедшей на воздухе электрической силы…»

Какими цветами отражается? Наиболее распространенный цвет — бледно-зеленый — создается в результате столкновения электронов с атомами кислорода на высоте ниже 400 км. Молекулы азота в нижних слоях ионосферы создают красный свет. А на самом верху ионосферы молекулы азота излучают насыщенный фиолетовый цвет, но он обычно слишком тускл, и с поверхности Земли его не видно. Переливы этих цветов и рождают необыкновенные, фантастической раскраски трепещущие картины.

На какой высоте от поверхности Земли происходит северное сияние ? Северные сияния происходят гораздо выше, чем может забраться самый мощный реактивный самолет. Нижний край сияния находится на высоте, по меньшей мере, 60 км, в то время как самый верхний км над уровнем планеты. Так что ни летчикам, ни скалолазам, вопреки легендам, никогда не удавалось оказаться внутри сияния. Только космонавты могут пролететь сквозь красочные сполохи.

Как происходит и почему именно на севере ? Солнце испускает в сторону Земли солнечный ветер. Это — поток заряженных частиц. Тем не менее у полюсов Земли магнитное поле сильнее, чем в других частях. И когда заряженные частицы, захваченные магнитным полем, начинают «крутиться» вокруг его линий, их постепенно сносит в зону сильного полюса — к полюсам Земли. Там эти частицы достигают таких скоростей, что бомбардируя воздух в верхних слоях атмосферы, заставляют его светиться. Этот переливающийся разными красками свет называется полярным сиянием. Затем было установлено, что сияние ёще происходит при свечении различных газов в верхней части атмосферы. И возникает оно на высоте 80км от поверхности Земли, а в отдельных случаях от нас на тысячу и более километров.

Северное сияние Малахитовая крошка, Вновь рассыпана средь звезд, Изумрудная дорожка, Ну а месяц нынче мост. Темно синим свод раскрасим, Нарисуем в нем разводы, И звездой тот свод украсим, Для отличнейшей погоды. Малахитовая крошка, Вновь рассыпана Богами, Мы слукавили немножко, Обнимали свод руками.

Авторы работы: Лапин Артем, ученик 10 класса Курков Юрий, ученик 10 класса МОУ СОШ С УИОП 1 г. Омутнинска Кировской области

Описание полярного сияния исследователями этого природного явления

Полярное сияние зеленого цвета

Карл Вейпрехт, исследователь Арктики XIX века, писал: «Северное сияние — это грандиозный фейерверк, непостижимый по своим масштабам даже для самого яркого воображения. Ни краска, ни кисть, ни одно слово не могут по-настоящему описать их славу».

Другой наблюдатель писал: «Полосы света беспорядочно мечутся. Внезапно, на секунду, весь свет тает, и небо наполняется тьмой. Так же быстро огни снова расцветают пульсирующими волнами и дугами, а затем, как будто, испытывают доверчивость человека, его гигантские завесы волнообразными движениями простираются по всему небу, иногда ударяя кончиками своих складок о землю, с них капает зеленый цвет травы или красный цвет крови».

Описывая грандиозное зрелище «National Geographic» писал: «Весь небесный купол был залит цветом: каскады желто-зеленого цвета и румянец малинового цвета, струящиеся из более темной точки высоко над головой. Когда они падали широкими лучами, они смещались и менялись по яркости, иногда интенсивно в одних местах, затем холодно, затем горячо. Это было все равно, что смотреть в сердце, если цветок великолепного света, лепестки которого колышутся на ветру, которого нельзя было почувствовать — дыхание из-за пределов этой планеты … Пик шоу длился час».

Космонавты на МКС, смотря на полярное сияние из космоса, говорят: «Земля выглядит как большой темный пруд, а северное сияние — это лазерный огонь».

Ответы на наиболее распространенные вопросы

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.
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.
Когда бывает северное сияние? Во время сильных магнитных бурь, следите за космической погодой!
Как часто бывает северное сияние? Чаще всего они возникают на пике 11-летнего Солнечного цикла и в течении 2-3 после него.
Можно ли увидеть днем северное сияние? Нет, солнечный свет почти полностью забивает слабое свечение атмосферы.
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.
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.
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.
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.
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.
Бывает ли северное сияние летом? Да, оно происходит в любое время года и зависит от солнечных бурь.

