Северное сияние

Северное (полярное) сияние (лат. Aurora Borealis, Aurora Australis) — это свечение верхних слоёв атмосфер планет, обладающих магнитосферой, вследствие их взаимодействия с заряженными частицами солнечного ветра.

Древние народы, например, имели своё собственное объяснение: эскимосские племена считали, что это свет, излучаемый душами умерших на пути к небесам, а в средневековой Европе полагали, что это — бой, который вечно обречены вести погибшие в битве воины.

Учёные и исследователи подошли к разгадке несколько ближе — они выдвигали теорию, что северное сияние возникает из-за отражения света от ледяных шапок. Галилео Галилей назвал это явление Авророй в честь римской богини утра, после того, как заключил, что оно возникает в результате преломления солнечного света в атмосфере.

Современные учёные считают, что огни в небе вызваны столкновением электрически заряженных солнечных частиц и атомов из нашей атмосферы — энергия от столкновения выделяется в виде света. То, что северное сияние наблюдается в основном на полюсах, объясняется тем, что там магнитное поле Земли особенно сильное.

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.

Проекция плазменного слоя вдоль геомагнитных силовых линий на земную атмосферу имеет форму колец, окружающих северный и южный магнитные полюса (авроральные овалы).

Выявлением причин, приводящим к высыпаниям заряженных частиц из плазменного слоя, занимается космическая физика. Экспериментально установлено, что ключевую роль в стимулировании высыпаний играет ориентация межпланетного магнитного поля и величина давления плазмы солнечного ветра.

В очень ограниченном участке верхней атмосферы сияния могут быть вызваны низкоэнергичными заряженными частицами солнечного ветра, попадающими в полярную ионосферу
через северный и южный полярные каспы (воронкообразные области на геомагнитных широтах). В северном полушарии каспенные сияния можно наблюдать над Шпицбергеном в
околополуденные часы.

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, если для Земли наиболее яркими являются линии излучения возбуждённых кислорода и азота в видимом диапазоне, то для Юпитера — линии излучения водорода в ультрафиолете.

Поскольку ионизация заряженными частицами происходит наиболее эффективно в конце пути частицы и плотность атмосферы падает с высотой в соответствии с барометрической формулой, то высота появлений полярных сияний достаточно сильно зависит от параметров атмосферы планеты. Так, для Земли с её достаточно сложным составом атмосферы красное свечение кислорода наблюдается на высотах 200—400 км, а совместное свечение азота и кислорода — на высоте ~110 км. Кроме того, эти факторы обуславливают и форму полярных сияний — размытая верхняя и достаточно резкая нижняя границы.

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.

Полярные сияния весной и осенью возникают заметно чаще, чем зимой и летом.

Пик частотности приходится на периоды, ближайшие к весеннему и осеннему равноденствиям.

Длительность полярных сияний составляет от десятков минут до нескольких суток.

Во время полярного сияния за короткое время выделяется огромное количество энергии. Так за одно из зарегистрированных в 2007 году возмущений выделилось примерно столько же энергии, 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».

Одной из причин полярного сияния могут быть геомагнитные бури.

Невесомый танец, колышущиеся занавесы, арки и ленты сверхъестественного зеленого цвета – примерно так обычно выглядит северное сияние. Иногда, буквально на несколько секунд, небо взрывается калейдоскопом зеленого, белого, розового и фиолетового. Выглядит это настолько волшебно, что хочется ущипнуть себя, чтобы убедиться в том, что все это реальность. Если хотите увидеть все это собственными глазами, езжайте в Северную Норвегию – лучшее место для наблюдения за северным сиянием в мире.

Маленькие и большие вспышки. Незначительные вспышки северного сияния часто появляются в северо-западной части Норвегии и на долгое время зависают в воздухе. Короны обычно возникают прямо над вами, но очень быстро исчезают. Иногда можно увидеть северное сияние красного цвета. Это явление крайне редко возникает в более южных широтах.

Северная Норвегия – самое сердце пояса северного сияния!
Пояс северного сияния тянется вдоль побережья Северной Норвегии от Лофотенских островов до мыса Нордкап. Здесь Аврора возникает чаще, чем в любой другой части мира, а это означает, что именно Северная Норвегия является идеальным местом для наблюдения за этим атмосферным явлением. Свальбард (Шпицберген) находится немного дальше от этого пояса, но здесь северное сияние можно увидеть в середине зимы даже днем.

Ясное небо, как необходимость. Немаловажное значение в наблюдении за северным сиянием имеют погодные условия, от которых зависит чистота неба. Регионы, расположенные в глубине континента, как правило, имеют более стабильный климат, а значит – безоблачные ночи. На побережье такие условия появляются только при сильном морозе и восточном ветре.

Световое загрязнение. По сути, северное сияние – довольно слабое и эфемерное явление, и его могут затмить даже огни города, свет неона или автомобильных фар. Для того чтобы увидеть северное сияние нужны не только определенные погодные условия, но и отсутствие светового загрязнения.

Если вы находитесь в городе, постарайтесь найти самую темную его часть или наивысшую точку.
Если вы находитесь рядом с городом, найдите место к северу от построек, так как слабое северное сияние обычно появляется в северной части неба.

Полная луна тоже может затмить северное сияние.

Фотографы, снимающие северное сияние, наоборот, могут оценить некоторые другие источники света, такие как дом или молодой месяц. В таком случае, область не должна быть полностью темной.

На протяжении всего периода с 21 сентября (осеннее равноденствие) по 21 марта. В это время в Норвегии совершенно темно после 18:00. Это означает, что у вас есть хорошие шансы увидеть Аврору на протяжении всего зимнего периода.

Шансы застать ясное небо повышаются ближе к концу этого периода.

Если посчастливится, вы можете увидеть северное сияние во время «межсезонья» – с конца августа до конца сентября и с конца марта до середины апреля. Ночи в это время короче, поэтому особенно рассчитывать на то, что вам все-таки повезет, не стоит.

То, что вы можете сделать, чтобы точно увидеть северное сияние. Ждать на морозе 6-7 часов и надеяться на то, что вы хотя бы мельком увидите Аврору, довольно трудно. Чтобы увеличить ваши шансы, вы можете, например:

• Присоединиться к организованной группе Джаз тур на специальные экскурсии «Фотоохота за северным сиянием» в Тромсё
• Индивидуально можно заказать туры на лодках, автомобилях или микроавтобусах, что тоже даёт шансы на встречу с северным сиянием. В данном случае продолжительность тура тоже важна – чем дольше, тем лучше.
• Катайтесь на скутерах, собачьих упряжках и санях в вечернее время, а не днем.
• Проверьте прогноз погоды, арендуйте автомобиль и отправляйтесь в то место, где есть наибольшая вероятность появления северного сияния.
• Возьмите напрокат лыжи и катайтесь по проложенным тропам с фонариком, закрепленным на голове. Если северное сияние появится, огни не будут мешать вам рассмотреть его, а пока будете кататься, вы не будете мерзнуть.
• Паромы «Хуртигрутен», курсирующие вдоль побережья Северной Норвегии, тоже могут стать смотровой площадкой, особенно если вы выберете ночную поездку.

Исходя из многолетнего опыта туристов, охотящихся за северным сиянием, можно выделить несколько важных моментов:

• лучше всего приезжать в Норвегию в период с декабря по март
• независимо от того, самостоятельно вы будете путешествовать или в составе группы, кроме периода с 18:00 до 1:00, ждать северное сияние бесполезно
• не думайте, что плохая погода избавит вас от удовольствия встречи с Авророй – облака могут рассеяться в одно мгновение, и северной сияние предстанет перед вами во всей красе
• не зацикливайтесь на одном месте – переезжайте от побережья вглубь материка и наоборот.

Северное сияние регулярно наблюдаются в южной Скандинавии, странах Балтии, Шотландии и России, а также в Канаде и США. В редких случаях северное сияние можно увидеть даже в Италии и Мексике.

Южное сияние – точно такое же явление, как и северное сияние, только появляется оно над Антарктидой. Иногда его можно наблюдать над островами Новой Зеландии и Тасманией.
Специфическое, довольно слабое северное сияние можно увидеть на Шпицбергене днем в середине зимы.

Зеленый цвет северного сияния связан с реакциями между солнечными ветрами и кислородом, происходящими на высоте 100 км.

Розовая полоска северного сияния образуется еще выше.
Фиолетовые оттенки появляются вследствие реакций с азотом, которые происходят на малых высотах.

Норвежский поэт Петтер Дасс (1647-1707) воспевал самые разные вещи, связанные с Северной Норвегией, но ни разу не упоминал северное сияние. Вполне вероятно, что за всю жизнь он так и не увидел его.

Кристиан Биркеланд занимался исследованиями северного сияния на пике Haldde в Alta. Портрет ученого изображен на банкноте 200 норвежских крон.

В 2013 году было зафиксировано рекордное число явлений северного сияния, и исследователи полагают, что апогеем станет осень этого года. В то же время, они предсказывают с большой долей вероятности, что и 2014, и 2015 годы также будут характеризоваться высокой частотой этого светового явления.

В течение одной недели северное сияние может появляться ежедневно по несколько раз за вечер, потом погодные условия могут измениться, и ничего не будет видно на протяжении нескольких недель. Тем не менее, в последнее время люди научились правильно оценивать погодные условия, благодаря этому охота за северным сиянием в 80% случаев оказывается успешной.

Полярное или северное сияние – физическое явление, обусловленное выбросом заряженных частиц на Солнце и их движением в сторону Земли. Сияние возникает в результате столкновения заряженных частиц с частицами газов в верхних слоях атмосферы. Это явление можно наблюдать в ночное время вблизи магнитных полюсов Земли.