Северное сияние

Как образуется северное сияние

Оно является результатом высвобождения фотонов в верхней части земной атмосферы, на высоте примерно 80 км. Молекулы азота и кислорода под действием заряженных солнечных частиц переходят в возбужденное состояние, а при переходе в основное состояние восстанавливается электрон и излучается квант света. Различные молекулы и атомы дают разный цвет свечения, например: кислород — зеленый или коричневато-красный, в зависимости от количества поглощенной энергии, азот синий или красный. Синий цвет азота возникает, если атом восстанавливает электрон ионизации, красный — при переходе в основное состояние из возбужденного.

Роль кислорода

Кислород является необычным элементом с точки зрения его возвращения в основное состояние: этот переход может занимать ¾ секунды, а излучать зеленый свет до двух минут, после чего он становится красным. Столкновения с другими атомами или молекулами поглощают энергию возбуждения и предотвращают излучение света. В верхних частях атмосферы процент кислорода низкий и такие столкновения достаточно редки, что дает время кислороду излучать красный квант света. Столкновения становятся более частыми по мере продвижения вглубь атмосферы, так что ближе к поверхности красное излучение не успевает образоваться, а у поверхности даже зеленое свечение прекращается.

Что такое северное сияние и где оно бывает

Северное сияние выглядит как танцующие в небе всполохи света или цветные занавески переливающиеся огнями. Обычно они зеленые, но встречаются и другие цвета: фиолетовый, красный, розовый, оранжевый и синий. Цвет зависит от того химического элемента, частицы которого ионизируются.

Часто северное сияние еще называют Полярное сияние. По английски оно называется aurora borealis или northern lights.

Как появляется северное сияние — Солнце — это раскаленный газовый шар, состоящий в основном из атомов водорода и гелия. Верхние слои газа окутывающее солнце (солнечная корона) постоянно выбрасывают в космос во всех направлениях элементарные частицы и осколки атомов. Такие потоки частиц называются солнечным ветром.

Когда солнечный ветер достигает Земли, его частицы попадают в магнитное поле нашей планеты. Сильнее всего магнитное поле действует у Северного и Южного полюсов Земли. Магнитное притяжение Земли как бы засасывает пролетающие мимо нее заряженные частицы. Эти притянутые частицы движутся вдоль силовых линий магнитного поля, которые уходят под землю в области магнитных полюсов.

Атмосфера нашей матери Земли состоит в основном из азота и кислорода. Когда электроны и протоны, выброшенные из Солнца и пойманные магнитным полем Земли, влетают в атмосферу, они неизбежно сталкиваются с молекулами этих газов. При столкновении молекулы газа теряют или наоборот поглощают частицы солнечного ветра и при этом испускают фотоны света. Для разных газов фотоны имеют разную энергию и разный цвет.

Молекулы азота при столкновении излучают синий, фиолетовый или красный свет. Когда солнечный ветер сталкивается с молекулами кислорода происходит излучение зеленого и красного света.

Однако, не следует думать, что небо гарантированно раскрашивается яркими всполохами каждую ночь. Сначала на Солнце должен произойти выброс частиц, и только затем, через 3-5 дней, они достигнут верхних слоев атмосферы Земли.

Полюсов у нашей планеты два, потому и сияние бывает не только северным, но и южном, и правильнее его называть «Полярное сияние». Лучше всего его видно на широтах выше 67-70° (чем ближе к полюсам — тем лучше), однако в этой части Южного полушария обитаемых мест не так уж много, и по этой причине южное сияние почти недоступно для наблюдения. А вот в более густонаселенном Северном полушарии полярным сиянием любуются миллионы людей в самых разных странах — Норвегия, Финляндия, Исландия, Гренландия, Россия, США, Канада. И чем севернее — тем зрелищнее будет полярное сияние.

Одним из лучших направлений для наблюдения за северным сиянием является Исландия: остров в Атлантическом океане у Полярного круга, лежащий на 65° северной широты. По сравнению с другими северными странами, Исландия выделяется сравнительно мягким климатом — зимой в Рейкьявике температура редко опускается ниже минус пяти градусов.

На сколько дорого в Исландии жить и путешествовать

Насколько дорогая Исландия? Сколько денег вам понадобится во время путешествия по Исландии? Какой курс исландской …

Полярные сияния Земли

Полярное сияние

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. Например, на острове Стюарт, лежащем лишь на 47° параллели, сияния происходят регулярно. Маори даже назвали его «Пылающие небеса».