Цвет северного сияния. Классификация

Согласно научным исследованиям полярное сияние классифицируется по нескольким признакам.

Исходя из формы явление делится на такие виды:

Лентообразное – в виде сплошных полос в небе, может быть в несколько уровней:
Диффузное – в виде пятен на небе без четких границ:
Лучи – в виде тоненьких пучков света:

Кроме того, существует специальная шкала интенсивности свечения, исходя из которой полярные сияния делятся на четыре группы: одно и двухбалльные свечения являются слабыми по интенсивности и выглядят однотонными, а трех и четырехбалльные – более интенсивны и видятся человеческим глазом как цветные (желтые, красные, зеленые, фиолетовые).

Если говорить о цвете свечения, то чаще всего взору представляется красочное световое шоу в зеленых оттенках:

Чрезвычайно редко можно наблюдать феерию цветов красного или красно-розового оттенка. Установлено, что на цвет сияния может влиять высота, где произошло столкновение заряженных частиц:

на высоте 150 километров небо приукрашивается в красный цвет;
на высоте от 120 до 150 километров световое действие представлено желто-зелеными тонами;
ниже 120 километров небосвод окрашивается в фиолетово-синие оттенки.

Цветовая гамма свечения также зависит от того, с какими молекулами происходит столкновение в атмосфере заряженных частиц солнечного ветра. К примеру, красные оттенки могут возникать при соприкосновении частиц с молекулами кислорода:

Если же в этом процессе участвует азот, то взору откроются световые иллюминации с синим или пурпурно-красным оттенком:

Очень редко встречается белое полярное сияние.

Помимо красочного свечения при полярном сиянии можно услышать определенные звуки, к примеру, треск или шуршание. По мнению ученых это связано с активностью Солнца в период очередного выброса энергии в атмосферу. Услышать подобные звуки можно довольно редко и только при условии безветренной погоды и отсутствия вблизи других источников звука.

Учитывая все характеристики, которые исследуются учеными, можно спрогнозировать в какое время и в каких местах можно будет наблюдать необычайной красоты северное и южное сияния.

Северное сияние в России где можно увидеть

Полярный круг пересекает половину территории страны, поэтому, по идее, зрелище должно быть видно во многих регионах, но зимой практически во все из них добраться довольно проблематично. Неидеальные дороги завалены непроходимыми снежными наметами, температура воздуха может достигать -45, а прямые авиаперелеты влетают в копеечку. Поэтому жителям двух столиц профессионалы рекомендуют отправляться в Мурманскую и Архангельскую области, где можно удобнее всего посмотреть северное сияние в России. Климат там не так суров, а проезд вполне бюджетный и по карману туристу со средним достатком.

Мурманская область

Добраться в область на самолете из Москвы можно за 4-8 тыс. руб.
в зависимости от того, насколько близко к дате вылета приобретены билеты. Нужно
заранее определить удачный для просмотра населенный пункт и удостоверится, что
к нему будет удобно проехать. Присмотритесь к Печенгу, Териберку, Видяево или
иному поселку с минимальным уровнем светового загрязнения.

Поиск билетов в Мурманск

Хибины, Кольский полуостров

Горы удалены немного на юг, зато на возвышенности небо яснее и
увидеть природное явление реальнее. Здесь отсутствует искусственное освещение
близлежащих городов и открывается хороший вид. Инфраструктура тут практически
отсутствует, многие отели закрывают свои двери на период холодов, а те, что
работают – имеют труднодоступный подъезд. База отдыха «Куэльппорр» рекламирует
зимние трансферы на вершины посредством снегоходов.

Архангельская область

Разноцветные блики проявляются и в областном центре, но не так
масштабно, как за его пределами. Архангельск выбирают в качестве ночлега, а для
просмотра удаляются на несколько десятков километров по направлению к северу.
Полет в область из столицы России обойдется до 7000 руб. в обе стороны.

Воркута, Коми РФ

Местные жители наслаждаются светящимся небом даже в июле. Идеальным вариантом для экскурсии, где видно захватывающее северное сияние в России является г. Воркута. Туристам следует быть крайне осторожными при передвижении на автомобиле. Край дороги визуально соединяется с белоснежными сугробами и можно слететь с трассы, полностью погрязнув в снежной толще. Гораздо безопаснее и выгоднее добраться до Воркуты самолетом с пересадкой в Сыктывкаре.

