Полярное сияние

Полярное сияние — это свечение, возникающее в ионосфере на высотах 100-700 км, чаще зеленое, реже с красно-розовыми и беловато-зеленоватыми оттенками.
Иногда упоминается экзотика — «черные сияния», но это скорее резкие провалы свечения на фоне обычного.

Другие названия: Аврора

Полярные сияния возникают вследствие бомбардировки верхних слоёв атмосферы заряженными частицами, движущимися к Земле вдоль силовых линий геомагнитного поля из области околоземного космического пространства, называемой плазменным слоем. При столкновении энергичных частиц плазменного слоя с верхней атмосферой происходит возбуждение атомов и молекул газов, входящих в её состав. Излучение возбуждённых атомов в видимом диапазоне и наблюдается как полярное сияние. Спектры полярных сияний зависят от состава атмосфер планет: так, например, для Земли наиболее яркими являются линии излучения возбуждённых кислорода и азота в видимом диапазоне.

География областей, в которых возможно появление полярных сияний, определяется на самом деле не географическими координатами, а геомагнитными. Поскольку
магнитные полюса Земли не совпадают с географическими, то и геомагнитные координаты отличаются от географических.

Сияния возникают только при определенных условиях, связанных с возмущениями геомагнитного поля (геомагнитные бури) и состоянием ионосферы Земли, которые, в свою очередь, в основном зависят от поведения Солнца — вспышек на солнце, но не только.

Основные причины, способные вы звать или повлиять на возникновение геомагнитных бурь:

  • Вспышки на Солнце.
  • Выбросы корональной массы (Coronal Маss Ejection, СМЕ), т.е. ускоренные облака заряженных частиц солнечной короны — часто связаны со вспышками, но не всегда.
  • Корональные дыры (открытые магнитные структуры на Солнце) и порождаемые ими высокоскоростные потоки солнечного ветра.
  • Секторная структура межпланетного магнитного поля.
  • Предшествующее состояние магнитного поля Земли.

Каждый из этих факторов подробно отслеживается, большинство данных отображается в интернете. Например, для просмотра активности солнца можно воспользоваться одним из интернет сервисом tesis.lebedev.ru

Классификация

Согласно принятой классификации формы полярных сияний делятся на три группы:

  • лентообразные
  • диффузные
  • лучи

Наиболее эффектным в динамике полярных сияний являются пульсации. Пульсации — быстрые ритмические флюктуации яркости с периодом обычно от долей секунды до минуты. Быстрое нерегулярное изменение яркости называется "мерцанием". Пульсации сияний преимущественно с периодом 3–25 сек. , сопровождающиеся аналогичными пульсациями геомагнитного поля. Пульсации большей частью сопровождают медленные вариации интенсивности свечения, но иногда появляются независимо. Высокочастотные пульсации довольно иррегулярны и появляются только при сияниях в виде слабых диффузных пятен исключительно после магнитной полуночи.

Индекс Кр

На картах, где указывают возможности наблюдения сияния используют изолинии, возле которых указано значение индекса геомагнитной возмущенности Кр. Что
означают эти линии? Они означают, до какой широты со стороны севера к югу может расшириться авроральный овал при указанном значении Кр в ночное время в данной местности.

Часто рисуют карты просто у указанием авроральный овала, см. например http://www.swpc.noaa.gov/pmap/index.html|сайт swpc.noaa.gov 

Что означает сам индекс Кр? Возмушения уровня Кр=3 бывают довольно часто, но это даже не магнитная буря. Но, начиная с 4 и далее до 9 - это уже магнитная буря, которая много чего неприятного творит на Земле (включая электронику и даже биосферу), и сопровождается полярными сияниями в авроральной зоне.
Магнитные бури с индексом Кр=9 за 11-летний период солнечной активности бывают до 4-х раз, Т.е. очень редко.

Отслеживать магнитные бури можно и на этом сайте.

Особености наблюдения полярного сияния в средних широтах

Здесь полярные сияния наблюдаются только после сильных вспышек на солнце (в годы максимума солнечной активности).
Если вы задались целью их увидеть — то нужно следить за ренгеновской активностью солнца — отслеживать прогноз погоды, там говорят о магнитных бурях.

Можно делать прогноз по активности солнца на сайте http://www.tesis.lebedev.ru/sun_flares.html :
Смотрим, где произошла вспышка. Под графиком указан номер пятна. На сайте spaceweather.com смотрим, в каком месте на солнце находится это пятно.
Если оно в центральной части или немного всторону, соответственно через 2-3 дня будет сияние. Если пятно на краю солнца, то скорее всего выброс Землю не накроет и пройдет мимо. Для просмотра прогноза "полета" плазмы смотрите тут http://iswa.ccmc.gsfc.nasa.gov:8080/IswaSystemWebApp/ вкладка Events. Там красиво изображены анимации движения выбросов.

Можно смотреть прогнозы и на более примитивном сервисе http://www.tesis.lebedev.ru/forecast_activity.html

Самый частообновляемый ресурс со спутников: http://www.swpc.noaa.gov/pmap/index.html (Если активность 10, смело устремляйте взгляд в северное небо).

Как наблюдать

Нужно выезжать загород. Если магнитная буря будет слабой или даже средней (Кр=4-7), в городе вы ничего не заметите. Если прогнозируется экстремально сильная (Кр=8-9), можно наблюдать и в городе, хотя такие бури бывают редко.

Чаще всего бури бывают слабые и слабо заметны для невооруженного глаза.
Нужно искать столбы света. Они очень быстро движутся и исчезают. Потом снова появляются.
Лучше иметь при себе зеркальный фотоаппарат. Он при высоком ИСО через несколько секунд покажет вам и свечение горизонта и столбы.

Существует статистика, указывающая на то, что чаще наблюдения приходятся на время незадолго до местной полночи, плюс минус пару-тройку часов.
Если мы живем к югу от аврорального овала, то смотреть нужно на север, ожидая увидеть в начале активной фазы зеленую дугу, надеясь на ее развитие.

Очень редко, история такие случаи упоминает, сияние уходит далеко на юг, тогда не только в северном направлении, но и над головой
и в южной стороне можно созерцать небесную феерию. В этом случае и цветовая гамма будет побогаче, чаще насыщаясь пурпуром, и динамика поэнергичней.
Именно в такой ситуации можно увидеть над головой лучистую форму сияния в виде короны, когда из одной точки неба выходят лучи света, переливаясь, вздрагивая и пульсируя, порой вызывающее жутковатое ощущение нахождения «под колпаком» у какого-то сверх естественного разума.

Наблюдать без фотографирования, конечно, интересно, но потом будет ли что вспомнить? Лучше работать с фотоаппаратом, еще лучше с видеокамерой. Техника съемки близка к работе с серебристыми облаками.

Ссылки

http://www.astronomy.domachevo.com/aurora001.htm  Наблюдения сияния в Беларуси
http://www.tesis.lebedev.ru/forecast_activity.html  Магнитные бури

Leave a Reply

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *