Как и почему появляется северное сияние? Северное сияние из за чего возникает


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.

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.

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 1820

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.

yznavaika.ru

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

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

Почему возникает Северное сияние? | Мир невидимого

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.

Как появляется северное сияние

Эскимосские 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.

Почему возникает Северное сияние?

Северное сияние – одно из самых потрясающих природных явлений, равных по красоте которому просто нет! Долгие годы ответить на вопрос «Почему возникает северное сияние?» никто не мог, но разгадать эту тайну удалось Михаилу Ломоносову. Именно этот выдающийся учёный первым предположил, что природа этого явления электрическая. Чтобы доказать это предположение, учёные заполнили несколько колб следующими газами: азотом, водородом, неоном, аргоном и рядом других разреженных газов. После, через эти газы был пропущен электрический ток, и каждый из них засветился своим, уникальным цветом.

Так почему возникает северное сияние? Первоначально, на Солнце должен произойти взрыв, после чего в ионосферу Земли попадают заряженные частицы. Здесь, они сталкиваются с частичками разряженных газов, заставляя их светиться. Северное сияние возникает на высоте 80 – 1000 км. и длится от одного часа до суток. Причём, чем выше активность Солнца, тем интенсивнее и дольше будет Северное сияние на Земле. Обычно, Северное сияние окрашивает небо, словно закат, но иногда возникает в виде спиралей или дуг. Эти цветные ленты имеют ширину до 160 км, и длину примерно 1500 км.

У северного сияния много цветов. Его цвет зависит от того, с частицами какого газа произошло взаимодействие солнечного ветра, вернее, в каком слое атмосферы Земли произошло столкновение. Если слой выше 150 км, то цвет северного сияния будет красным, 120-150 км. – жёлто – зелёным и если ниже 120 км. то фиолетово – синим. Самым частым является бледно – зелёное северное сияние.

Чтобы увидеть Северное сияние во всей его красе, нужно выбрать период наивысшей активности Солнца. К тому же, это должна быть морозная, ясная ночь, и лучше, если Вы будите вдали от городских огней. Чаще всего Северное сияние появляется в период с октября по январь. Ещё одна помеха для наблюдения Северного сияния – полная луна.

Не во всех уголках мира можно увидеть это уникальное явление, а только вблизи магнитных полюсов. Это объясняется тем, что геомагнитное поле Земли отклоняет большую часть потока заряженных частиц, идущих от Солнца, и лишь некоторые всё же попадают в атмосферу Земли, но только над полюсами. Северное сияние открывается жителям и гостям Норвегии, Швеции, Финляндии, Исландии, Канады, России.

С Северным сиянием связанно множество мифов и легенд. Наши предки, не понимая природы некоторых явлений, связывали их с чем-то мифическим, порой божественным. Так, эскимосы считали, что огни в небе были душами китов, тюленей, а индийцы Канады полагали, что это искры огромного костра, который в небе зажигал «Большой дух».

С Северным сиянием связано ещё немало загадок и тайн. Сейчас учёные пытаются разобраться, сопровождается ли северное сияние звуковым эффектом? В этом вопросе их мнения расходятся.

Северное сияние появляется все реже

Фактически, сейчас мы наблюдаем минимум активности полярного сияния за последнее столетие

В последние пять лет северные сияния стали все реже появляться на небе. Фактически, сейчас мы наблюдаем минимум их активности за последнее столетие. Об этом сообщили представители Финского Метеорологического Института. Обычно северные сияния, или же aurora borealis, следуют 11-летнему солнечному циклу с соответствующими максимумами и минимумами активности.

Официально солнечный минимум был в 2008 году, но он все продолжается и продолжается, лишь в последние полгода активность немного повысилась, но мы не знаем означает ли это выход из минимума – сообщила в интервью агентству France Presse исследователь Ноора Партамис.

Северное сияние появляется в результате столкновения солнечного ветра с атмосферой земли и соответствующих возмущений в ионосфере и магнитосфере. Так что затухание северного сияния может быть сигналом того, что утихла и генерирующая солнечный ветер активность на Солнце.

Исследователям же предоставляется уникальная возможность наблюдать при помощи современной аппаратуры, что же будет с солнечным циклом при столь серьезном нарушении. Каким будет следующий максимум активности? Будет ли он вовремя?