Красноярский край, деревня Хатанга

Это село наиболее выгодный вариант, где чаще остальных
формируется полярная игра света. Их здесь видно гораздо ярче и обильнее, чем в
Мурманске или северной Исландии. Сердце Таймыра полно приключений, а зимняя
температура здесь комфортная и термометр редко опускается ниже -13.

Что это за явление?

Так что же оно такое, полярное сияние, будоражащее и смущающее разум народностей, живущих в самых холодных местах нашей планеты – возле северного и южного полюсов?

Загадку таинственных огней разгадал Михаил Ломоносов, предположив, что в данном случае виновато электричество. Чтобы доказать эту теорию, через колбы, предварительно наполненные разными газами, был пропущен электрический ток. В результате – каждая колба засияла своим, неповторимым и уникальным цветом.

Если объяснять полярное сияние, особо не углубляясь в теорию, то вполне можно сказать, что выброшенные Солнцем заряженные частички заставляют воздух нашей планеты переливаться завораживающими дух огнями.

Наше светило представляет собой огромный раскалённый газовый шар, который состоит из атомов гелия и водорода, состоящие из протонов (заряд «+») и электронов (заряд «–»). После взрыва на Солнце в космос попадает огромное количество частиц, обладающих электрическим зарядом, которые на огромной скорости (приблизительно – 960км/с) несутся во все стороны, в том числе и по направлению к нашей планете, образуя тем самым такое явление, как «солнечный ветер», и достигают Земли через 2-3 дня.

С помощью магнитного притяжения наша планета «ловит» пролетающий возле него солнечный ветер и по силовым линиям своего магнитного поля отправляет его к полюсам – северному и южному, возле которых находятся магнитные полюса. Попадая в район действия магнитных полюсов, солнечные частицы моментально притягиваются к ним, и от столкновения солнечного ветра с атмосферой, появляется энергия, преобразовывающаяся в свет, которая и образует северное сияние:

Возбуждённые атомы успокаиваются и начинают излучать световой фотофон;

Если азот, столкнувшись с солнечными частичками, теряет электроны, то его молекулы становятся синего и фиолетового цвета;

Если электрон никуда не пропадает и остаётся с молекулами азота – появляются лучи красных тонов;

Когда солнечный ветер взаимодействует с кислородом, электрон у того не исчезает, но сам он начинает выпускать лучи зелёного и красных цветов.

В Финляндии

Район Кильписъярви в Финляндии может похвастаться тем, что северное сияние здесь показывается каждые три ночи из четырех. В районах Соданкюля и Рованиеми сияние видно каждую вторую ночь.

В Соданкюля работает «звездный городок» Астрополис, здесь феномен полярного сияния изучается с 1912 года. А в 11 км от города построен необычный дом «Корона севера» (Revonulikota Pohjan Kurunu)
. Внешне он напоминает саамский чум, однако внутри расположен выскотехнологичный зал, воспроизводящий северное сияние.
Похожее шоу проводится и в театре «Полариум» одного из главных лапландских городов — Рованиеми. Здесь проводить время в ожидании сияния веселее всего: в феврале в городе проходит фестиваль полярного сияния (Revontulifestivaali)
.

На льду реки Кемийоки устраивают концерты и спортивные состязания, а в парке Конттинен возводят скульптуры изо льда и снега. Финляндия очень креативно подходит к вопросам зимнего отдыха, здесь можно найти много оригинальных отелей для наблюдения за зимним небом: от поселка иглу с прозрачными потолками Kakslauttanen
до стеклянных «Пузырей Авроры» посреди леса.

Значение полярных сияний

Полярные сияния описывались и изучались людьми на протяжении большей части истории человечества. Например, многие древние мифы говорят о таинственных огнях на небе, и некоторые средневековые цивилизации боялись их, поскольку они считали, что огни являются признаком предстоящей войны и/или голода. Другие цивилизации полагали, что полярное сияние было духом их предков и великих охотников.

Сегодня полярное сияние признано важным природным явлением, и многие люди отправляются в северные широты, чтобы наблюдать за ним. Некоторые ученые посвящают большую часть своего времени изучению этого явления. Полярное сияние также считается одним из семи природных чудес света.

