северное сияние что это такое и как происходит
Всё про северное сияние
Северное сияние — природный феномен, который с началом осени влечет путешественников со всего мира в полярные регионы планеты. Ниже рассказывается, что такое северное сияние, где его можно увидеть, как прогнозировать появление световых полотен на небесном холсте и дадим полезные советы для тех, кто отправляется на охоту за Aurora Borealis.
Природа северного сияния: научное объяснение
Внутри Солнца непрерывно идет процесс термоядерного синтеза гелия из водорода, при этом со внешней оболочки Солнца (короны) в космическое пространство со скоростью 400–750 км/с на расстояние до миллиона километров извергаются потоки ионизированных частиц.
Плазменные потоки солнечного ветра обтекают нашу планету и не причиняют вреда благодаря земному магнитному полю, но у обоих полюсов частицы вторгаются в верхние слои атмосферы. Области вторжения опоясывают оба полюса авроральными овалами диаметром до 3000 км.
Удары частиц солнечного ветра по земной атмосфере порождают полярное сияние (Aurora Borealis) разных оттенков цветового спектра:
Сначала в небе появляется слабое белое свечение, которое часто принимают за облака, затем разливается зеленоватым светом, переходит в динамичные полосы или принимает коронообразную форму.
ИНТЕРЕСНЫЙ ФАКТ. Aurora Borealis может трансформироваться в яркие всполохи и сопровождаться звуком, похожим на раскаты грома или треск. Явление длится от нескольких минут до нескольких суток.
Древние поверья о северном сиянии
Человечество наблюдает Aurora Borealis всю свою историю. Норвежцы считали, что северное сияние — это граница мира живых — пересекающий небо мост, по которому уходят души, а небожители могут по нему спуститься на землю, или отблески щитов и доспехов валькирий.
Финны назвали северное сияние «лисьими огнями» и сложили легенду о зеленой лисице, которая трется о скалы, а искры летят в небо. Жители полярных широт заметили, что ясные безветренные ночи в период небесных карнавалов часто сменяются сильными морозами, ветрами и снегопадами.
Когда можно наблюдать полярное сияние (Aurora Borealis)
Замечено, что свечения обычно возникают в период с середины сентября до конца марта в ясные морозные ночи (от –10 °С). Лучшее время для наблюдений — 21:00 — 03:00. Ловить северное сияние стоит за городом, на высветленном электричеством небе его можно не заметить. Aurora Borealis появляется на небе через 2–3 суток после вспышек на Солнце: именно за такой отрезок времени облака плазмы, выброшенные из короны, долетают до нашей планеты.
Прогноз северных сияний на 2021–2022 годы
Анализируя данные — солнечную активность, авроральный контур и погоду, — можно узнать, какой интенсивности будет, например, северное сияние в Мурманске, когда можно увидеть свечение над нужной наблюдателю географической точкой.
Обращают внимание на КР-индекс активности геомагнитного поля Земли (0–9 баллов):
Краткосрочный прогноз Aurora Borealis делается на 5–30 минут, долгосрочный — на месяц. Однако КР-индекс — среднее значение для планеты, поэтому, чтобы сделать прогноз северного сияния в Териберке или другой местности важен контур аврорального овала. Нужно посмотреть прогноз контура на ближайшие 90 минут и сориентироваться по карте, будет ли видно свечение в том месте, где находится наблюдатель.
В каких странах можно увидеть северное сияние
Традиционно северное сияние наблюдают в странах, часть территории которых расположена за Северным полярным кругом (от 66 параллели и выше):
Когда взрывы на Солнце особенно мощные, область взаимодействия солнечного ветра и земной атмосферы расширяется, и Aurora Borealis можно наблюдать от 41–46 параллелей.
ИНТЕРЕСНЫЙ ФАКТ. В области Антарктиды небесное свечение не менее яркое, чем над Арктическим полюсом, но удаленное географическое положение и отсутствие поселений от 66 параллели южной широты и выше делают южный полюс труднодоступным местом для наблюдений.
Где в России можно увидеть северное сияние
Заполярные территории, где в России можно увидеть северное сияние, занимают 1/5 площади страны, но туристическая инфраструктура есть не везде. Мы предлагаем обратить внимание на несколько поверенных локаций.
Мурманская область (Кольский полуостров): где лучше наблюдать, как добраться, где остановиться
Мурманск — стартовая точка, откуда можно начинать охоту за Aurora Borealis (карта мест наблюдения). Добраться до Мурманска можно на самолете из Москвы или Санкт-Петербурга и остановиться в одном из отелей.
