Природен феномен, известен като въздушно сияние, е открит през 1868 г. от шведския учен Андерс Ангстрьом.

Това небесно сияние на естествената природа се появява през цялото време и по цялото земно кълбо. Има три вида му: ден (dayglow), здрач (twilightglow) и нощ (nightglow). Всеки от тях е резултат от взаимодействието на слънчевата светлина с молекулите в нашата атмосфера, но има своя собствена специален начинобразувания.

Дневната светлина се образува, когато слънчева светлинапада върху атмосферата през деня. Част от него се абсорбира от молекулите в атмосферата, като им дава излишък от енергия, която след това те освобождават като светлина, или със същата, или с малко по-ниска честота (цвят). Тази светлина е много по-слаба от обикновената дневна светлина, така че не можем да я видим с просто око.

Светенето на здрача е по същество същото като дневното, но в този случай само горните слоеве на атмосферата са осветени от Слънцето. Останалата част и наблюдателите на Земята са в тъмнина. За разлика от дневната светлина, тя се вижда с просто око.

Нощното сияние не се генерира от слънчевата светлина, падаща върху нощната атмосфера, а от различен процес, наречен хемилуминесценция. Слънчевата светлина през деня натрупва енергия в атмосферата, съдържаща кислородни молекули. Тази допълнителна енергия кара кислородните молекули да се разпадат на отделни атоми. Това се случва главно на надморска височина от около 100 км.

За разлика от сиянията, нощните сияния се разпространяват по цялото небе и са еднакви.

Яркостта на сиянието корелира с нивото на ултравиолетовата (UV) светлина, идваща от Слънцето, която се променя с течение на времето. Силата на сиянието зависи от сезона.

За да увеличите шансовете си да забележите небесно сияние, трябва да заснемете тъмно и ясно нощно небе в режим на дълга експозиция. Сиянието може да се види във всяка посока без светлинно замърсяване, на 10 до 20 градуса над хоризонта.

Небето свети като гигантска множествена дъга. Различни смущения, като приближаваща буря, могат да създадат вълни в земната атмосфера, подобни на вълни. Тези гравитационни вълни са трептения на повърхностите на слоеве въздух и са подобни на вълните, причинени от хвърляне на камък в неподвижна вода.

Снимка с дълга експозиция, направена в посока на вертикалните въздушни светещи слоеве, направи тази вълнообразна структура видима.

Механизмът на възникване на това явление е както следва. През деня слънчевата радиация (слънчева светлина) разрушава молекулите на въздуха в атоми (заредени атоми, йони), електроните се избиват. Когато йоните се срещнат отново (или привличат електрон), се образува молекула и излишната енергия излиза под формата на светлина. На височина от 80-120 km основно кислородните и натриевите молекули се рекомбинират с излъчване съответно на зелена и жълта светлина; на височина 250-300 km се случва електронно-йонна рекомбинация, но излъчването на този слой се намира в инфрата (невидимата) област на електромагнитния спектър.

Най-често срещаният механизъм, водещ до появата на луминесценция, е комбинацията на азотен атом с кислороден атом за образуване на молекула на азотен оксид (NO). По време на тази реакция се излъчва фотон. Други вещества, които могат да допринесат за светенето на небето, са хидроксилният радикал (ОН), молекулният кислород, натрият и литият. Тъмночервеното сияние най-вероятно се образува от ОН молекули, разположени на височина от около 87 километра и възбудени от ултравиолетова слънчева радиация. Оранжевият и зеленият блясък идват от натриевите и кислородните атоми, които са малко по-високи.

Земната атмосфера е газовата обвивка на планетата. Долната граница на атмосферата минава близо до повърхността на земята (хидросфера и земната кора), а горната граница е зоната на съседното космическо пространство (122 km). Атмосферата съдържа много различни елементи. Основните са: 78% азот, 20% кислород, 1% аргон, въглероден диоксид, неонов галий, водород и др. Интересни фактиможете да видите в края на статията или като кликнете върху.

Атмосферата има различни слоеве въздух. Въздушните слоеве се различават по температура, газова разлика и тяхната плътност и. Трябва да се отбележи, че слоевете на стратосферата и тропосферата предпазват Земята от слънчева радиация. В по-високите слоеве живият организъм може да получи смъртоносна доза от ултравиолетовия слънчев спектър. За да прескочите бързо до желания слой от атмосферата, щракнете върху съответния слой:

Тропосфера и тропопауза

Тропосфера - температура, налягане, надморска височина

Горната граница се поддържа на около 8 - 10 км приблизително. В умерените ширини 16 - 18 km, а в полярните 10 - 12 km. ТропосфераТова е долният основен слой на атмосферата. Този слой съдържа повече от 80% от общата маса на атмосферния въздух и близо 90% от общата водна пара. Именно в тропосферата възникват конвекция и турбуленция, образуват се и възникват циклони. температуранамалява с височината. Наклон: 0,65°/100 м. Нагрятата земя и водата загряват ограждащия въздух. Нагрятият въздух се издига, охлажда се и образува облаци. Температурата в горните граници на слоя може да достигне -50/70 °C.

