Полярне сяйво: коронована Земля

Полярне сяйво: коронована Земля
Промені полярного сяйва дозволяють побачити напрям силових ліній магнітного поля Землі. Кадр унікальний тим, що добре видно червоне світіння, яке з’являється на великій висоті та зазвичай приховане від спостерігачів.

Окраса неба над Арктикою і Антарктикою, породжена сонячною активністю, – найвидовищніша сторона магнітних бур, не самого безпечного природного явища.

***

Північні сяйва правильніше називати полярними, тому що спостерігаються вони в районі обох магнітних полюсів Землі – Північного і Південного. Це явище виникає після спалахів на Сонці, коли зірка викидає в космос велику кількість заряджених частинок. Через 30-50 годин в околицях Землі з'являється хмара протонів та електронів. Магнітне поле планети змушує їх звертати з прямого шляху і рухатись уздовж силових ліній поля. Цей шлях веде або до Північного магнітного полюса, або до Південного.

В полярних широтах, де силові лінії пронизують атмосферу і йдуть углиб Землі, частинки стикаються з молекулами атмосферних газів, перетворюючи нейтральні атоми на заряджені іони. Цей процес називається іонізацією. При цьому частина атомів переходить в збуджений стан. Такі атоми випромінюють світло з притаманною їм довжиною хвилі: водень – червоний, азот – жовтий, кисень – червоний на великій висоті і зелений – нижче. Та фаза магнітної бурі, яка супроводжується сяйвами, носить назву «суббуря». Вона триває від години до півтора. Спочатку в небі спалахує довга рівна дуга. Потім вона починає згинатись, по ній біжать хвилі, нарешті, дуга розривається і сяйво охоплює все небо.

ККД такого «освітлювального приладу» невеликий – як у лампи розжарювання. Тільки 5% енергії суббурі витрачається на світіння, решта йде на іонізацію газів і електричні струми в атмосфері. Це «земна сторона» сяйва: радіоперешкоди, відхилення налаштованих по компасу бурових інструментів і навіть самовільне переведення залізничних стрілок. Світіння максимальної яскравості спостерігається не на магнітних полюсах, а в так званих зонах полярних сяйв. Ці зони можна уявити собі у вигляді обручів діаметром 5-6 тисяч кілометрів. З космосу сяйва над поверхнею земної кулі виглядають як вінки на голові. Чим потужніший сонячний спалах, тим ширше вінок і тим ближче до екватора можна бачити сяйво.

Сяйво четвертого класу. Ісландія

На фото зафіксований момент максимуму суббурі, в полі зору відразу декілька дуг. Яскравість цього сяйва найбільша, оцінюється в чотири бали за спеціальною шкалою. Один бал присвоюється ледь помітному світінню, не яскравішому за Чумацький Шлях. Двобальні сяйва в 10 разів яскравіші, трибальні – в 100 разів, а сяйва четвертого класу по яскравості можна зіставити з місячною повнею. Яскравість дуги не постійна, вона змінюється з періодом від декількох секунд до хвилин. При посиленні яскравості цілісна дуга зазвичай розпадається, приймаючи різноманітні форми: пульсуючі дуги, збіжні промені, драпрі (завіси), корони і окремі спалахи. Найяскравіші сяйва спостерігаються опівночі. Сезонний пік припадає на дні весняного та осіннього рівнодення.

Дорога на захід. Лапландія

На певній стадії суббурі в сяйві виникає характерний яскравий вигин. Таке утворення називається англійським терміном westward travelling surge (в буквальному перекладі «вигин, що рухається на захід», скорочено WTS). Не завжди WTS зігнутий у бік заходу, але зміщується він неодмінно на захід. Пояснюється це тим, що по дузі сяйва в горизонтальному напрямку протікають струми зі сходу на захід – у напрямку, зворотному обертанню Землі. WTS рухаються на захід і в північних, і в південних широтах. На знімку: активна фаза суббурі, дуга полярного сяйва розбита на дві частини, яскраво-жовтий WTS видно в центрі, поруч із хмарою. Захід зліва. Рання осінь, фотограф знаходиться на південь від зони полярних сяйв.

Велика перспектива. Новий Уренгой

Полярні сяйва яскравістю 1-2 бали зазвичай не здаються різноколірними: інтенсивність окремих кольорів нижче порога сприйняття людського ока. Сяйва в 3-4 бали зазвичай постають жовтувато-зеленими. Висока інтенсивність даного полярного сяйва дозволила вихопити його структуру при досить короткій витримці. Рідкісний за красою епізод: комбінація жовтого, зеленого і червоного світіння при певному ракурсі дає фіолетові фарби. Ми бачимо сплеск активності на завершальній стадії суббурі. Час далеко за північ, яскравість – 3 бали. Фотографія зроблена на південь від зони полярних сяйв. Сяйво близьке до зеніту, і його промені ніби сходяться в одній точці, подібно рейкам на горизонті.

Стартова стрічка. Новий Уренгой

Одиночна дуга яскравістю 2 бали на початку суббурі. Стійкі дуги полярних сяйв можуть простягатись зі сходу на захід на тисячі кілометрів. На цій фотографії видно розподіл кольорів по висоті. Нижня межа світіння, приблизно в 100 кілометрах від поверхні землі, забарвлена атомами кисню в яскраво-зелений колір. Вище 150 кілометрів атоми кисню випромінюють червоне світло, як і атоми водню, цим пояснюється фіолетовий відтінок верхньої частини стрічки. Крім того, ця область підсвічена променями Сонця, яке зайшло за обрій. Нижче 100 кілометрів атмосфера стає настільки щільною, що заряджені частинки туди просто не долітають. При найсильнішій сонячній активності полярні сяйва можуть спостерігатись на висоті 90 кілометрів.

Стояча хвиля. Ісландія

Рідкісне явище – пульсуючі форми на суцільний дузі – досі бентежить фізиків. Можливо, цей феномен має ту ж природу, що й переривчасте світіння старих люмінесцентних ламп. Вертикальні яскраві вузли, рознесені на певну відстань, носять назву «страти». Поява такої періодичної структури супроводжується пульсаціями магнітного поля. Іноді, дуже ненадовго, формуються стоячі хвилі, і тоді страти видно досить чітко, як на цій фотографії. Знімок зроблений після максимуму суббурі, місцевий час далеко за північ. Яскравість світіння – 3-4 бали.

Порвані небеса. Аляска

Центр зони полярних сяйв, розпал суббурі. Місцевий час близько опівночі, яскравість світіння – 2-3 бали. Фотографія зроблена 22 березня 2012 року в ході спеціального туру для мисливців за полярними сяйвами. Цей новий вид туризму активно розвивається в Скандинавії, Канаді, на Алясці і в Росії.

 

 

Коментарі

Ввійдіть або зареєструйтесь, щоб залишати коментарі.

Зображення користувача Mila.
Mila / 30.12.2012, 22:46

Ех,красиво... O:-)

Зображення користувача hannawinner.
hannawinner / 27.12.2012, 23:17

Важко повірити, що це правда. А деякі фотознімки нагадують кадри з фантастичних фільмів про інопланетян)))

Читайте також

Про формулу утворення ґрунту, роль в ґрунтоутворенні мікроорганізмів, рослин і тварин, а також про вплив людини на ґрунт.

X

Вхід

Завантажую...