В Териберку едут, когда северное сияние в Мурманске невозможно увидеть из-за городской иллюминации. Село находится в 130 км от города. Добираются туда на автобусе (350 ₽, около 4 ч.), такси (от 2500 ₽) или арендуют машину (от 1800 ₽, от Мурманска — около 2,5 ч. в пути).
Архангельская область: где лучше наблюдать, как добраться, где остановиться
Северодвинск — одна из точек наблюдения за Aurora Borealis в Архангельской области — расположен в 56 км от Архангельска. Забронировать номер в отеле или снять квартиру лучше заранее. Часто свечение наблюдают в северном микрорайоне Ягры, а также в Мезени, Нарьян-Маре. Долететь на самолете до Архангельска из Москвы можно за 2,5 часа.
Ямало-Ненецкий автономный округ: где лучше наблюдать Aurora Borealis, как добраться, где остановиться
Ямало-Ненецкий автономный округ — место, где можно увидеть северное сияние в России уже начиная с августа в любой точке региона. Фотографы стремятся сюда за оригинальными снимками Aurora Borealis: запечатлеть буйство небесных красок на фоне традиционных ненецких чумов.
Можно это сделать в рамках этнотура: 3–5-дневное проживание в семьях хантов и ненцев. Нужно приобрести тур заранее (от 50000 ₽/чел.) и долететь до Салехарда. Далее туристов на снегоходах доставят в тундру к оленеводам, где они будут жить вдали от цивилизации.
ИНТЕРЕСНЫЙ ФАКТ. 17 марта 2015 г. сильная магнитная буря (КР=8) подарила горожанам возможность наблюдать северное сияние в Москве, в 2021 году его прогнозировали в небе столицы на 30–31 октября. На широте Москвы (55° 45′ с. ш.) Aurora Borealis можно наблюдать при КР от 6 баллов.
Якутия: где лучше наблюдать, как добраться, где остановиться
Если нет облаков, северное сияние видно в Якутске (аренда квартиры — от 1500 ₽), но лучше отправиться на охоту за Aurora Borealis в деревни: Магарас — около 100 км по трассе А-331, Мюрюнский наслег — около 122 км по трассе 98К-005. Перелет в Якутск из Москвы занимает 6,5 часа.
Красноярский край: где лучше наблюдать Aurora Borealis, как добраться, где остановиться
Увидеть северное сияние в крупных городах Красноярского края часто мешают засветка и тучи, поэтому Красноярск (жилье — от 1900 ₽/сут.), Норильск (от 1500 ₽), Хатангу (от 4300 ₽/сут.) можно рассматривать как место дислокации, а ловить Aurora Borealis отправляться в 100 км от города. От п. Хатанга достаточно отъехать на 5–10 км.
От Москвы до Красноярска добраться можно на самолете (в среднем 4 часа 40 мин.) или поезде (чуть более двух суток). От Москвы до Норильска самолет летит около 4 ч. 15 мин., от Норильска до Хатанги — 2 ч.
Республика Коми: где лучше наблюдать, как добраться, где остановиться
В республике Коми Аврора Бореалис можно наблюдать в Сыктывкаре, в поселке Ухта, г. Инта, в Воркуте. Перелет Москва — Сыктывкар занимает около 2-х часов, билет в одну сторону — от 3800 ₽.
От Сыктывкара до Воркуты лететь около 2 ч. 20 мин., билет — 4780 ₽. В Воркуте можно поселится в гостинице (от 1400 ₽/сут. за номер) или снять квартиру (от 900 ₽/сут.).
ИНТЕРЕСНЫЙ ФАКТ. На Руси Aurora Borealis называли па́зори, бледный свет — отбели, розовато-багровое свечение — зори, краснеющие полосы-столбы — багрецы, цветные переливы — сполохи, а про изменение яркости говорили — столбы или зори дышат.
Советы туристам для успешного наблюдения северного сияния (Aurora Borealis)
Тем, кто планирует увидеть северное сияние в 2022 г., пригодятся советы опытных «охотников»:
На заполярных дорогах может не быть точек общепита, автомастерских, связи, автозаправок. Залейте полный бак и возьмите запас топлива. Если едете впервые, советуем нанять опытного водителя/гида или приобрести готовый тур.
Туры для охотников за северным сиянием
Туристические компании сделали Aurora Borealis брэндом русского севера, и с началом осени тысячи туристов и фотографов устремляются на охоту за этим чудом природы.