Именно в този слой се случва изменението на климата. метеорологични условия. Долната граница на тропосферата се нарича повърхносттъй като в него има много летливи микроорганизми и прах. Скоростта на вятъра се увеличава с височината в този слой.

тропопауза

Това е преходният слой от тропосферата към стратосферата. Тук зависимостта на понижаването на температурата с увеличаване на надморската височина спира. Тропаузата е минималната височина, при която вертикалният температурен градиент пада до 0,2°C/100 м. Височината на тропопаузата зависи от силни климатични събития като циклони. Височината на тропопаузата намалява над циклоните и се увеличава над антициклоните.

Стратосфера и стратопауза

Височината на стратосферния слой е приблизително от 11 до 50 km. Има лека промяна в температурата на височина 11-25 км. На височина 25-40 км, инверсиятемпература, от 56,5 се повишава до 0,8°C. От 40 км до 55 км температурата се задържа около 0°C. Тази област се нарича - стратопауза.

В стратосферата се наблюдава ефектът на слънчевата радиация върху газовите молекули, те се дисоциират на атоми. В този слой почти няма водна пара. Съвременните свръхзвукови търговски самолети летят на височини до 20 км поради стабилни условия на полет. Метеорологичните балони на голяма надморска височина се издигат на височина от 40 км. Тук има постоянни въздушни течения, скоростта им достига 300 км/ч. Също така в този слой е концентриран озон, слой, който абсорбира ултравиолетовите лъчи.

Мезосфера и мезопауза - състав, реакции, температура

Мезосферният слой започва на около 50 km и завършва на около 80-90 km. Температурите намаляват с надморска височина с около 0,25-0,3°C/100 м. Основният енергиен ефект тук е лъчистият топлообмен. Сложни фотохимични процеси, включващи свободни радикали (има 1 или 2 несдвоени електрона), тъй като те прилагат сияниеатмосфера.

Почти всички метеори изгарят в мезосферата. Учените са кръстили тази област Игноросфера. Тази зона е трудна за изследване, тъй като аеродинамичната авиация тук е много слаба поради плътността на въздуха, която е 1000 пъти по-малка от тази на Земята. А за изстрелването на изкуствени спътници плътността все още е много висока. Изследванията се извършват с помощта на метеорологични ракети, но това е извращение. мезопаузапреходен слой между мезосферата и термосферата. Има минимална температура от -90°C.

Линия на Карман

Джобна линиянаречена граница между земната атмосфера и космическото пространство. Според Международната авиационна федерация (FAI) височината на тази граница е 100 км. Това определение е дадено в чест на американския учен Теодор фон Карман. Той определи, че на тази височина плътността на атмосферата е толкова ниска, че аеродинамичната авиация става невъзможна тук, тъй като скоростта на самолета трябва да е по-голяма първа космическа скорост. На такава височина понятието звукова бариера губи смисъла си. Тук можете да управлявате самолета само поради реактивни сили.

Термосфера и термопауза

Горната граница на този слой е около 800 км. Температурата се повишава до около 300 км, където достига около 1500 К. По-горе температурата остава непроменена. В този слой има Полярни светлини- възниква в резултат на въздействието на слънчевата радиация върху въздуха. Този процес се нарича още йонизация на атмосферния кислород.

Поради ниското разреждане на въздуха полетите над линията на Карман са възможни само по балистични траектории. Всички пилотирани орбитални полети (с изключение на полетите до Луната) се извършват в този слой на атмосферата.

Екзосфера - плътност, температура, височина

Височината на екзосферата е над 700 км. Тук газът е много разреден и процесът се осъществява разсейване— изтичане на частици в междупланетното пространство. Скоростта на такива частици може да достигне 11,2 км/сек. Нарастването на слънчевата активност води до разширяване на дебелината на този слой.

• Газовата обвивка не отлита в космоса поради гравитацията. Въздухът се състои от частици, които имат собствена маса. От закона за гравитацията може да се заключи, че всеки обект с маса се привлича към Земята.
• Законът на Buys-Ballot гласи, че ако сте в Северното полукълбо и стоите с гръб към вятъра, тогава зоната ще бъде разположена отдясно високо налягане, а отляво - ниско. В Южното полукълбо ще бъде обратното.