В спектре полярных сияний Земли наиболее интенсивно излучение основных компонентов атмосферы — азота и кислорода, при этом наблюдаются их линии излучения как в атомарном, так и молекулярном (нейтральные молекулы и молекулярные ионы) состоянии. Самыми интенсивными являются линии излучения атомарного кислорода и ионизированных молекул азота.

Северное сияние, Норвегия

Свечение кислорода обусловлено излучением возбуждённых атомов в метастабильных состояниях с длинами волн 557,7 нм (зелёная линия, время жизни 0,74 с) и дублетом 630 и 636,4 нм (красная область, время жизни 110 с). Вследствие этого красный дублет излучается на высотах 150—400 км, где вследствие высокой разреженности атмосферы низка скорость гашения возбуждённых состояний при столкновениях. Ионизированные молекулы азота излучают при 391,4 нм (ближний ультрафиолет) 427,8 нм (фиолетовый) и 522,8 нм (зелёный). Однако, каждое явление обладает своей неповторимой гаммой, в силу непостоянства химического состава атмосферы и погодных факторов.

Спектр полярных сияний меняется с высотой. В зависимости от преобладающих в спектре полярного сияния линий излучения полярные сияния делятся на два типа: высотные полярные сияния типа A с преобладанием атомарных линий и полярные сияния типа B на относительно небольших высотах (80—90 км) с преобладанием молекулярных линий в спектре вследствие столкновительного гашения атомарных возбужденных состояний в сравнительно плотной атмосфере на этих высотах.

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. Так, за одно из зарегистрированных в 2007 году возмущений выделилось 5·1014 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.

Северное сияние в Исландии

Считалось, что полярные сияния в северном и южном полушарии являются симметричными. Однако одновременное наблюдение полярного сияния в мае 2001 года из космоса со стороны северного и южного полюсов показало, что северное и южное сияния существенно отличаются друг от друга.

В 2016 году был обнаружен новый вид полярных сияний — фиолетового цвета. Они были названы Стив (STEVE — сокр. Strong Thermal Emission Velocity Enhancement).

Где можно увидеть полярное сияние?

Полярное сияние чаще всего можно увидеть на Аляске, в Канаде, в России (Ямало-Ненецкий округ, за полярным кругом) – то есть в очень северной части Северного полушария Земли. Наблюдают это явление и на Южном полюсе, и иногда даже в средних широтах.

Кстати, сияние, которое можно увидеть в Антарктиде, получило свое название – «Южное сияние». Еще не так давно ученые считали, что природа обоих явлений, на Северном и Южном полюсах, идентична. Но наблюдения из космоса и тщательный научный анализ показали: между сияниями на двух полюсах есть существенная разница, в частности, в отношении их интенсивности, конфигурации и типа свечения. Сияния, аналогичные полярному, могут случаться и на других планетах Солнечной системы, например, на Сатурне или Венере. Причина заключается в том, что эти планеты так же, как и Земля, имеют атмосферу.

Полярные сияния Земли

Полярное сияние

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. Например, на острове Стюарт, лежащем лишь на 47° параллели, сияния происходят регулярно. Маори даже назвали его «Пылающие небеса».

В спектре полярных сияний Земли наиболее интенсивно излучение основных компонентов атмосферы — азота и кислорода, при этом наблюдаются их линии излучения как в атомарном, так и молекулярном (нейтральные молекулы и молекулярные ионы) состоянии. Самыми интенсивными являются линии излучения атомарного кислорода и ионизированных молекул азота.

Северное сияние, Норвегия

Свечение кислорода обусловлено излучением возбуждённых атомов в метастабильных состояниях с длинами волн 557,7 нм (зелёная линия, время жизни 0,74 с) и дублетом 630 и 636,4 нм (красная область, время жизни 110 с). Вследствие этого красный дублет излучается на высотах 150—400 км, где вследствие высокой разреженности атмосферы низка скорость гашения возбуждённых состояний при столкновениях. Ионизированные молекулы азота излучают при 391,4 нм (ближний ультрафиолет) 427,8 нм (фиолетовый) и 522,8 нм (зелёный). Однако, каждое явление обладает своей неповторимой гаммой, в силу непостоянства химического состава атмосферы и погодных факторов.

