Наблюдения полярных сияний

Наиболее часто полярные сияния имеют вид лент или пятен, напоминающих облака (см. Рис.13).

Рис. 13 Полярные сияния: а - спокойная диффузная дуга; б - аналогичная дуга с усиленным розовым свечением; в,г - лучистые полосы; д,е - складчатые полосы.

Б олее интенсивное сияние приобретает форму лент, которые при уменьшении интенсивности превращаются в пятна. Ленты могут также исчезать, не разбиваясь на пятна. На рис. 3 показаны типичные формы полярных сияний в зависимости от их высоты. Ленты обычно простираются с востока на запад на тысячи километров, напоминая гигантский занавес.

Рис. 14. Типичные формы полярных сияний в зависимости от их высоты.

Высота этого занавеса достигает нескольких сот километров, а толщина всего лишь несколько сот метров. Поэтому такой занавес прозрачен, и сквозь него можно различать звезды. Нижний край занавеса обычно резко очерчен и чаще подкрашен в красный или розовый цвет, а верхний, размытый постепенно исчезает с высотой. Иногда возникают интенсивные сияния, которые охватывают большую часть полярного района и характеризуются беловато-зеленоватым свечением. Они называются шквалами и характерны для периодов повышенной солнечной активности».

Почему полярные сияния чаще всего оправдывают свое название, т.е. возникают в приполярных областях земного шара?

Иногда полярные сияния можно наблюдать, например, в Нижегородской области и даже - в экваториальных широтах. Поясните, когда это происходит.

Почему во время солнечных вспышек чаще происходит выход из строя аппаратуры спутниковых систем?

Почему во время солнечных вспышек астронавты орбитальных станций не выходят в открытый космос?

Ниже приведена фотография британского сайта www.phy6.org, демонстрирующая излучение Солнца в рентгеновских лучах.

Рис.15.

Области, из которых частицы солнечного ветра испускаются наиболее интенсивно (активные области), выделены на фотографии ярким свечением.

Рис.16

Количество активных областей на Солнце колеблется с периодом примерно 11 лет, называемом циклом солнечной активности. Наибольшее количество солнечных пятен наблюдается в. годы максимума солнечной активности.

Нет одностороннего действия, или почему «полярные сияния» и «магнитные бури» живут рядом

Итак, во время солнечных вспышек Земля подвергается «атаке» энергичных частиц солнечного ветра. Это происходит в том случае, когда активные области Солнца «смотрят» на Землю (см. рис. ниже).

Рис.17

Подвергаясь воздействию магнитного поля Земли, заряженные частицы солнечного ветра сами оказывают воздействие – Земное магнитное поле начинает изменяться во времени. Такое поведение магнитного поля называется магнитной бурей. График, иллюстрирующий колебания магнитного поля Земли после одной из мощных вспышек на Солнце, произошедшей в начале ноября 2004 года, приведен ниже (информация взята с сайта antwrp.gsfc.nasa.gov)

Р ис.18

По горизонтальной оси на графике – интервал времени с 7.11.04 по 13.11.04. По вертикальной оси – величина отклонения магнитного поля Земли от своего среднего значения. Отдельно следует сказать о единицах измерения магнитного поля. Единица измерения для вертикальной шкалы– это примерно 1/300000 средней величины земного магнитного поля (последняя пропорциональна силе, поворачивающей стрелку компаса). На графике интервалы изменений магнитного поля помечены так:

• слабые изменения - зеленый цвет

• средние изменения – желтый цвет

• сильные изменения - красный цвет

Анализ графика показывает, что во время магнитной бури магнитное поле Земли совершает хаотические колебания. Прогнозировать заранее интервалы времени нарастания и убывания магнитного поля практически невозможно. Можно лишь указать общую продолжительность магнитной бури – порядка 4 суток и наименьший временной интервал изменения магнитного поля – несколько часов.

Вызывает ли подобная магнитная буря колебание стрелки компаса?

Расстояние от Солнца до Земли – примерно 150 миллионов километров. Представьте, что вы увидели в телескоп, как на Солнце появилось «свежее» пятно.

• Через сколько времени можно ожидать возникновения магнитной бури на Земле?

• Сколько примерно времени продлится магнитная буря?

• Какие еще явления можно будет наблюдать во время магнитной бури?

• Оцените достоверность приведенного ниже прогноза:

«Прогноз магнитных бурь для г. Пермь www.gismeteo.ru/weather/gmtowns/gm28225.htm

14 Ноя ПН 4 ч	14 Ноя ПН 7 ч	14 Ноя ПН 10 ч	14 Ноя ПН 13 ч	14 Ноя ПН 16 ч	14 Ноя ПН 19 ч	14 Ноя ПН 22 ч	15 Ноя ВТ 1 ч
15 Ноя ВТ 4 ч	15 Ноя ВТ 7 ч	15 Ноя ВТ 10 ч	15 Ноя ВТ 13 ч	15 Ноя ВТ 16 ч	15 Ноя ВТ 19 ч	15 Ноя ВТ 22 ч	16 Ноя СР 1 ч
16 Ноя СР 4 ч	16 Ноя СР 7 ч	16 Ноя СР 10 ч	16 Ноя СР 13 ч	16 Ноя СР 16 ч	16 Ноя СР 19 ч	16 Ноя СР 22 ч	17 Ноя ЧТ 1 ч

Указано местное время. Соответствие цветов и геомагнитной обстановки:

	Нет заметных геомагнитных возмущений		Умеренная геомагнитная буря
	Небольшие геомагнитные возмущения		Сильная геомагнитная буря
	Слабая геомагнитная буря		Жесткий геомагнитный шторм
	Малая геомагнитная буря		Экстремальный магнитный шторм»

Рис. 19