Полярное сияние

Материал из Циклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Северное сияние, Норвегия
Полярные Сияния I Земля // Орбитальные посиделки (13 декабря 2024) [8:13]

Полярное сияние (лат. Aurora) — природное явление, возникающее в верхних слоях атмосферы в полярных регионах Земли.

Проявляется в виде светящихся полос, лучей, завихрений и дуг на ночном небе. Полярное сияние, наблюдаемое в северном полушарии, называют северным сиянием (Aurora Borealis), а в южном полушарии — южным сиянием (Aurora Australis)[1].

Природа явления[править]

Полярное сияние возникает в результате взаимодействия потоков заряженных частиц солнечного ветра с магнитосферой Земли. Когда солнечные частицы сталкиваются с молекулами и атомами в верхних слоях атмосферы, их энергия высвобождается в виде света. Это явление связано с электромагнитными процессами, которые происходят на границе космического пространства и атмосферы нашей планеты.

Основные этапы формирования полярного сияния:

  1. Выброс солнечной энергии: Вспышки и корональные выбросы массы на Солнце генерируют потоки заряженных частиц, известных как солнечный ветер.
  2. Взаимодействие с магнитосферой: Частицы солнечного ветра отклоняются магнитным полем Земли, концентрируясь в областях вокруг магнитных полюсов.
  3. Возбуждение атомов и молекул: Заряженные частицы проникают в верхние слои атмосферы (на высоте от 80 до 400 км), где они сталкиваются с молекулами кислорода и азота, вызывая их возбуждение.
  4. Высвобождение энергии: Возбуждённые атомы и молекулы возвращаются в стабильное состояние, испуская энергию в виде света[2].

Цвета полярного сияния[править]

Цвет свечения зависит от типа молекул, высоты их взаимодействия и длины волны испускаемого света:

  • Зелёный: самый распространённый цвет, обусловленный возбуждением атомов кислорода на высоте около 100—150 км. Длина волны — примерно 557 нм.
  • Красный: менее частое явление, возникающее при взаимодействии с кислородом на высотах выше 200 км. Этот цвет связан с более низкой плотностью воздуха и меньшей вероятностью столкновений молекул.
  • Фиолетовый и синий: эти цвета образуются при возбуждении молекул азота на высотах ниже 100 км. Они реже наблюдаются, так как происходят в слоях атмосферы с высокой плотностью[2].

Магнитные бури и интенсивность сияний[править]

Интенсивность полярного сияния напрямую связана с уровнем солнечной активности. Во время мощных солнечных вспышек и корональных выбросов массы увеличивается поток солнечного ветра, что приводит к сильным магнитным бурям. В такие периоды полярное сияние может быть видно даже в регионах, удалённых от полярных широт, например, в средней полосе Европы, России или США.

Влияние на техносферу[править]

Полярное сияние не только эстетическое явление, но и явление с практическими последствиями:

  • Радиопомехи: магнитные бури, сопровождающие сияние, могут вызывать перебои в радиосвязи и навигационных системах.
  • Воздействие на спутники: частицы солнечного ветра могут повреждать электронику на борту спутников и даже выводить их из строя.
  • Полярные маршруты авиации: во время интенсивного сияния авиакомпании нередко изменяют маршруты, чтобы избежать воздействия радиации на высоких широтах.

Современные исследования полярного сияния включают наблюдения с помощью спутников, наземных телескопов и магнитометров. Эти данные помогают лучше понять, как солнечная активность влияет на Землю и её атмосферу[3].

История наблюдений[править]

Northern lights band swirls above Vuopajanniemi, Inari, Lapland, Finland, 2018 March - 2.jpg

Полярное сияние известно людям с древних времён. В мифах и легендах многих народов оно ассоциировалось с божественными знамениями, духами предков или знаменем войны.

Впервые научное объяснение явления предложил Кристиан Биркеланд в начале XX века. Он предположил, что сияние связано с потоками заряженных частиц, направляемых к полюсам магнитным полем Земли[4].

Где наблюдать полярное сияние[править]

Лучшие места для наблюдения находятся в так называемом овале полярного сияния, который охватывает области вокруг геомагнитных полюсов:

Наиболее активное сияние наблюдается в период пиков солнечной активности, которые происходят примерно раз в 11 лет[2].

Значение и влияние[править]

Северное сияние

Полярное сияние является не только зрелищным природным явлением, но и важным индикатором солнечной активности. Исследование сияний помогает учёным лучше понимать:

  • Поведение магнитосферы Земли.
  • Влияние солнечного ветра на радиосвязь и спутники.
  • Механизмы взаимодействия солнечной и земной систем[3].