Спектр полярных сияний меняется с высотой. В зависимости от преобладающих в спектре полярного сияния линий излучения полярные сияния делятся на два типа: высотные полярные сияния типа A с преобладанием атомарных линий и полярные сияния типа B на относительно небольших высотах (80—90 км) с преобладанием молекулярных линий в спектре вследствие столкновительного гашения атомарных возбужденных состояний в сравнительно плотной атмосфере на этих высотах.

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. Так, за одно из зарегистрированных в 2007 году возмущений выделилось 5·1014 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.

Северное сияние в Исландии

Считалось, что полярные сияния в северном и южном полушарии являются симметричными. Однако одновременное наблюдение полярного сияния в мае 2001 года из космоса со стороны северного и южного полюсов показало, что северное и южное сияния существенно отличаются друг от друга.

В 2016 году был обнаружен новый вид полярных сияний — фиолетового цвета. Они были названы Стив (STEVE — сокр. Strong Thermal Emission Velocity Enhancement).

Есть ли звук?

Многие очевидцы, наблюдавшие северное сияние, говорили, что при появлении в небе свечения в воздухе появляется слабое шипение. И более того: некоторые люди слышат голоса и начинают вести себя необычно. Случаются состояния, похожие на гипноз (потом человек объясняет это тем, что прислушивался к звучащему внутри голосу), а кто-то разговаривает с несуществующим собеседником.

Ученые тщательно исследовали этот феномен и сделали вывод: причина – в реакции мозга на электромагнитные волны. При появлении северного сияния эти волны излучаются в диапазоне, укладывающемся в ритмы «альфа» и «бета» головного мозга – от 8 до 13 герц. Ухо человека не воспринимает инфразвук, но эти волны оказывают на мозг непредсказуемое воздействие. И даже то шипение, о котором говорят многие очевидцы – это, с точки зрения науки, не что иное, как звуковые помехи, связанные со строением нашего организма. Оптический нерв, находясь рядом со слуховым нервом, под воздействием инфразвука становятся источниками взаимных помех друг для друга, поэтому у человека может сложиться впечатление, что он слышит слабое шипение. Ученые настаивают: шум, исходящий от дуги северного сияния, можно было бы услышать, если увеличить его в две тысячи раз.

Где посмотреть северное сияние в России?

Для жителей России удобнее всего увидеть полярное сияние на собственной территории. Не нужно оформлять визу и покупать дорогостоящие билеты, все пункты планирования самостоятельного путешествия можно рассмотреть за полчаса свободного времени и поездка готова.

Кстати, изредка сияние наблюдается на широте Санкт-Петербурга и даже в Москве. Насыщенное и яркое сияние все-таки за полярным кругом. Добираться легче всего до Архангельска или Мурманска.

Село Териберка (Мурманская область)

Где посмотреть северное сияние в Мурманске? Туристы рекомендуют отправиться в село Териберка. Перелет в Мурманск и обратно обойдется в сумму – от 8 000 и выше, поездом вдвое дешевле, но поезда идут до Мурманска 35 часов. Далее 3 часа на такси до побережья Баренцева моря, стоимость 3000 рублей или автобусом №241 за 343 рубля.

Почему стоит ехать в Териберку? Это удаленное село, поэтому городская засветка не помешает. Во-вторых, поселок расположен на побережье в красивой бухте с водопадами, это дополнительный бонус для фотографов и любителей отдохнуть в России зимой в отдалении от цивилизации. Остановиться можно в одном из местных отелей или хостелов. При определенном стечении обстоятельств сияние видно и в городе, но более красочным оно будет за городом.

Хибинские горы (Кольский полуостров)

Если уж ехать так далеко, то стоит наблюдение за сияниями совместить с пребыванием на горнолыжном курорте, особенно при поездке в декабре. Кроме катания и наблюдений вам гарантировано комфортное проживание и развлекательная программа. Добраться до Кировска можно через Мурманск, далее автобусом или поездом до Кировска. Стоимость билета Мурманск-Кировск около 360 рублей. Второй вариант – перелет в Апатиты далее автобусом стоит 16000 рублей в обе стороны, самолеты летают нерегулярно.

На сайте Кировска https://www.kirovsk-hibinogorsk.ru/prognoz_polyarnyx_siyanij_v_kirovske.html можно увидеть прогноз по сияниям и арендовать жилье.