Опытные гиды предлагают туристам с учетом детального прогноза выехать в конкретное время и место, чтобы увидеть Aurora Borealis гарантированно. Если это не удалось, возвращают половину стоимости тура либо предлагают еще одну бесплатную поездку.
Северное сияние невозможно описать словами, а фотографии не могут передать впечатлений от пляшущих между землей и черной космической бездной цветных переливов. Aurora Borealis нужно увидеть своими глазами хотя бы раз в жизни.
Как происходит северное сияние
Северное сияние (далее по тексту – СС) – явление, происходящее в естественных природных условиях. В ходе его протекания можно наблюдать свечение. Заметить СС можно исключительно в северных широтах. На ночном небе образуются разноцветные полосы, которые светятся, напоминая пламя. В статье будет рассмотрено, по какой причине и как происходит северное сияние.
Почему возникает данное явление
Основной причинный фактор, по которому на ночном небе северного полюса можно наблюдать такую красоту, заключается в чрезмерной солнечной активности и магнитном поле. Дело в том, что по своему «поведению» Земля напоминает магнит, ведь она обладает двумя полюсами – северным и южным. По направлению от севера к югу происходит перемещение электрических зарядов.
Солнце представляет собой звезду, в составе которой присутствует водород и гелий. На его поверхности случаются взрывы, в ходе которых к планете «прилетают» особые элементы. Спустя 2-е суток они оказываются на нашей планете и захватываются магнитным полем, а затем оказываются в районе полюсов. Именно в этой области они подвергаются столкновению с атомами земной атмосферы.
Отвечая на вопрос, почему возникает северное сияние, можно сделать вывод, что происходит это по причине взаимодействия частиц газов, которые разряжены. Цвет пребывает в зависимости от высоты:
В ряде ситуаций данный феномен имеет звуковое сопровождение, напоминающее потрескивание, хлопки. Однако услышать его можно только в том случае, если вокруг будет крайне тихо. В этом пункте было рассмотрено, почему возникает северное сияние. К слову, оно происходит не только на планете Земля, но и на других телах Солнечной системы.
Как протекает процесс
Чтобы наблюдать, как появляется северное сияние, необходимо грамотно выбрать период максимальной солнечной активности. Просмотр следует проводить ночью, когда на небе нет облаков, а поблизости нет ярких огней большого города, а также, отсутствует полнолуние. Традиционно этот феномен даёт о себе знать в отрезок времени с октября до января.
Изучая вопрос, почему возникает северное сияние, стоит отметить, что наша планета представляет собой крупный по размеру магнит, обладающий силовыми линиями, направленным с севера на юг. Они являются геомагнитными и образуют собой соответствующий слой. Наряду с этим есть ещё плазменный «ярус». Кстати, учёным удалось установить тот факт, что существенную роль в подобных явлениях играет ориентация поля (магнитного) и степень давления плазмы ветра.
Ионизируются все частицы практически у конца пути, поэтому нижняя граница является максимально резкой, в то время как верхняя считается размытой и плавной. Появление ярких вспышек происходит через несколько дней с момента изменений в Солнце. Если наблюдать за данным феноменом с земной поверхности, можно заметить быстрое свечение неба, которое постоянно меняется. А иногда можно увидеть перемещающиеся лучи, короны, полосы и даже «занавеси».
Кстати, длится такое явление тоже по-разному, от нескольких минут до пары суток. Традиционно оно напоминает облако. Но иногда это могут быть ленты, пятна, вихри, похожие на волны. Занимателен и тот факт, что сияние постоянно перемещается и меняется в форме. Так, мы рассмотрели ответ на вопрос, как появляется северное сияние.
Полярное сияние
Красочное действие, происходящее на небосводе, именуется северным сиянием. Фееричное шоу наблюдали жители планеты на протяжении многих тысячелетий, но обосновать с научной точки зрения где и когда оно появляется смогли только недавно. Жители, проживающие в широтах, где наблюдаются полярные ночи, в свое время дали явлению народное название — сполохи или пазори, а также приписывали ему различные мифические свойства и рассказывали интересные легенды.
Что такое полярное сияние
Полярное сияние – это одно из уникальных природных явлений, представляющее собой многоцветное свечение, возникающее в определенных слоях атмосферы вследствие взаимодействия ее магнитного поля с частицами солнечного ветра.
Подобное световое действие на небе – это поистине неимоверное природное явление и его можно лицезреть в ночное время на территории стран, расположенных как на севере земного шара, так и на его юге. Именно от этого и зависит название сияния — северное или южное.
Классификация
Согласно научным исследованиям полярное сияние классифицируется по нескольким признакам.
Исходя из формы явление делится на такие виды:
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:
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.
Как образуется сияние
Согласно современному трактованию отблески светового небесного шоу зарождаются из-за столкновения заряженных частиц небесного светила с магнитными ионами Земли. Происходит мощный выброс энергии, образующий цветные люминесценции. Явление наблюдается в местности, наиболее приближенной к полюсам Земли.
Если не углубляться в научную теорию, северное сияние, как и южное, случаются после выброса небесным светилом в атмосферу заряженных частиц. Эти частицы могут направляться в разные стороны, в том числе по направлению к земной поверхности. Скорость движения потока частиц может достигать 960 км/с. Именно поэтому ученые назвали этот поток «солнечным ветром». Стремясь в сторону Земли с огромной скоростью, частицы ударяются об атмосферу, создавая при столкновении волнение магнитного поля, вследствие чего на небе отображается полярное сияние.
В зависимости от ряда факторов световое действие может распространяться на ширину около 160 километров, а его длина может достигать 1,5 тысяч километров.
Где и когда можно наблюдать
В большинстве случаев активность полярных сияний наблюдается в северных и южных широтах, хотя полюбоваться световым представлением могут и жители Лондона, штата Флорида, а также Антарктиды. Данное небесное действие происходит в период с октября по январь. Отвечая на вопрос, сколько длится полярная ночь, стоит отметить, что активность полярных сияний может продолжаться в течение суток, а иногда может закончится и через час. Световое шоу лучше всего лицезреть в сильный мороз в ночное время. Днем свечения могут быть мало заметны.
Установлено, что появление северного сияния происходит с интервалом в 11 лет.
Во времена Средневековья полярная ночь представлялась взору в Скандинавии, на Севере России, а также в северной части Китая, поскольку магнитный полюс земного шара располагался немного правее, чем сейчас.
В наше время полюбоваться ночной игрой света можно:
Так как северное сияние наблюдается непосредственно вблизи магнитных полюсов Земли, то наиболее заметным явление становится при нахождении наблюдателей за северным полярным кругом. Довольно часто радужную феерию на небе могут посмотреть жители Гренландии, Исландии, северного побережья Норвегии, а также местности, расположенной ближе к северу от Сибири. Южное полярное сияние образуется в кольце вокруг Антарктиды и южной части Индийского океана.
Наблюдать северное сияние также можно и из космоса:
При этом световые шоу достаточно красочно проявляются и на других планетах Солнечной системы, к примеру, на Юпитере, Венере, Марсе.
История изучения явления
Полярное сияние — это зрелище необычайной красоты, которое люди регулярно наблюдают на небосводе. Но как оно образуется долгое время никто точно определить не мог.
Данное явление наблюдалось еще в давние времена и об этом есть упоминания в записях, к примеру:
Ряд гипотез образования сияния даже приблизительно не соответствовали действительности, к примеру:
Наиболее приближенную к современному научному обоснованию гипотезу предложил Э. Галлей, который говорил, что северное сияние вызывает «светящаяся магнитная жидкость».
Первым, кто смог обосновать теорию происхождения красочного действия, является М.В. Ломоносов, который путем научных исследований в лабораторных условиях показал, как получается северное световое шоу. Он взял стеклянный шар, выкачал из него воздух и пропускал через этот шар электрические разряды. При этом в шаре получалось свечение, которое было очень похожее на то, что происходит на небосводе. В своих опытах ученый использовал различные пары газов, и доказал, что каждый вид газа создает разное свечение.
Другие ученые стали развивать гипотезу, предложенную М.В. Ломоносовым, и нашли подтверждение, что северное сияние имеет электрический характер. В дальнейшем стало происходить изучение «солнечного ветра», образующегося из-за выброса Солнцем заряженных частиц, устремляющихся к магнитному полю Земли. Кроме того была установлена взаимосвязь полярного сияния и магнитных бурь, поскольку частицы «солнечного ветра», пытаясь проникнуть в магнитное поле Земли, вызывают его сильнейшее возмущение.
