Что такое полярное сияние? И где его можно наблюдать?
Полярные сияния, они же Северные или Южные в зависимости от того около какого полюса находится наблюдатель, являются результатом взаимодействия солнечного ветра, магнитного поля Земли и верхних слоев атмосферы нашей планеты. Мы поедем на охоту за сияниями на февральских праздниках!
Солнечный ветер, состоящий в основном из электронов, протонов и ядер гелия (альфа-частиц), дует всё время и во всех направлениях от Солнца. Его скорость в среднем около земной орбиты составляет 500 км/сек, плотность 5 частиц на кубический сантиметр.
Но ведь геомагнитные бури не случаются каждый день? Какие явления на поверхности Солнца приводят к геомагнитным бурям? Есть два основных источника геомагнитных бурь:
1) Корональные дыры - это области на поверхности Солнца, где магнитные линии нашего светила разомкнуты. В результате, плазма перестаёт удерживаться в околосолнечных областях и устремляется прочь от Солнца. Солнечному ветру нужно около 48 часов, что бы долететь от поверхности Солнца до Земли. А сами корональные дыры могу жить 1-2 месяца (пару оборотов Солнца вокруг себя). Если корональная дыра направлена в сторону Земли (находится около центра видимого диска Солнца), то тогда через двое суток можно ожидать геомагнитные возмущения. Именно поэтому мы можем заранее предсказать на месяц вперед дни с возмущенной геомагнитной обстановкой, зная когда корональная дыра будет повернута в сторону нашей планеты. По сути это как предсказания в прогнозе погоды прихода циклона на неделю вперед.
2) Солнечные вспышки - мощные короткие магнитные события около поверхности Солнца (фотосферы). Их длительность составляет от нескольких секунд до нескольких минут и за это время выделяется энергия порядка миллиардов мегатонн в тротиловом эквиваленте. Предсказать точное место и время вспышки не возможно - хорошая аналогия - молния (ее тоже не возможно предсказать в лесу куда и когда она ударит). Если вспышка произошла около центра диска Солнца и сопровождалась выбросом корональных масс (плазмы), то через двое суток можно ожидать геомагнитную бурю.
Когда поток солнечного ветра (выброса корональных масс) достигает магнитосферы Земли, то заряженные частицы начинают двигаться по магнитным линиям нашей планеты, которые сходятся в приполярных регионах. Именно туда и устремляются частицы. По этой причине данные сияния и называются Полярными - они видны чаще всего в приполярных регионах.
Откуда появляется само сияние?
Когда заряженные частицы входят в верхние слои атмосферы Земли, то они сталкиваются с молекулами воздуха (азот и кислород). Молекулы воздуха возбуждаются и начинают светиться, отдавая энергию возбуждения. На высоте 400 - 200 км наблюдается только красное свечение кислорода, на высоте 110 км - азот и кислород дают самое частое свечение: зеленого цвета, а если поток заряженных частиц проникает ниже чем на 100 км в атмосфере Земли, то возможно появление и фиолетового/малинового сияния (оно, обычно, очень динамичное). Именно такая градация цвета определяет как видят наблюдатели одно и то же сияние на разных широтах. Там, где сияния в зените (за полярным кругом чаще всего), то чаще видно зеленые сияния, а там где сияния видно около горизонта (средние широты) - наблюдаются красные сияния, т.к. там видно только верхушку сияния, которая окрашена в красный цвет.
Сияния видно и в средних широтах (несколько раз в год), редко (раз в 10-20 лет) они доходят и до тропических широт. Но яркие, разноцветные, динамичные сияния можно наблюдать только в Заполярье. И самым доступным местом за полярным кругом в России является Мурманская область.
Заблуждения, которые можно развеять шестью фактами:
1) Сияния видно в Москве: vk.com/wall-727032_67582
2) Сияния под Волгоградом в летнюю жару: vk.com/wall-727032_67436
3) Северные сияния в западном полушарии Земли видно на широтах южнее Кавказа. Связано это с тем, что геомагнитный полюс находится около Канады и все магнитные широты смещены в западном полушарии южнее.
Примеры: https://apod.nasa.gov/apod/ap031113.html - сияние на широте 35 гр с.ш.! Это широта Кипра! И сияния в Флориде и Техасе: https://vk.cc/7qxDNk - это уже широта 29 гр. с.ш. - столица Египта г.Каир на ней же находится.
4) В Австралии видны сияния (обратите внимание, что они в основном красные из-за того, что низко над горизонтом и видно только верхнюю часть): vk.com/wall-727032_70560
5) Сияния не радиоактивны, т.к. порождаются не радиоактивными элементами (электроны, протоны, альфа-частицы). И все эти частицы теряют свою кинетическую энергию еще на высоте 100 - 400 км над уровнем моря.
6) Как предсказывать полярные сияния: vk.com/wall-727032_132710
========================================