Во время пика солнечной активности в 2003 году, станция на Шпицбергене фиксировала полярное сияние почти каждую ночь сезона. Сейчас частота появления сияния снизилась более чем вдвое, а на самой южной станции Финляндии в последние пять лет регистрируется лишь от 2 до 5 случаев появления сияния в год.

За счет чего образовывается северное сияние?

Полярное сияние — свечение верхних слоёв атмосфер планет, обладающих магнитосферой, вследствие их взаимодействия с заряженными частицами солнечного ветра.

Полярные сияния возникают в следствие бомбардировки верхних слоёв атмосферы заряженными частицами, движущимися к Земле вдоль силовых линий геомагнитного поля из области околоземного космического пространства, называемой плазменным слоем. Проекция плазменного слоя вдоль геомагнитных силовых линий на земную атмосферу имеет форму колец, окружающих северный и южный магнитные полюса . Выявлением причин, приводящим к высыпаниям заряженных частиц из плазменного слоя, занимается наука space physics. Экспериментально установлено, что ключевую роль в стимулировании высыпаний играет ориентация межпланетного магнитного поля и величина давления плазмы солнечного ветра. Это из Википедии. Простыми словами. Линии магнитного поля Земли наиболее густо располагаются у полюсов. В этих местах магнитное поле Земли наиболее сильно воздействует на заряженные частицы, летящие из космоса, в том числе и от Солнца. Под действием заряженных частиц происходит ионизация верхних слоев атмосферы, которая сопровождается свечением.

Когда повышается солнечная активность заряженные частицы летят к земле с большей плотностью чем обычно и поскольку земля это большой магнит они огибают землю и ударяют в верхние слои атмосферы вызывая ее ионизацию и свечение. Северное сияние это разрежение верхних слоев атмосферы при низких температурах!

Источники: www.factroom.ru, www.kakprosto.ru, pochemu-da-pochemu.ru, iscience.ru, otvet.mail.ru

Плитвицкие озёра

Озеро Козьяк является самым большим по площади (81,5 га), глубоким (46 м) и самым длинным по протяжённости (более 3 км) ...

О глубине пустоты

Откуда берется пустота в душе? Ладно, с пустотой в карманах - все ясно. Но почему же пусто там, где по ...

Тайны Тибета: загадка гранитных дисков

В 1962 году немецкий журнал «Вегетарианская Вселенная» опубликовал заметку о загадочных 716 табличках с письменами из Тибета. Они были подобны граммофонным ...

Кэрролл А. Диринг

Эта история произошла в январе 1921 года. На отмели Дайамонд Шоулз было обнаружено судно «Кэрролл А. Диринг». Пятимачтовая шхуна находилась ...

Наука в цивилизациях древности

В эпоху Возрождения основными чертами естествознания стали: утверждение опытного метода в науке, развитие математики и механики, метафизическое мышление. И таким ...

Рио-Негро - черная река

Реки бассейна Амазонки и сами по себе заслуживают внимания. Достаточно сказать лишь, что насчитывается 20 притоков длиной больше чем ...

Самый узкий дом в мире

Интересный проект дома разработал польский архитектор Якуб Щесны, ему удалось спроектировать самый узкий дом в мире, ширина строения составляет всего 1,5 ...

Пляжи Австралии

Австралия является одной из самых запоминающихся и таинственных стран в мире. Относящаяся к странам Западного мира, она расположена в восточном ...

История Пизанской Башни

Пизанская Башня является одним из самых узнаваемых символов Италии. По своей узнаваемости это строение может поспорить с Римским Колизеем ...

www.objectiv-x.ru

Почему возникает Северное сияние?

Что такое северное сияние?

Северное сияние Это действительно сверкающее многоцветное сияние на небе. Типичное северное сияние выглядит как сияющая занавеска, переливающаяся сине - зелеными огнями с вкраплениями розового и красного. Эти цветные лен ты имеют ширину до 160 километров, а длину до 1600 километров. Танцующее в темном небе, как языки пламени, северное сияние — завораживающее и чарующее зрелище. Северное сияние происходит на Земле. Но вызвано оно процессами, происходящими на Солнце. Вот как это получается. Солнце — это раскаленный газовый шар, состоящий из атомов водорода и гелия. В ядре этих атомов находятся частицы, которые называются протонами. Вокруг протонов вращаются другие частицы. Они называются электронами. Протоны несут единичный положительный заряд, электроны — отрицательный. Облако сверх горячего газа, окутывающее Солнце (солнечная корона), постоянно выбрасывает в пространство во всех направлениях частицы и осколки атомов. Эти кусочки летят в космосе со скоростью 960 километров в секунду. Такие потоки называются солнечным ветром. Иногда корона буквально взрывается вихрем частиц, добавляя новые раскаленные порции к солнечному ветру.