През периода на активност на Слънцето се наблюдават изригвания. Светкавицата е нещо подобно на експлозия, която води до насочен поток от много бързо заредени частици (електрони, протони и т.н.). Потоци от заредени частици, бързащи с голяма скорост, променят магнитното поле на Земята, тоест водят до появата на магнитни бури на нашата планета.

Уловени от магнитното поле на Земята, заредените частици се движат по линиите на магнитното поле и проникват в магнитните полюси на Земята, които са най-близо до земната повърхност. В резултат на сблъсък на заредени частици с молекули на въздуха се произвежда електромагнитно излъчване - сиянието.

Определя се цветът на сиянието химичен съставатмосфера. На височини от 300 до 500 км, където въздухът е разреден, преобладава кислородът. Цветът на сиянието тук може да бъде зелен или червеникав. По-долу вече преобладава азотът, който дава яркочервено и лилаво сияние.

Най-убедителният аргумент за правилното ни разбиране на природата на сиянието е повторението му в лабораторията. Такъв експеримент, наречен "Аракс", е проведен през 1985 г. съвместно от руски и френски изследователи.

За експеримента са избрани две точки от земната повърхност, разположени върху една и съща линия на магнитно поле. Тези точки обслужваха южното полукълбо на френския остров Кергелен Индийски океани в Северното полукълбо, село Согра в Архангелска област.

От остров Кергелен беше изстреляна геофизична ракета с малък ускорител на частици, която създаде поток от електрони на определена височина. Движейки се по линията на магнитното поле, тези електрони проникнаха в Северното полукълбо и предизвикаха изкуствено сияние над Согра.

• Задача №2E0B2C

Според съвременните представи полярните сияния на други планети слънчева системаможе да имат същата природа като полярните сияния на Земята. На кои планети в таблицата е възможно да се наблюдават сияния?

Обяснете отговора.

• Задача #3B56A0

Според съвременните схващания полярните сияния на други планети от Слънчевата система могат да имат същата природа като сиянията на Земята. На кои планети в таблицата могат да се наблюдават сияния?

• • 1) само на Меркурий
  • 2) само на Венера
  • 3) само на Марс
  • 4) на всички планети
• Задача № A26A40

Магнитните бури на Земята са

• • 1) огнища на радиоактивност
  • 2) потоци от заредени частици
  • 3) бързи и непрекъснати промени в облачността
  • 4) бързи и непрекъснати промени в магнитното поле на планетата
• Задача #AA26A6

Цветът на сиянието, което се появява на височина от 100 км, се определя главно от радиация

• • 1) азот
  • 2) кислород
  • 3) водород
  • 4) хелий

сияния

Аврора бореалис е едно от най-красивите явления в природата. Формите на полярното сияние са много разнообразни: или са особени светли стълбове, или смарагдово зелени с червени ресни, пламтящи дълги панделки, отклоняващи се многобройни лъчи-стрели, или дори просто безформени светли, понякога цветни петна в небето.

Странна светлина в небето блести като пламък, покривайки понякога повече от половината небе. Тази фантастична игра на природни сили продължава няколко часа, след което избледнява, след това пламва.

Сиянията най-често се наблюдават в циркумполярните райони, откъдето идва и името. Полярните сияния могат да се видят не само в далечния север, но и на юг. Например, през 1938 г. полярното сияние е наблюдавано на южния бряг на Крим, което се обяснява с увеличаване на силата на причинителя на луминесценцията - слънчевия вятър.

Големият руски учен М.В. Ломоносов, който изложи хипотезата, че причината за това явление са електрически разряди в разреден въздух.

Експериментите потвърдиха научното предположение на учения.

Полярните сияния са електрическото сияние на горните много разредени слоеве на атмосферата на височина (обикновено) от 80 до 1000 км. Това сияние се получава под въздействието на бързо движещи се електрически заредени частици (електрони и протони), идващи от Слънцето. Взаимодействието на слънчевия вятър с магнитното поле на Земята води до повишена концентрация на заредени частици в зоните около геомагнитните полюси на Земята. Именно в тези области се наблюдава най-активенполярни светлини.