Архангельск

Архангельск

Из Москвы охотникам за сиянием ближе всего добираться до Архангельска. Перелет длится около 4 часов, а стоит от 10700 рублей туда и обратно. Поезд идет 21 час и в 3 раза дешевле. У города богатая история и интересная архитектура. В городе сияние тоже бывает, только редко, мешает засветка. Поэтому фотографы стремятся на остров Ягры в Северодвинске, как минимум на остров Мудьюг.

Воркута и Сыктывкар (Республика Коми)

Поездка в Воркуту мероприятие весьма затратное, как по деньгам, так и по времени. Перелет в Воркуту длится более 6 часов и стоит от 30000 рублей туда и обратно, поезд в 10 раз дешевле, но идет в одну сторону более 40 часов. Добавьте возможные метели и скромную инфраструктуру. Но именно в Воркуте сияние может переливаться всеми цветами радуги и быть очень интенсивным. Сыктывкар поуютнее Воркуты и вдвое ближе, но сияние не такое четкое и несколько бледнее. Перелет в Сыктывкар обойдется в 8000 рублей, туда и обратно. Поезд идет 25 часов, стоит – от 3600 рублей.

Хатанга (Таймыр)

Для желающих поехать в Хатангу нужно учитывать, что эта территория считается приграничной и имеет особый статус. Для посещения Хатанги придется связаться с главным штабом Федеральной пограничной службы РФ в Москве и выполнить ряд их требований. Иностранцам доступ в этот район запрещен. Попасть в Хатангу можно через аэропорт Дудинки. Где увидеть полярное сияние Хатанге? Скорее – когда? При наличии магнитных возмущений в ионосфере – это вопрос скорее чистого неба и отсутствия тумана. В Хатанге есть пара гостиниц, но цены на проживание и на продукты высокие. К примеру, литр молока стоит около 180 рублей, килограмм яблок – около 300 рублей. Дополнительные развлечения на отдыхе зимой: подледная рыбалка и охота на дикого оленя.

Какое северное сияние? Описание северных сияний. Видео.

Какое северное сияние?

Какое же оно, северное сияние? Для наблюдателя с поверхности земли северное сияние предстает в виде переменчивой разноцветной величественной картины. На этой картине не бывает повторов, это сложная композиция из огненных лент, рассекающих небосвод полос, великолепных занавесей, пучков стрел и многоцветного дождя. Это одно из самых удивительных и грандиозных по своему размаху атмосферных явлений. Иногда картина северного сияния может быть практически неизменной в течение нескольких часов, но порою смена цветов происходит мгновенно.

Описание северных сияний. Какое северное сияние? Видео.

Однако, никаких слов не хватит, чтобы описать, какое же оно на самом деле, это загадочное, чарующее и восхитительное явление — северное сияние. Поэтому советуем вам посмотреть следующее видео, в котором собраны лучшие кадры северных сияний Лапландии с комментариями финского ученого (Esa Turunen), который на протяжении 20 лет изучает данное явление.

Описание северных сияний — высота и цвет северного сияния.

Полярные сияния наблюдаются на высоте 90-1000 км в высоких слоях атмосферы – ионосфере. Высота появления и цвет северного сияния зависят от состава атмосферы.

Наиболее яркими и интенсивными для атмосферы Земли являются зеленое или красное свечение кислорода и фиолетовое азота. Вместе эти газы создают неповторимые сочетания, начиная с высоты примерно в 100 км, а на высотах более 200-400 км основным осветительным элементом выступает уже один кислород.

Какое северное сияние — форма и границы северных сияний.

Форма полярных сияний зависит от плотности атмосферы, которая, как известно, уменьшается с высотой. К этому добавляется еще свойство заряженных частиц солнечного ветра наиболее эффективно взаимодействовать с молекулами и атомами газов в конце своего пути.

Сочетание этих факторов делает верхнюю границу северного сияния размытой и будто уходящей, все более бледнея, вверх до бесконечности. Нижняя же граница полярных сияний, как правило, четко очерчена и ярко освещена.

Описание северных сияний — интенсивность и мощность северного (полярного) сияния.

— Интенсивность северного сияния зависит от степени солнечной активности. Особенно мощные полярные сияния приходятся на пики одиннадцатилетнего цикла активности солнца. Северные сияния обычно наблюдаются через один-два дня после вспышек на солнце.