На Северном полюсе северное сияние бывает почти каждую ночь Когда солнечный ветер достигает Земли, его частицы попадают в ее магнитное поле. Силовые линии этого магнитного поля проходят в космическом пространстве, а сходятся у Северного и Южного полюсов Земли. Короче, Земля — это гигантский магнит. Магнетизм Земли обусловлен, как полагают, электрическими токами, индуцированными вращением железного ядра Земли. Чтобы посмотреть, как действует магнит, положите на него лист картона и насыпьте сверху железные опилки или мелкие гвоздики. Опилки или гвозди расположатся по кривым линиям, совпадающим с силовыми линиями магнитного поля. Магнитное притяжение Земли как бы засасывает пролетающие мимо нее заряженные частицы. Эти притянутые частицы движутся в виде длинных «лучей» вдоль силовых линий магнитного поля, которые уходят под землю в области магнитных полюсов. Эти полюса находятся вблизи Северного и Южного полюсов Земли, хотя и не совпадают с ними. Летящие вдоль силовых невидимых линий частицы «бесцеремонно затаскиваются» в атмосферу вблизи полюсов. И тут - то все начинается. Земля — не единственная планета, где бывает северное сияние. На Юпитере небеса в районе Северного полюса полыхают еще грандиознее Атмосфера нашей матери Земли состоит в основном из азота и кислорода. Когда электроны и протоны, выброшенные с Солнца, вторгаются в атмосферу, они неизбежно сталкиваются с молекулами этих газов. При столкновении некоторые из атомов теряют часть своих электронов, другие — «возбуждаются», получая дополнительную энергию. Когда атом «успокаивается» после столь бурной атаки, то есть возвращается в нормальное энергетическое состояние, он испускает световой фотон. Молекулы азота при столкновении обычно теряют электроны. При этом излучается синий и фиолетовый свет. Если же молекула азота возбуждается без потери электрона, то происходит испускание лучей красной части спектра. Когда солнечный ветер сталкивается с молекулами кислорода, потери электронов никогда не происходит. Молекула возбуждается, а затем испускает кванты зеленого и красного света. Заряженные частицы Солнца заставляют воздух земной атмосферы переливаться разными цветами это и есть северное сияние На Северном полюсе северное сияние бывает почти каждую ночь, в Скандинавии и Северной Америке — от 20 до 200 раз в году. Пять — десять раз в году северное сияние бывает на широтах Парижа и Лондона. Один раз северное сияние наблюдали даже в Мехико.

Северное сияние – одно из самых потрясающих природных явлений, равных по красоте которому просто нет! Долгие годы ответить на вопрос «Почему возникает северное сияние?» никто не мог, но разгадать эту тайну удалось Михаилу Ломоносову. Именно этот выдающийся учёный первым предположил, что природа этого явления электрическая. Чтобы доказать это предположение, учёные заполнили несколько колб следующими газами: азотом, водородом, неоном, аргоном и рядом других разреженных газов. После, через эти газы был пропущен электрический ток, и каждый из них засветился своим, уникальным цветом.

Так почему возникает северное сияние? Первоначально, на Солнце должен произойти взрыв, после чего в ионосферу Земли попадают заряженные частицы (корпускулы). Здесь, они сталкиваются с частичками разряженных газов, заставляя их светиться. Северное сияние возникает на высоте 80 – 1000 км. и длится от одного часа до суток. Причём, чем выше активность Солнца, тем интенсивнее и дольше будет Северное сияние на Земле. Обычно, Северное сияние окрашивает небо, словно закат, но иногда возникает в виде спиралей или дуг. Эти цветные ленты имеют ширину до 160 км, и длину примерно 1500 км.

У северного сияния много цветов. Его цвет зависит от того, с частицами какого газа произошло взаимодействие солнечного ветра, вернее, в каком слое атмосферы Земли произошло столкновение. Если слой выше 150 км, то цвет северного сияния будет красным, 120-150 км. – жёлто – зелёным и если ниже 120 км. то фиолетово – синим. Самым частым является бледно – зелёное северное сияние.

