Интереcно о науке

 Если Вам когда-либо удавалось побывать в северных районах нашей страны, особенно за пределами  полярного круга, то возможно Вам посчастливилось быть свидетелем одного из самых удивительных, красочных и загадочных метеорологических явлений нашей планеты – полярное сияние. Иногда это небольшие серебристые проблески на, в некоторых случаях – это цветные зеленые ленты, а случается, что полярное сияние заливает все небо своими разноцветными переливами красного, голубого, желтого цветов, и можно часами наслаждаться  этим завораживающим необыкновенным зрелищем.

Полярное сияние играло очень важную роль в древней мифологии, но у разных народов оно имело различное значение. Викинги полагали, что полярное сияние – это отражение от брони мифической Валькирии. Для эскимосов из Гренландии и Канады северное сияние – это связь с предками. Для американских индейцев это были огни от костров, которые жгли далеко на севере. В средневековой Европе полярное сияние было плохой вестью и предвещало войны и болезни. В наши дни мы знаем, что полярное сияние – это всего лишь взаимодействие солнечных частиц с магнитным полем Земли, но это ни сколько не умаляет красоты этого природного явления.

Рассмотрим подробно процесс возникновения полярного сияния. Весь процесс начинается внутри звезды нашей галактики – Солнце. Как известно, оно представляет собой бурлящий котел, в котором непрерывно протекает термоядерный синтез. Периодически с поверхности солнца происходят выбросы заряженных частиц, называемые солнечными вспышками. Некоторые из таких выбросов бывают очень сильными и путешествуют сквозь нашу галактику, и, иногда, на пути их следования оказывается наша планета. Частота, размеры и продолжительность полярного сияния непосредственно зависят от активности на Солнце, которая в свою очередь подчиняется нескольким циклами. Первый из них – годовой, из-за которого сияния наиболее часто случаются в конце осени и начале весны. 11 летний цикл был причиной повышенной солнечной активности в 1990 и 2001 годах, а 23-летний в 2000 году. Также существуют 87, 210, 2300 и даже 6000-летний циклы, которые также оказывают свое влияние.

Наша планета представляет собой большой магнит с северным и южным полюсами. Как и любой магнит, Земля обладает магнитным полем, линии которого выходят из южного полюса и входят в северный. Когда солнечные частицы достигают ее магнитного поля, то магнитное поля представляется барьером для них. Поэтому часть солнечных частиц обтекают Землю, а часть пробивают защиту в самых уязвимых местах – северном и южном полюсам, распространяясь вдоль линий магнитного поля, и проникают в ионосферу. В результате их взаимодействия с магнитным полем возникают те красочные эффекты, которые мы называем полярным сиянием.

Как было сказано выше, полярное сияние может быть различной формы и размеров, а самое главное быть окрашено в различные цвета. Основными цветами являются голубой, зеленый и красный. Также возможны всевозможные комбинации этих цветов, но составляющие всегда неизменны. Главным фактором, определяющим цветовую окраску полярного сияния является высота взаимодействия солнечных частиц с ионами в атмосфере Земли:

• голубой и фиолетовый (менее 120 км);
• зеленый (120-180 км.);
• красный (более 100 км);

Причем эти границы не четкие. В периоды повышенной солнечно активности красный цвет, может возникать и на высоте 90-100 км.

Высота в свою очередь определяет атмосферный состав, т.е. процентное соотношение газов входящих в нее. Кислород вызывает появление желтого и красного цветов. Ионы азота вызывают появление красного, голубого и фиолетового цветов. Если атмосфера содержит смесь кислорода и азота, то мы видим зеленое полярное сияние.

Из-за того, что полярное сияние возникает, как правило, возле полюсов Земли его форма – это тор. Однако в таком виде его можно наблюдать только из космоса. Наблюдатель с Земли видит лишь часть полярного сияния. Форма будет зависеть от того под каким углом он находится. Наилучший вид – под кругом, тогда полярное сияние занимает практически все небо.

В редких случаях, полярное сияние можно наблюдать и вдалеке от полярного круга. Это происходит обычно в период пика солнечной активности. Также причиной этому может послужить неоднородность магнитного поля Земли, то есть области земной поверхности, где наблюдается слабое или обратное по полярности поле.