Разное[править]

  • Полярное сияние существует не только на Земле, но и на других планетах с атмосферой и магнитным полем, таких как Юпитер и Сатурн.
  • В редких случаях сияние можно наблюдать далеко за пределами полярных регионов, например, в средней полосе России или в северных штатах США.
  • Полярное сияние часто сопровождается радиошумами, которые можно зарегистрировать с помощью специальных приборов[5].

Источники[править]

  1. А. Е. Левитин Полярное сияние. Большая российская энциклопедия 2004–2017. Проверено 21 декабря 2024.
  2. 2,0 2,1 2,2 Где и когда бывает Полярное сияние. Arctic Freedom. Проверено 21 декабря 2024.
  3. 3,0 3,1 От Галилея до наших дней: разгадывая секреты полярного сияния. Моя планета (2023-04-12). Проверено 21 декабря 2024.
  4. Романенкова А. Как возникает полярное сияние. Life. Проверено 21 декабря 2024.
  5. Небесная иллюминация. Русское географическое общество (2018-12-18). Проверено 21 декабря 2024.

Ссылки[править]

 
Осадки, выпадающие на земную поверхность
Осадки, образующиеся на поверхности

ГололедицаГололёдЗернистая изморозьИнейКристаллическая изморозьНалепьРоса

Туманы

ДымкаЛедяной туманПоземный туманПросвечивающий туманРадиационный туманСмогТуман

Метели

Низовая метельОбщая метельПозёмокПургаСнежная мгла

Литометеоры

Аэрозольная пыльМглаПыль (взвешенная в воздухе), пыльная мглаПыльная (песчаная) буряПыльный (песчаный) вихрьПыльный (песчаный) позёмок

Конвективные явления

ОблакопадСмерчШквал

Электрические явления

Гроза (гром) • ЗарницаМолния (шаровая) • Огни ХессдаленаПолярное сияние

Оптические явления

ВенецГалоДиффузное излучение небаЗелёный лучКоронная вспышкаКрест КоролёваМетеор (болид) • Мираж (верхний, нижний, боковой)Полярное сияниеРадугаСумеречные лучи

Аномальная погода

Засуха в СССР (1946)Аномалия (2005−2006)Аномальная жара в России (2012)Аномальные морозы (2002—2003)Аномальные морозы (2010)Погода в Москве в 2010 году

Ураганы

АйринСмерч в Краснозаводске (2009)Смерч в Ефремове (2013)Торнадо в Башкирии (2024)Ураган в Алма-Ате (2011)Ураган в Белоруссии (2016)Ураган в Москве (2018)Ураган в Москве (20.06.2024)Ураган в Москве (5.07.2024)Ураганный ветер «Эберхард»Милтон

Местные ветры

АбазаАбрегоАрмавирский ветерВыгонГорнякКамикадзеКривецСуховейФёнХамсинХару итибан

Разное

Автоматическое распознавание атмосферных частицАстроклиматАтмосферный фронтБлокирующий антициклонВлияние атмосферного давления на человекаМетеорология (военная) • Волны РоссбиЗасухаКислотные дождиКлиматическая аномалияМетеорологическая войнаМорозПарниковый эффектПервый снегПеТа излучениеСмог (в Москве) • Теория биотического насосаФорма дождевой капли

 
Общие понятия и концепции

Погода (прогноз) • Климат (восстановление, изменение, политика изменения, смягчение последствий изменения, противодействие изменениюроль женщин, роль в гендерном неравенстве) • Круговорот воды в природе

Классификация

Геологические явленияГидрологические явленияАтмосферные явленияБиологические явленияНебесные явленияСтихийное бедствие

Природные явления

БуранВетерВьюгаГрадГрозаГромДождьЗасухаЗемлетрясениеЛавинаЛедяной дождьЛёдЛивеньМетельМетеорМолния (кометная) • НаводнениеОблакопадПолярное сияниеПровал грунтаПургаСельСмерчСнегСнегопадСуховейУраганЦунамиШаровая молнияШторм

Теории

11-летний цикл солнечной активностиБиотическая регуляция окружающей средыВулканическая зимаМаундеровский минимумСолярная теория климатаТеория биотического насосаЯдерная зимаЯдерная осень

Мемы

Лёд тронулся

Знание.Вики

Одним из источников, использованных при создании данной статьи, является статья из википроекта «Знание.Вики» («znanierussia.ru») под названием «Полярное сияние», расположенная по следующим адресам:

Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии CC-BY-SA 4.0 и более поздних версий.

Всем участникам Знание.Вики предлагается прочитать материал «Почему Циклопедия?».