Мне нравитсяНе нравится

Как формируется северное сияние?

Мы уже поняли роль солнечного ветра и магнитного поля Земли. Теперь пора понять, почему именно образовалось это удивительное явление. Как мы видели, магнитосфера образована воздействием солнечных ветров на магнитное поле Земли.. В этом смысле это слой, который защищает нас от солнечной радиации.

Но некоторые из этих солнечных ветров скользят по силовым линиям магнитного поля и достигают полюсов. Другими словами, энергетически и электрически заряженные частицы Солнца направляются магнитным полем к полюсам Земли. Солнечная радиация течет через магнитосферу, как если бы это была река.

Эти частицы солнечного излучения задерживаются на полюсах, и с этого момента начинается физический процесс, объясняющий появление северного сияния. Если у этих частиц достаточно энергии, они могут проходить через магнитосферу и достигать термосферы, которая простирается от 85 км до 690 км. Северное сияние происходит в этой термосфере., которая также известна как ионосфера.

Чтобы узнать больше: «6 слоев атмосферы (и их свойства)»

Когда это происходит, газы в термосфере, которые в основном состоят из азота и кислорода, поглощают излучение. Частицы солнечного излучения сталкиваются с атомами газа в термосфере, которые находятся на самом низком уровне энергии. Солнечный ветер, преодолевший магнитное поле Земли, возбуждает атомы азота и кислорода, заставляя их получить электрон.

За короткое время (мы говорим о одной миллионной доли секунды) рассматриваемый атом должен вернуться на свой самый низкий энергетический уровень, высвободив, таким образом, электрон, который они получили. Эта потеря возбуждения означает, что они высвобождают энергию. И они это делают. Они возвращают энергию, полученную при столкновении электрически заряженных частиц, в виде света.. И тогда у нас есть северное сияние.

Следовательно, северное сияние образуется, когда атомы газов, присутствующих в термосфере, сталкиваются с электрически заряженными частицами солнечного ветра, прошедшими через магнитосферу. Когда происходит это столкновение с газообразными атомами, эти атомы получают электрон от солнечных частиц, что заставляет их на мгновение возбуждаться и очень быстро возвращать эту ранее полученную энергию в виде света.

Формы, наблюдаемые в ночном небе, возникают в результате ионизации азота и кислорода., которые излучают свет при электрическом возбуждении. Поскольку полярные сияния происходят в термосфере, их высота всегда составляет от 85 до 690 км.

Но почему у них такой цвет? Это происходит, опять же, из-за газового состава термосферы и газов, с которыми взаимодействуют солнечные ветры. Каждый газ, возвращаясь к своему самому низкому энергетическому уровню, излучает энергию в определенной полосе видимого электромагнитного спектра.

Чтобы узнать больше: «Откуда цвет предметов?»

Кислород излучает свет с длиной волны около 577 нанометров.. Если мы посмотрим на электромагнитный спектр, эта длина волны соответствует зеленому цвету. Это причина того, что зеленоватый цвет наиболее часто встречается в полярных сияниях. И это обычное дело, потому что большая часть ионизации происходит на высоте 100 км, где кислород является основным газом.

Теперь, если ионизация происходит в более высоких слоях, состав атмосферы будет другим, поэтому длины волн, излучаемых атомами, также будут разными. На высоте 320 км и до тех пор, пока излучение очень сильное, кислород может излучать свет в диапазоне длин волн 630 нанометров, который соответствует красному цвету. Следовательно, красноватые цвета в полярных сияниях возможны, но реже.

Параллельно азот, теряя электрическое возбуждение, излучает свет с более короткой длиной волны, чем кислород. По факту, энергия, выделяемая атомами азота, имеет длину волны от 500 до 400 нанометров., что соответствует розоватому, пурпурному и реже голубоватому цветам.

Таким образом, северное сияние появляется из-за ионизации атомов газов в термосфере из-за столкновения с солнечными частицами, а затем возвращается на более низкий уровень энергии, что вызывает излучение света с определенной длиной волны в зависимости от газ, с которым он взаимодействует. Полярные сияния — удивительные явления, которые, как мы видим, представляют собой чистую физику.