Полярное сияние

Полярное сияние - свечение верхних разреженных слоев атмосферы, вызванное взаимодействием атомов и молекул на высотах 90-1000 км с заряженными частицами больших энергий (электронами и протонами), вторгающимися в земную атмосферу из космоса. Соударения частиц с составляющими верхней атмосферы (кислородом и азотом) приводят к возбуждению последних, т.е. к переходу в состояние с более высокой энергией. Возврат в начальное, равновесное состояние происходит путём излучения квантов света характерных длин волн, т.е. полярного сияния. Наблюдается в основном в высоких широтах обоих полушарий в овальных поясах (авроральных овалах), которые окружают магнитные полюса Земли, в широтах 67-70 градусов. Во времена высокой солнечной активности границы полярного сияния расширяются до более низких широт - на 20-25 градусов южнее или севернее.






Полярные сияния чаще всего можно наблюдать зимой. Видимо, это мнение сложилось от того, что полярные сияния в России очень часто называют "северными сияниями" (по названию полушария, где его наблюдают), а север у нас ассоциируется с морозом, снегом и, соответственно, зимой. На самом деле, полярные сияния чаще всего происходят весной и осенью, в периоды, приближённые к весеннему и осеннему равноденствия и повторяются в виде циклов, чья продолжительность составляет примерно 27 дней и 11 лет.






Полярное сияние рождается вследствие солнечных возмущений. Это подтверждает циклическая природа полярных сияний, совпадающая по своим высшим пикам с 27-суточным вращением Солнца и 11-годичными колебаниями солнечной активности, и их концентрация в зоне возмущений магнитных полей Земли.







Полярное сияние - это просто свет в небе. При этом его сопровождает огромное количество энергии, которое выделяется за сравнительно короткий промежуток времени. Сила излучения порой может равняться 5-6 бальному землетрясению. Пульсирующие полярные сияния могут сопровождаться ещё и слабо свистящими звуками или лёгким треском.








Формы полярных сияний различны. Полярные сияния наблюдаются в различных видах и формах: пятнах, однородных дугах и полосках, пульсирующих дугах и поверхностях, проблесках, всполохах, лучах и лучистых дугах, коронах. Свечение полярного сияния обычно начинается со сплошной дуги, самой распространённой формы полярного сияния, и в случае увеличения яркости может приобретать остальные, более сложные формы.








Цвет полярного сияния зависит от его интенсивности. Интенсивность свечения полярного сияния определяется по принятой международной шкале в пределах I-IV баллов. Сияния с низкой интенсивностью свечения (от I до III баллов) не кажутся человеческому глазу разноцветными, так как цветовая интенсивность в них ниже порога нашего восприятия. Полярные сияния с интенсивностью в IV балла и III (у верхней границы) воспринимаются как цветные - чаще как жёлто-зелёные, реже - красные и фиолетовые. Интересно, что большая часть излучения испускается главными составляющими высоких слоёв земной атмосферы - атомарным кислородом, который окрашивает полярные сияния в желтоватые тона, придаёт им красноватую лучистость или вносит в общий спектр зелёную линию и молекулярным азотом, отвечающим за основной красный и фиолетовый цвета одного из прекраснейших небесных явлений.







Сквозь полярное сияние можно видеть звёзды. Так как толщина полярного сияния всего несколько сот километров.







Полярное сияние видно из космоса. И не просто видно, а видно гораздо лучше, чем с поверхности Земли, так как в космосе наблюдать полярное сияние не мешает ни солнце, ни облака, ни искажающее влияние нижних плотных слоёв атмосферы. По словам космонавтом, с орбиты МКС полярные сияния выглядят как огромные зелёные постоянно движущиеся амёбы.







Полярное сияние может длиться сутками. А может и всего несколько десятков минут.







Полярное сияние можно наблюдать не только на Земле. Считается, это атмосферы других планет (например, Венеры) также имеют возможность порождать полярные сияния. Природа полярных сияний на Юпитере и Сатурне по последним научным данным сходна с природой их земных собратьев.

Полярное сияние можно вызвать искусственно. Например, с помощью ядерного взрыва в высоких слоях атмосферы. Что и было как-то сделано министерством обороны США. Американским военным удалось добиться сияния из дуги малинового цвета и плавно переходящих с красного через фиолетовый до зелёного лучей. Исходя из цветовой палитры искусственных полярных сияний родилась теория о том, что причина их возникновения кроется в возбуждении содержащегося в атмосфера кислорода и азота и их столкновении с заряженными частицами, высвобождёнными в результате ядерного взрыва.

Полярное сияние может вызываться ракетными выбросами. Однако явление это принято называть искусственным свечением, так как причины его возникновения близки к тем, которые вызывают естественное свечение воздуха.