Чтобы увидеть Северное сияние во всей его красе, нужно выбрать период наивысшей активности Солнца. К тому же, это должна быть морозная, ясная ночь, и лучше, если Вы будите вдали от городских огней. Чаще всего Северное сияние появляется в период с октября по январь. Ещё одна помеха для наблюдения Северного сияния – полная луна.

Не во всех уголках мира можно увидеть это уникальное явление, а только вблизи магнитных полюсов. Это объясняется тем, что геомагнитное поле Земли отклоняет большую часть потока заряженных частиц, идущих от Солнца, и лишь некоторые всё же попадают в атмосферу Земли, но только над полюсами. Северное сияние открывается жителям и гостям Норвегии, Швеции (Курина), Финляндии (северная её часть), Исландии, Канады (Великие озёра в Онтарио), России (Кольский полуостров).

С Северным сиянием связанно множество мифов и легенд. Наши предки, не понимая природы некоторых явлений, связывали их с чем-то мифическим, порой божественным. Так, эскимосы считали, что огни в небе были душами китов, тюленей, а индийцы Канады полагали, что это искры огромного костра, который в небе зажигал «Большой дух».

С Северным сиянием связано ещё немало загадок и тайн. Сейчас учёные пытаются разобраться, сопровождается ли северное сияние звуковым эффектом? В этом вопросе их мнения расходятся.

На северное сияние люди обращали свое пристальное внимание еще в глубокой древности. Например, старинные финские легенды гласят о том, что это лисы на сопках охотятся и чешут бока о скалы так,  что искры летят на небо, образуя северное сияние. В эскимосских и индийских легендах  северное сияние  есть не что иное, как  духи животных, танцующих в небе, или духи павших врагов, которые хотят восстать. Еще всполохи холодного огня в небе в древние времена считались словами богов, их огненным и прекрасным танцем в холодном северном небе.

Изначально появление северного сияния связывали с катастрофами и войнами, смертью и болезнями. Все это было в более южных широтах, где северное сияние – очень редкое, а посему и удивительное явление.

На севере же, где это явление такое же обычное, как и наступление дня, люди перестали объяснять его сверхъестественными причинами и приписывали ему вполне рациональное объяснение.  Например, они стали предполагать, что северное сияние есть не что иное, как отражение далеких солнечных лучей от водной глади северного моря. Или что это лед за день накапливает солнечный свет, а потом излучает его в виде северного сияния ночью.

Интересен тот факт, что полярное (оно же северное) сияние наблюдалось не только в северном, но и в южном полушарии за полярным кругом. А известный первооткрыватель Джеймс Кук уже в конце 18-го века занимался его исследованием. Он дал описание сияний южного полушария и заметил, что и на севере и на юге в высоких широтах оно возникает одновременно.

Каковы же причины северного сияния?

Все достаточно просто.  Ни для кого не секрет, что наша планета есть не что иное как большой магнит. У любого магнита есть силовые линии, которые направлены из северного полюса к южному.  Такие линии Земли называют геомагнитными, и они образуют геомагнитный слой. Есть еще околоземный слой, который ученые называют плазменным.  Плазменный слой, проецируясь на геомагнитный слой Земли,  образует кольца, которые окружают северный и южный полюса (авроральные овалы). И в этих самых местах частицы плазменного слоя атакуют геомагнитный слой. При столкновении частиц происходит выход энергии в виде вспышки. Множество таких вспышек и образует северное сияние!

Кстати ученые установили, что большую роль в таких высыпаниях играет ориентация межпланетного магнитного поля и величина давления плазмы солнечного ветра.

Теперь поговорим о цвете полярного сияния. Наиболее распространенный цвет – бледно зеленый. Он возникает в результате столкновения электронов с атомами кислорода.  Так же такое столкновение может дать и алое свечение. Инфракрасное и фиолетовое излучение получается в результате столкновения электронов с атомами азота.

Поскольку ионизация частиц максимально проявляется к концу пути, поэтому нижняя граница северного сияния резкая, а верхняя  — плавная и размытая.

Яркие вспышки северного сияния чаще всего появляются спустя пару дней после солнечных вспышек, которые и насыщают плазменный слой частицами,  бомбящими геомагнитный слой.

Северные сияния происходят очень высоко. Так высоко, что ни один самый мощный реактивный самолет не может до них добраться. Нижний край находится на высоте не менее 60 км, в то время как верхний возвышается на   960 километров над уровнем планеты.

