Форма входа

Block title

Календарь

КаленДАРь - праздник на каждый день

Живой календарь

Поиск

Мудрые мысли

Школьный календарь

Статистика


Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0

Дети

Гороскоп





Воскресенье, 19.08.2018, 04:46
Приветствую Вас Гость | RSS
Сайт учителя химии и биологии Бахтиной Татьяны Юрьевны
Главная | Регистрация | Вход
ПОЛЯРНОЕ СИЯНИЕ


     На севере, за Полярным кругом, можно наблюдать красивое и величественное зрелище. На ночном небе возникают полосы, ленты, дуги, вспышки и словно колышущиеся «занавеси» зеленоватого, красного и фиолетового свечения. Удивительное явление длится от нескольких минут до нескольких суток и называется северным или полярным сиянием. 

     Что мы знаем о полярных сияниях? Как они возникают? 

     Мы загораем, нежимся и греемся под солнечными лучами (электромагнитному излучению). Однако помимо света и тепла Солнце выбрасывает в космос миллион тонн вещества, которое в виде солнечного ветра движется в сторону Земли. Сияние возникает в результате столкновения заряженных частиц с частицами газов в верхних слоях атмосферы. Каждый газ атмосферы светится по-своему. Кислород дает зеленое и красное свечение, азот – фиолетовое.

     Первым ученым, высказавшем правильное толкование природы полярных сияний в своей работе: «Слово о явлениях воздушных, от электрической силы происходящих», был сын холмогорского помора Михайло Ломоносов, самолично их наблюдавший. Впоследствии, ученые, которые положили свою жизнь на изучение и объяснение феномена, подтвердили это.

     Полярное сияние свечение (люминесценции) верхних слоёв атмосфер планет, обладающих магнитосферой, в результате взаимодействия слоев с заряженными частицами солнечного ветра.


     При столкновении высокоэнергетических частиц солнечного ветра с верхней атмосферой происходит ионизация и возбуждение молекул и атомов газов, входящих в её состав. Излучение возбуждённых атомов и наблюдается как полярное сияние.


     Спектры полярных сияний зависят от газового состава атмосфер планет: 

так, например, если для Земли наиболее яркими являются линии излучения кислорода и азота в видимом диапазоне,

то для Юпитера — линии излучения водорода в ультрафиолете.



     Поскольку ионизация заряженными частицами происходит наиболее эффективно в конце пути частицы и плотность атмосферы падает с высотой в соответствии с барометрической формулой, то высота появлений полярных сияний достаточно сильно зависит от параметров атмосферы планеты, так, для Земли с её достаточно сложным составом атмосферы красное свечение кислорода наблюдается на высотах 200-400 км, а совместное свечение азота и кислорода — на высоте ~110 км. 



     Полярные сияния наблюдаются преимущественно в высоких широтах обоих полушарий в овальных зонах-поясах, окружающих магнитные полюса Земли - авроральных овалах. Диаметр авроральных овалов составляет ~ 3000 км во время спокойного Солнца, на дневной стороне граница зоны отстоит от магнитного полюса на 10-16°, на ночной - 20-23°.



     Поскольку магнитные полюса Земли отстоят от географических на ~12°, полярные сияния наблюдаются в широтах 67-70°, однако во времена солнечной активности авроральный овал расширяется и полярные сияния могут наблюдаться в более низких широтах - на 20-25° южнее или севернее границ их обычного проявления.


 

     Полярные сияния весной и осенью 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. Во время одного из зарегистрированных в 2007 году возмущений энергия составила - 5x1014 джоулей, примерно столько же, сколько во время землетрясения магнитудой 5,5.


      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.


 

     Полярные сияния - одно из самых красивых световых явлений в природе, поэтому они привлекали внимание человека на протяжении всей его истории. 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.


 

     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.


     Видели полярные сияния и в южном полушарии. Английский мореплаватель Джеймс Кук (1728-1779) был одним из первых, кто не только дал их описание в южном полушарии, но и обратил внимание на то, что полярные сияния появляются в высоких широтах обоих полушарий одновременно.

Так что нам только и остается, что смотреть на окружающий нас мир, 

удивляться и пытаться понять и изучить его...

 

Полярные сияния на других планетах

     Сияние на северном полюсе Юпитера


     Как и на Земле, полярные сияния на других планетах Солнечной системы также существуют и наиболее хорошо изучены они на Юпитере и Сатурне.

     Следует напомнить, что полярное сияние (или аврора) возникает вследствие того, что атмосфера планет, обладающих магнитосферой, сталкивается с заряженными частицами Солнечного ветра и излучает свечение (люминесценция). Они наблюдаются преимущественно в полярных регионах планет (исключение Уран, из-за наклона оси) или там где сходятся магнитные силовые линии (магнитный полюс).

 

     Сатурн, один из самых зрелищных снимков.


     Кстати, на Уране и Нептуне также были найдены полярные сияния.

     


На других планетах

      Хотя Венера и не имеет достаточно сильного магнитного поля, они появляются в виде светлых и диффузных пятен различной формы и интенсивности, иногда затрагивающие весь планетарный диск. Сияния на Венере образуются путем соударений электронов солнечного ветра и атмосферы планеты и особенно хорошо видны на ночной стороне атмосферы.

      Они также были обнаружены и на Марсе, 14 августа 2004 г., инструментом SPICAM на борту Mars Express. Оно находилось в районе Terra Cimmeria. Общий размер излучающей области составлял около 30 км в поперечнике, и примерно 8 км в высоту. Анализируя карту разломов коры, скомпилированную из данных космического аппарата Mars Global Surveyor, ученые заметили, что области выбросов соответствуют району, где локализовано магнитное поле. Это указывает на то, что обнаруженное световое излучение было потоком электронов, движущихся вдоль силовых линий магнитного поля в верхние слои атмосферы Марса.

      Ну и напоследок, наиболее впечатляющий, комбинированный снимок авроры на Сатурне, полученный аппаратом Кассини.




Copyright MyCorp © 2018