Наиболее точное определение явления было дано только в наше время благодаря значительному развитию современной физики и полученным результатам в области космических исследований. К примеру, в январе 1975 года русскими и французскими учеными был проведен эксперимент по созданию искусственного прототипа северного сияния, которое наблюдалось над северной тайгой. Для этого с острова Кергелен в Индийском океане была запущена ракета «Эридан» с электронной пушкой на борту. В назначенное время из пушки был выпущен поток заряженных частиц. Несмотря на то, что мерцание огней на небосводе было слабым и непродолжительным, ученым открылась новая перспектива, позволяющая более продуктивно подойти к изучению процесса образования северного сияния в околоземном пространстве Земли.
Полярное сияние — это уникальный феномен в природе, который завораживает своей красотой. Данное явление считается единственным заметным для невооруженного человеческого глаза проявлением воздействия солнечной корпускулярной радиации на околоземное пространство и атмосферу нашей планеты.
Полярное сияние
Полярное сияние – одно из самых красивых атмосферных явлений природы. В зависимости от места возникновения может называться северным или южным.
Что такое северное сияние
Северным сиянием называют красочное свечение верхних слоев атмосферы в северной части планеты. Аналогичное явление в противоположном полушарии называется южным сиянием. Возникает на высоте 80-1000 километров над Землей.
Причины возникновения явления – солнечные ветры, вызывающие физические процессы в магнитосфере Земли. Ветры бывают достаточно сильными и способны изменять траекторию движения заряженных частиц. Составные частиц электроны и протоны попадают в верхние слои атмосферы. Результатом становится ионизация, небо озаряется свечением.
Явление оказывает воздействие на здоровье человека. Частота пульсации свечения напоминает ритмы работы человеческого мозга. Люди с хроническими заболеваниями подвержены обострению, возникновению головных болей, тошноты.
Народное название природного явления в русском языке – пазори. Современный термин сменил «пазори» после распространения в научной литературе. Название «Северное сияние» – результат дословного перевода немецкого слова «Nordlicht».
В английском и романских языках светящееся явление природы называют Авророй – в честь древнеримской богини рассвета. Древние греки подчеркивали словом «аврора» необычайную красоту неба во время восхода Солнца.
Механизм образования
Учеными до сих пор не найдено полное объяснение физических процессов, вызывающих полярные сияния. Разная интенсивность солнечных ионизированных частиц приводит к различным физическим сценариям.
Энергетические частицы пересекаются с верхней атмосферой. В результате активизируются атомы и молекулы газов, входящие в состав атмосферных слоев. В конце пути частицы происходит ионизация.
Плотность газов зависит от высоты в поле силы тяжести. Аврора различается на разных высотах атмосферы. Свет азота и кислорода исходит с высоты 100 км. Красный свет окутывает слои на 200-400 км высоте. Причина свечения кислорода – излучение атомов в метастабильном состоянии.
Аналогичное явление встречается на других планетах Солнечной системы. Пример – Венера. Массой, размером, орбитой планета близка Земле. Происхождение свечения аналогично земному. Сияние проявляется белым диффузным пятном. Причина – слабое магнитное поле планеты. В 2004 году появление полярного свечения зафиксировано на Марсе.
Согласно астроному Стюарту Кларку существуют следующие виды полярных сияний:
А. Брекке выделяет отдельный тип сияния – занавески. Внешне вид напоминает шторы. Разноцветные складки внутри дуг заполняют полностью видимое небо. Альтернативное название вида – «дискретная аврора». Высокая яркость и отблески – характерная черта. Явление сопровождается высокой яркостью. Чтение книг становится комфортным ночью под открытым небом.
Различные формы сияния обусловлены магнитным полем Земли. Внешний вид зависит от формы светящихся частиц. Положение наблюдателя влияет на угол обзора формы.
Полярное сияние также отличается цветом:
Где и когда можно наблюдать явление
Вести наблюдение за полярным сиянием лучше всего с сентября по март. Увидеть зрелище можно и летом, но осенью, зимой солнечные частицы проявляют высокую активность. Свечение охватывает следующие страны: Россия, Исландия, Норвегия, Швеция, Финляндия, Канада, Аляска США. Среди российских городов явление охватывает Мурманск, Хибины, Архангельск, Воркуту, Хатангу. Аналогичное явление наблюдает южный полюс и Антарктида.
Чтобы увидеть полноценное свечение нужно соблюдение условий. Наблюдение следует вести ночью. Хороший вариант – наблюдать во время полярной ночи, которая может долго длиться. Следует выехать за город, ведь городской свет фонарей подавляет свечение в небе. Зимой погода облачная, ранняя весна – лучшее время для наблюдения.