Как же можно наблюдать северное сияние? Наблюдать это удивительное явление можно только ночью, так как солнечный свет затмевает свечение сияние. Также наблюдению мешают облака, так как сияние располагается на гораздо больших высотах, чем те, на которых образуются облака. Таким образом наблюдать сияние можно лишь в высоких широтам в ясную, лучше даже безлунную ночь. И это не говоря уже обо всех естественных препятствий вроде домов, гор и деревьев, закрывающих обзор.

Весной и осенью северные сияния возникают заметно чаще, чем зимой и летом. Пик частотности приходится на периоды, ближайшие к весеннему и осеннему равноденствиям. Во время полярного сияния за короткое время выделяется огромное количество энергии.

При наблюдении с поверхности Земли полярное сияние проявляется в виде общего быстро меняющегося свечения неба или движущихся лучей, полос, корон, «занавесей». Длительность полярных сияний составляет от десятков минут до нескольких суток. Чаще всего полярные сияния похожи на облака. Так же можно наблюдать их в виде лент, пятен, всполохов холодного огня и волнообразных завихрений. Очень интересно, что сияние не стоит на месте, а постоянно движется, меня свое местоположение и форму. В северном полушарии полярное сияние распространяется на запад, оно движется со скоростью около 1 км/с.

Кстати, ученым удалось искусственно создать северное сияние. Было выбраны две точки на поверхности планеты в северном и южном полушариях – на одной линии геомагнитного поля. И ученые запустили ракету с острова Кергелен, в которой находился ускоритель частиц, создающий поток заряженных электронов и протонов на определенной высоте. Эксперимент удался, ученым удалось искусственно вызвать северное сияние. Правда, облака помешали наблюдать его на Земле, но космические станции зафиксировали все параметры его появления.

Интересно так же, что северное сияние наблюдается и на других планетах Солнечной системы (в основном это планеты-гиганты) и с помощью внеатмосферных телескопов (космический телескоп «Хаббл») получены достаточно чёткие изображения полярных сияний этих планет.

Упоминания о полярных сияниях можно найти в трудах Аристотеля, Плиния, Сенеки и других древних философов.Долгое время полярные сияния рассматривали как предвестники катастроф - эпидемий, голода и войн. Например, это явление связали с падением Иерусалима и смертью Юлия Цезаря. Во всяком случае в этом видели проявление гнева богов или других сверхъестественных сил.Люди, проживающие в местах, где полярное сияние не редкость, старались объяснить его появление естественным путем. Например, высказывались предположения о том, что это отражение солнечного света от морской поверхности или излучение солнечных лучей, накопленных за день в толще льда. Поразительное явление свечения, наблюдаемое на небе, чаще всего в полярных областях. В Северном полушарии его называют северным сиянием, а в высоких широтах Южного полушария – южным. Природа и происхождение полярных сияний – предмет интенсивных исследований, и в этой связи были разработаны многочисленные теории.  Кстати, южное сияние можно наблюдать далеко на севере, например, в Брисбене (Австралия), а северное – даже в Афинах (Греция).   На русском Севере полярные сияния называли пазорями или сполохами. Первое из этих слов указывает на сходство рассматриваемого явления с зорями, а второе происходит от слова "полошить", то есть тревожить, беспокоить, поднимать тревогу. Действительно, во время полярных сияний небо может стать красным, как на пожаре. Известны случаи, когда полярное сияние красного цвета принимали за зарево пожара и пожарные команды выезжали к огромному зареву в северной части горизонта.

Увидев картинки в интернете, я не осталась равнодушной и захотела побольше узнать о природе этого физического явления.  Что же я выяснила? Оказывается всему причиной является Солнце. Но не только оно.  Поверхность Солнца очень изменчива. Иногда там происходят мощные взрывы, и в сторону Земли с огромной скоростью направляются частички солнечного вещества. Они достигают нашей планеты примерно через 30 часов.

Магнитное поле Земли отклоняет эти частички к полюсам, где они вызывают обширные магнитные бури. Под действием протонов и электронов, проникающих в ионосферу из космоса, начинается свечение разреженных слоев атмосферы на высоте 80-1000 км. Небо от края до края расцвечивается цветными или бело-зелеными узорами: дугами, лентами, коронами, пятнами. Полярное сияние – одно из наиболее впечатляющих небесных явлений, красочное свечение, появляющееся в ночном небе. Его формы и цвета быстро меняются. Полярные сияния происходят в интервалах высот 90—100 и 400– 1000 километров. Наблюдать их можно главным образом в высоких широтах, то есть в полярных областях.

studfiles.net

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.space