Сблъсъците на бързи електрони и протони с кислородни и азотни атоми довеждат атомите във възбудено състояние. Освобождавайки излишната енергия, кислородните атоми дават ярко излъчване в зелените и червените области на спектъра, азотните молекули - във виолетовите. Комбинацията от всички тези лъчения
и придава на сиянията красив, често променящ се цвят. Такива процеси могат да се появят само в горните слоеве на атмосферата, тъй като, първо, в долните плътни слоеве, сблъсъците на атоми и молекули на въздуха един с друг незабавно отнемат от тях енергията, получена от слънчевите частици, и второ, космическите частици сами не могат да проникнат дълбоко в земната атмосфера.

Полярните сияния се появяват по-често и са по-ярки през годините на максимална слънчева активност, както и в дните, когато на Слънцето се появяват мощни изригвания и други форми на повишена слънчева активност, тъй като с увеличаването му интензитетът на слънчевия вятър се увеличава, което е причината за сиянията.

• Задача №2F4F0E

В кои части на земната атмосфера се наблюдават най-активните полярни сияния?

• • 1) само близо до Северния полюс
  • 2) само в екваториални ширини
  • 3) Близо до магнитните полюси на Земята
  • 4) на всяко място от земната атмосфера
• Задача №A0E5A3

Възможно ли е да се твърди, че Земята е единствената планета в Слънчевата система, където са възможни полярни сияния? Обяснете отговора.

• Задача #F3B537

Наричат ​​го полярно сияние

А. миражи в небето.

Б. образуване на дъга.

V. сияние на някои слоеве на атмосферата.

Правилният отговор е

• • 1) само А
  • 2) само Б
  • 3) само Б
  • 4) B и C

сияния

Едно от най-красивите и величествени явления на природата е полярното сияние. На места Глобусътразположени във високи географски ширини, главно отвъд северния или южния арктически кръг, през дългата полярна нощ, в небето често проблясват сияния с различни цветове и форми. Полярните сияния се срещат на височина от 80 до 1000 км над земната повърхност и представляват сиянието на разредените газове от земната атмосфера. Цветът на сиянието се определя от химичния състав на атмосферата. На височини от 300 до 500 км, където въздухът е разреден, преобладава кислородът. Цветът на сиянието тук може да бъде зелен или червеникав. По-долу вече преобладава азотът, който дава яркочервено и лилаво сияние.

Забелязана е връзка между сиянията и активността на Слънцето:
в годините на максимална слънчева активност (максимални слънчеви изригвания) броят на сиянията също достига максимум. По време на изригвания на Слънцето, заредени частици (включително електрони) се изхвърлят, движейки се с голяма скорост. Попадайки в горните слоеве на земната атмосфера, електроните карат газовете, които съставляват Земята, да светят.

Но защо полярните сияния се наблюдават предимно на високи географски ширини, тъй като слънчевите лъчи осветяват цялата Земя? Факт е, че Земята има доста силно магнитно поле. Попадайки в земното магнитно поле, електроните се отклоняват от първоначалния си директен път и се изхвърлят в субполярните области на земното кълбо. Същите електрони променят магнитното поле на Земята, причинявайки появата на магнитни бури, а също така влияят на условията за разпространение на радиовълни близо до земната повърхност.

• Задача #7CF82A

Според съвременните схващания полярните сияния на други планети от Слънчевата система могат да имат същата природа като сиянията на Земята. Достатъчно условие за наблюдение на полярните сияния на планета е тя да има

• • 1) само атмосфери
  • 2) само магнитно поле
  • 3) естествени спътници
  • 4) атмосфера и магнитно поле
• Задача № A62C62

Цветът на сиянието, което се появява на височина от 80 км, се определя главно от радиация

• • 1) азот
  • 2) кислород
  • 3) водород
  • 4) хелий
• Задача #A779CF

Магнитните бури са

• • 1) петна от слънцето
  • 2) потоци от заредени частици
  • 3) бързи и непрекъснати промени в магнитното поле на Слънцето
  • 4) бързи и непрекъснати промени в магнитното поле на нашата планета

Присъщият блясък на атмосферата е много слабо излъчване на светлина от атмосферата на планетата.

Сиянието на небето над хоризонта, взето от МКС.

В случая на земната атмосфера този оптичен феномен означава, че нощното небе никога не е напълно тъмно, дори ако изключим светлината на звездите и разсеяната светлина на Слънцето от дневната страна.

Небесното сияние е 1000 пъти по-интензивно през деня, но изучаването на явлението дневно сияние на въздуха е трудно поради факта, че се губи в ярката светлина на Слънцето.

Феноменът на небесното сияние е открит през 1868 г. от шведски учен. Андерс Ангстрьом. Оттогава се провеждат неговите наблюдения и лабораторни изследвания. Различни химична реакция, по време на който е възможно образуването на електромагнитно излъчване и са подчертани онези процеси, които могат да възникнат в земната атмосфера. Астрономическите наблюдения потвърдиха съществуването на точно такава радиация.

Андерс Йонас Ангстрьом (Онгстрьом; шведски. Anders Jonas Ångström; 13 август 1814, Льогдо, Меделпад – 21 юни 1874, Упсала) – шведски астрофизик, един от основателите на спектралния анализ.

Сиянието на небето се нарича различни процесив горните слоеве на атмосферата, по-специално чрез рекомбинация на йони, образувани в процеса на фотойонизация под въздействието на слънчевата радиация през деня; луминесценция, причинена от преминаването на космически лъчи през горните слоеве на атмосферата, както и хемилуминесценция, свързана главно с реакции между кислород, азот и хидроксилни радикали на височина от няколкостотин километра.

През нощта въздушното сияние може да бъде достатъчно ярко, за да бъде забелязано от наблюдател и обикновено е синкаво на цвят. Въпреки че въздушното сияние е почти равномерно, за земен наблюдател то изглежда най-ярко на разстояние от 10 градуса от хоризонта.

Един от механизмите на атмосферното сияние е комбинацията от азотен атом с кислороден атом за образуване на молекула азотен оксид (NO). По време на тази реакция се излъчва фотон. Други вещества, които могат да допринесат за светенето на небето, са хидроксилният радикал (ОН), молекулният кислород, натрият и литият.

Нощното сияние не е с постоянна яркост. Вероятно неговата интензивност зависи от геомагнитната активност.

Кометата Лавджой минава зад сиянието на небето на Земята на 22 декември 2011 г.

Алекс Ривест. Земята, която никога не сте виждали преди

Интервално видео, което ни запознава с удивително явление – собственото сияние на земната атмосфера.

Вече започнахме да свикваме с прекрасните снимки на Земята, получени от космонавти и астронавти от МКС. Но напразно! Някои от тях изглеждат много необичайни. На първо място, това се отнася до изображения на нощната страна на Земята. Снимките, направени с дълга експозиция, ясно показват ярките светлини на градове, гръмотевични бури и полярни сияния. Но освен тях наблюдаваме напълно невероятно явление - собствен блясък на земната атмосфера.

Оказва се, че нашата планета никога не е напълно тъмна през нощта. Дори и да изключим градското осветление, Луната и звездите, пак ще има изключително слабо (но доста забележимо) сияние на въздуха. Причинява се от редица фактори, сред които Слънцето играе важна роля (през нощта има рекомбинация на въздушните йони, родени през деня под въздействието на звездна светлина), космически лъчи и химични реакции с участието на кислородни, азотни и хидроксилни радикали .

Американският фотограф Алекс Ривест ни кани да погледнем на този феномен от гледна точка на изкуството. Той събираше голям бройснимки на Земята през нощта и създадоха чудесно видео във времето, което предлагаме на вашето внимание.

Самата структура на въздушното сияние е доста сложна (вижте например в 00:37 след началото на видеото). Виждаме, че явлението се формира от три слоя луминесценция: червения слой (най-разширен и разреден), жълтия слой и зеления слой (тънък слой между червено и жълто). Различните цветове се дължат на сиянието на различни атоми. И така, метеорите са отговорни за жълтия цвят, който, изгаряйки в горните слоеве на атмосферата, пръска натриеви атоми - те светят в жълто. Зеленото сияние се произвежда от азотни и кислородни атоми. И накрая, червеният блясък се генерира от хидроксилни йони -OH.

Червено, зелено и жълто сияние на нощната атмосфера на Земята. Снимка: НАСА

Когато гледаме видео, ние забелязваме повече от веднъж друг вид сияние на земната атмосфера: полярни сияния (например след 00:24 след началото). Полярните сияния се причиняват от слънчевия вятър, високоенергийни частици, летящи от Слънцето и сблъскващи се със земната атмосфера на височина от около 100 км.

Голяма Вселена

ПОЛЯРНИ СВЕТЛИНИ, поразителен феномен на луминесценция, наблюдаван в небето, най-често в полярните региони. В Северното полукълбо се нарича още Северно сияние, а във високите географски ширини на Южното полукълбо - южно. Предполага се, че това явление съществува и в атмосферите на други планети, като Венера. Естеството и произходът на сиянията е обект на интензивни изследвания и в това отношение са разработени множество теории.

Феноменът луминесценция, до известна степен близък до сиянията, наречен "блясък на нощното небе", може да се наблюдава с помощта на специални инструменти на всяка географска ширина.

Форми на сияния. AT последните годиниполярното сияние бяха наблюдавани визуално и фотографирани, по-специално с помощта на нов тип устройство, наречено „апарат за всестранно наблюдение“. Сиянията се предлагат в голямо разнообразие от форми, включително светкавици, петна, равномерни дъги и ивици, пулсиращи дъги и повърхности, светкавици, лъчи, лъчисти дъги, завеси и корони. Сиянието обикновено започва като плътна дъга, която е една от най-често срещаните форми и няма лъчиста структура. Яркостта може да бъде сравнително постоянна във времето или може да пулсира с период по-малко от минута. Ако яркостта на сиянието се увеличи, хомогенната форма често се разпада на лъчи, лъчисти дъги, завеси или корони, в които лъчите сякаш се събират към върха. Често се увенчават проблясъци под формата на бързо движещи се нагоре вълни от светлина.Разпределение по височина и ширина. Изчисленията, направени въз основа на много фотографски наблюдения в Аляска, Канада и особено Норвегия, показват, че прибл. 94% от сиянията са ограничени до височини от 90 до 130 km над земната повърхност, въпреки че за различни формиполярните сияния се характеризират със собственото си положение на височина. Максималната регистрирана до момента височина на появата на сиянието е прибл. 1130 км, минимум - 60 км.

Херман Фриц и Хари Вестейн, въз основа на голям брой наблюдения в Арктика, установяват географските модели на появата на полярните сияния, характеризират тяхната относителна честота във всяка конкретна точка като средния брой дни на тяхното появяване в годината. Линиите с еднаква честота на поява на полярни сияния (изохазми) имат формата на малко деформирани кръгове с център, приблизително съвпадащ със Северния магнитен полюс на Земята, разположен в района Туле в Северна Гренландия (

см . ориз. ). Изохазмата на максималните честоти минава през Аляска, Голямото мечо езеро, пресича залива Хъдсън, южната част на Гренландия и Исландия, северната част на Норвегия и Сибир. Подобна изохазма на максималните честоти на полярното сияние за антарктическия регион беше разкрита по време на проучванията, проведени в рамките на Международната геофизична година (IGY, юли 1957 г. - декември 1958 г.). Тези пояси с максимална честота на полярните сияния, които са почти правилни пръстени, се наричат ​​северна и южна зона на сиянието. Наблюденията по време на IGY потвърдиха, че полярните сияния се появяват почти едновременно в двете зони. Някои изследователи предполагат съществуването на спираловидна или двойно пръстеновидна аврорална зона, което обаче не е получило потвърждение. Сиянията могат да се появят и извън споменатите зони (виж отдолу ). Историческите материали показват, че полярните сияния понякога са били наблюдавани дори на много ниски ширини, например на полуостров Индостан. Аврорална активност и свързаните с нея явления. Сиянията се изучават с помощта на радари. Радиовълните с честоти от 10 до 100 MHz при определени условия се отразяват от йонизационни области, които се появяват във високите слоеве на атмосферата под въздействието на полярните сияния. При използване на високочестотни радиосигнали и антени с голям обсег е възможно да се получат отразени вълни с честоти до 800 MHz. Радарният метод засича йонизация дори през деня на слънчева светлина, като се записват и много бързи движения на сиянията. Резултатите от фотографски и радарни наблюдения показват, че активността на полярните сияния е подложена както на ежедневни, така и на сезонни промени. Максималната активност през деня е прибл. 23 ч., докато сезонният пик на активност се пада на равноденствията и близки до тях времеви интервали (март-април и септември-октомври). Тези пикове на активност на сиянието се повтарят на относително редовни интервали, а продължителността на основните цикли е приблизително 27 дни и прибл. 11 години. Всички тези цифри показват, че има корелация между сиянията и промените в магнитното поле на Земята, тъй като пиковете на тяхната активност съвпадат, т.е. полярните сияния обикновено се появяват по време на периоди на висока активност на магнитното поле, които се наричат ​​"смущения" и "магнитни бури". Именно по време на силни магнитни бури полярните сияния могат да бъдат проследени на по-ниски от обичайните ширини.

Пулсиращите сияния обикновено са придружени от пулсации на магнитното поле и много рядко от слаби свистящи звуци. Те също така изглежда генерират радиовълни от 3000 MHz. Йоносферните наблюдения в обхвата на радиовълните показват, че йонизацията се увеличава на височини от 80–150 km по време на сияния. Наблюденията, направени с геофизични ракети, показват, че плътните ядра с повишена йонизация по линиите на магнитното поле са свързани с полярните сияния, а при интензивни полярни сияния температурата на горните слоеве на атмосферата се повишава.

Интензитет и цвят на блясъка. Интензитетът на сиянието на сиянието обикновено се оценява визуално и се изразява в точки според приетата международна скала. Слабите полярни сияния, приблизително съответстващи по интензитет на Млечния път, се оценяват в точка I. Полярни сияния с интензитет, подобен на лунното съзвездие от тънки перисти облаци - във II точка, и купести облаци - в III точка, светлина пълнолуние- в IV точки. Така например, интензитет от степен III, излъчван от дъгата на аврората, съответства на светлината на няколко микросвещи на 1 кв. виж Обективен метод за определяне на интензитета на сиянието на сиянието е измерването на общата осветеност с помощта на фотоклетки. Установено е, че съотношението на интензитета на най-ярките към най-слабите сияния е 1000:1.

Aurora borealis с интензивността на сиянието в I, II и III (близо до долната граница) на резултата не изглежда многоцветна, тъй като интензитетът на отделните цветове в тях е под прага на възприятие. Сиянията с интензитет IV и III (при горната граница) на резултата изглеждат оцветени, обикновено жълтеникаво-зелени, понякога лилави и червени. Откакто Андерс Ангстрьом за първи път насочва спектроскоп към полярните сияния през 1867 г., голям брой спектрални линии и ленти са открити и изследвани в тях. Основната част от радиацията се излъчва от азот и кислород, основните компоненти на високите слоеве на атмосферата. Атомен кислород обикновено дава жълтеникави тонове на сиянията, понякога изобщо няма цвят, в спектъра се появява зелена линия с дължина на вълната 5577

, а има и червени лъчисти сияния с дължина на вълната 6300(тип А). Силно излъчване на молекулен азот при вълни 4278и 3914 наблюдавани при червени и виолетови сияния в долната част на дъгите или драпериите (тип В). При някои форми на полярни сияния е открита емисия на водород, което е важно за разбирането на природата на сиянията, тъй като това излъчване показва пристигането на протонен поток. Теории за произхода на сиянията. Както бе споменато по-горе, отдавна е известно, че проявите на полярни сияния и смущения в магнитното поле на Земята или магнитните бури имат някои важни Основни характеристики. Следователно всяка теория, предложена за обяснение на едно от тези явления, трябва да обяснява и другото.

Честотата на проявление на смущения в магнитното поле на Земята и сиянията с период от 27 дни и 11-годишен цикъл показват връзката на тези явления със слънчевата активност, тъй като периодът на въртене на Слънцето е прибл. 27 дни, а слънчевата активност е подложена на циклични колебания със среден период от прибл. 11 години. Фактът, че както полярните сияния, така и смущенията на магнитното поле на Земята са концентрирани в едни и същи пояси, води до заключението, че и двете са причинени от действието на високоскоростни движещи се електрически заредени частици (протони и електрони), излъчвани от активни области на Слънцето. (светкавици) и сияния, проникващи в зони под въздействието на магнитното поле на Земята

ИЗСЛЕДВАНЕ И ИЗПОЛЗВАНЕ НА КОСМОС) .

Тази идея е предложена от Ойген Голдщайн още през 1881 г. и е потвърдена в резултат на лабораторни експерименти, предприети от Кристиан Биркеланд. Той постави желязна топка вътре в катодната тръба, която той нарече "терела", която е модел на Земята и представлява електромагнит, покрит с обвивка, която фосфоресцира под действието на катодните лъчи. Когато Биркеланд изложи топката на действието на катодните лъчи, излъчвани директно в камерата, те паднаха върху повърхността на топката около магнитните полюси, образувайки пояси на луминесценция, подобни на коланите на полярните сияния.

По-късно математическото развитие на този проблем е реализирано от Карл Фредерик Щърмер. Тя стана известна като теорията на Биркланд-Стормър, но съдържаше предположението, че поток от частици с еднакви електрически заряди идва от Слънцето. Валидността на това предположение е много спорна, тъй като такъв поток от частици не може да се приближи до Земята поради електростатично отблъскване между еднакво заредени частици.

Фредерик А. Линдеман предполага през 1919 г., че потокът от заредени частици обикновено е електрически неутрален, тъй като се състои от еднакъв брой положителни и отрицателни заряди. Тази идея е разработена от Сидни Чапман и Винсент С. А. Фераро и донякъде модифицирана от Дейвид Ф. Мартин. Тази теория обаче също е под въпрос. Това предполага съществуването на вакуум в екзосферата и извън атмосферата, но последните наблюдения в тези области на космоса показват наличието на заредени частици.