— Северные и южные сияния по мощности выделяемой энергии сравнимы с сильными . За одно возмущение может выделиться до 5·1014 джоулей, что соответствует землетрясению магнитудой 5,5 баллов.

Какое северное сияние? Очень красивое видео северных сияний.

И напоследок предлагаем вам просмотреть видео, в котором собраны фрагменты красивейших северных сияний: здесь и сполохи, и разноцветные шатры, и персидские ковры, и танцующие девушки, и летящие птицы, и многое-многое другое, что подскажет вам ваша фантазия. Приятного просмотра!

В данном пункте статьи мы рассмотрели тему: Какое северное сияние? Описание северных сияний. Далее читайте: Как северные сияния образуются? Почему северные сияния возникают? Природа северных сияний.

Северное сияние интересные факты. 10 восхитительных фактов о северном сиянии

Полярное или северное сияние — невероятной красоты природный феномен, на протяжении веков будоражащий умы человечества. Действительно, что может быть прекраснее игры цвета и света в окружении звезд? Но много ли мы знаем об этой красоте?А сегодня мы собрали десять интересных фактов об этом удивительном чуде.Северное сияние видно из космоса Из космоса северное сияние видно еще лучше, причем настолько, что кажется, будто его можно потрогать. Международная космическая станция постоянно делает снимки полярного сияния из космоса. Северное сияние сложно предсказатьМногие космические явления, такие как метеоритный дождь например, ученые могут предсказать. Северное сияние предсказать затруднительно, поскольку узнать форму магнитного поля в корональном выбросе массы сложно. Ученые не могут точно указать направление сияния до тех пор, пока оно не начнется. Бывают и южные сиянияМы привыкли к термину «северное сияние», но это вовсе не значит, что это явление можно наблюдать лишь на севере. На юге захватывающее природное явление тоже есть, и оно называется южным полярным сиянием.Следующий большой цикл будет в 2024 году На интенсивности и разнообразии цветов северного сияния отражается солнечная активность. Ее цикл равен 11 годам. В последний раз ученые зафиксировали необычайную солнечную активность в 2013 году, так что в 2024 году нас ждет настоящее шоу.Разные ионы дают разные цветаМы привыкли, что цвета радуги неизменны. Однако, когда речь идет о северном сиянии, мы не можем сказать точно, какие цвета увидим. Цвета зависят от того, какие атмосферные газы сталкиваются

Например, из-за кислорода получается зеленый цвет, азот дает голубой или красноватый, а гелий — нечто среднее между голубым и фиолетовым.Северное сияние изучали многие известные людиКак и другие природные явления, северное сияние привлекало внимание многих знаменитых умов в истории. Да и кто бы не заинтересовался такой удивительной и таинственной красотой? Аристотель, Сенека, Декарт, Тихо Браге и Бенджамин Франклин старались познать все секреты северного сияния

Галилео Галилей и Пьер Гассенди первыми дали северному сиянию названиеИтальянский астроном, физик, инженер и философ Галилео Галилей имел, как вы знаете, множество талантов. Его называли отцом науки, отцом современной физики, и он значительно повлиял на научный мир эпохи Возрождения. Так что неудивительно, что именно он дал название природному феномену северного сияния. Однако Пьер Гассенди в это же время назвал это явление так же.Северное сияние дальше, чем кажетсяСеверное сияние завораживает, потому что кажется, что оно совсем близко. Представляется, что оно проплывает прямо над вашей головой. Но это лишь оптическая иллюзия. Фактически всё действие происходит приблизительно в ста километрах над уровнем земли, а красные цвета появляются и вовсе на расстоянии 320 километров. В различных культурах существуют легенды о северном сиянииДо того как начала развиваться наука, люди объясняли природные явления иначе. Племя маори в Новой Зеландии и многие жители Северной Европы и Северной Америки считали, что северное сияние — это отражение факелов и костров. Индейцы меномини из Висконсина верили, что сияние показывает, где находятся великаны, которые были призраками охотников и рыбаков. Инуиты на Аляске полагали, что огни сияния были душами животных и людей.Северное сияние есть не только на ЗемлеСеверное сияние вовсе не особенность нашей планеты. Оно есть и на других планетах и располагается также вблизи их магнитных полюсов. Астрономы засняли сияние на Юпитере, Сатурне, Уране и Нептуне.