Някои изследователи излагат хипотеза, според която облак от слънчев газ (плазма), който вероятно се състои от електрони и протони, може да се приближи до нашата планета на разстояние от около шест земни радиуса от центъра на Земята. Когато плазма въздейства върху магнитното поле на Земята, възникват магнитохидродинамични вълни. Тези вълни и ускорени заредени частици, движещи се по линиите на геомагнитното поле, причиняват магнитни бури. Ускорените частици проникват до височина от прибл. 95 km в зоните на сиянието, образувайки плътни йонизационни ядра по линиите на геомагнитното поле и причинявайки електромагнитно излъчване на сиянието в резултат на взаимодействие с основните компоненти на горната атмосфера - кислород и водород.

Тороидалната област от заредени частици, която заобикаля Земята (т. нар. радиационен пояс на Ван Алън), също може да играе важна роля, особено като причина за смущения в геомагнитното поле и свързаните полярни сияния. Ултравиолетовото лъчение на Слънцето, метеорите и ветровете във високите слоеве на атмосферата се разглеждат като възможни причиниобразуването на сияния. Въпреки това, нито едно от тези явления не може да бъде първопричина, тъй като величините на техните промени не са достатъчно големи, за да обяснят основните характеристики на сиянията. Необходимо е да се извършват по-нататъшни наблюдения във високите слоеве на земната атмосфера и извън нея с помощта на ракети и изкуствени спътници, да се изследват радио излъчванията, както и рентгеновите лъчи от Слънцето и поведението на високоенергийните частици в стратосферата - използване на метеорологични балони по време на магнитни бури и по време на появата на полярни сияния.

Изкуствени "аврори". Подобни на Аврора сияния бяха произведени от ядрени експлозии с висока атмосферна атмосфера, извършени от Министерството на отбраната на САЩ по време на IGY. Тези експерименти са важни за изучаването на радиационния пояс на Ван Алън и природата на естествените полярни сияния. Такива полярни сияния са наблюдавани в района на островите Мауи (Хавай) и Апия (Самоа) малко след ядрените експлозии "Кърлеж" и "Оранж", които са извършени на височини от ок. 70 и 40 км над атола Джонстън в централната част Тихи океан 1 и 12 август 1958 г. Сиянието, видяно над Апия на 1 август, се състоеше от пурпурна дъга и лъчи, които първо бяха лилави, след това червени и постепенно се превърнаха в зелени. Други изкуствени полярни сияния, свързани с експлозиите Argus I, II и III, извършени на височина от прибл. 480 км на 27 и 30 август и 6 септември 1958 г. са наблюдавани в района на експлозии в Южния Атлантически океан. Цветът им беше червен с примес на жълтеникавозелено. По време на експлозията на Аргус III, червена изкуствена аврора също е наблюдавана близо до Азорските острови, в противоположния край на съответните линии на земно магнитно поле от мястото на експлозията (т.е. на територията, геомагнитно конюгирана с тази).

Тези наблюдения ясно показват, че изкуствените полярни сияния в зоната на експлозията и в геомагнитно конюгираната област са причинени от такива високоенергийни частици като електрони, образувани в резултат на

б - разпад при ядрена експлозия. С други думи, високоенергийните частици, генерирани от експлозията, се движеха по линиите на геомагнитното поле, образувайки изкуствени радиационни пояси на Ван Алън и доведоха до образуването на "полярни сияния" в двата края на силовите линии. Съдейки по височината на външния вид и цветова схемаот тези полярни сияния може да се предположи, че причината за тяхното възникване е възбуждането на атмосферния кислород и азот в резултат на сблъсъци с високоенергийно заредени частици, което е много подобно на механизма на образуване на естествените полярни сияния.

Значителни смущения на земното магнитно поле и йоносферата също бяха свързани с гореспоменатите експлозии във високите слоеве на атмосферата, особено с експериментите "Teak" и "Orange". Така в резултат на експериментите получихме важна информацияза природните сияния и свързаните с тях явления.

Има и друг антропогенен феномен на сиянието на високи слоеве на атмосферата, дължащо се на емисиите на газообразен натрий или калий от ракети. Това явление може да се нарече изкуствен блясък, за разлика от изкуственото сияние, тъй като неговите причини са близки до тези, които причиняват естественото сияние на въздуха.

ЛИТЕРАТУРА Исаев С. И., Пушков Н. В.сияния . М., 1958г
Омхолт А. сияния . М., 1974 г
Воронцов-Веляминов Б.А.Есета за Вселената . М., 1980 г