как работают вещи

Как работают вещи: статьи и обзоры

Главная | Форум | Как работают вещи | Знаки | Энциклопедия | Каталог сайтов | Карта | Статистика | Подписка





































Ух ты!
а вы знаете, что измеряется склерометром? подсмотреть







Rambler's Top100




Как работают вещи: статьиМир вокругПрирода

Как работает полярное сияние?


Полярное сияние (Aurora Australis) - это поразительное по красоте оптическое явление, которое чаще всего наблюдается в полярных областях, однако при помощи специальных приборов люминесценцию верхних слоёв атмосферы можно наблюдать в небе Северного и Южного полушарий на любой широте. Происхождение и природа «северных (и южных) сияний» является предметом научных исследований и разработки многочисленных теорий.




Полярное сияние возникает в результате бомбардировки верхних слоёв атмосферы Земли заряженными частицами солнечного ветра, которые движутся к планете из плазменного слоя (область околоземного пространства космоса) вдоль силовых линий геомагнитного поля. Проекция плазменного слоя имеет кольцеобразную форму. Эти кольца, называемые так же «авроральными овалами», окружают южный и северный магнитные полюса Земли. Их диаметр составляет около 3000 километров во время нормальной активности Солнца, на дневной стороне планеты граница зоны отстоит от магнитного полюса менее (на 10-16°), чем на ночной (20-23°). В связи с тем, что магнитные полюса Земли не совпадают с географическими на 12°, полярные сияния обычно наблюдаются в высоких широтах: 67-70°. Но в периоды высокой солнечной активности и магнитных бурь они могут наблюдаться в более низких широтах: на 20-25° севернее или южнее их обычных границ проявления.




При столкновении энергичных частиц плазменного слоя с верхними слоями атмосферы входящие в её состав атомы и молекулы газов приходят в состояние возбуждения, заставляющее их светиться в видимом нам диапазоне. Высота появления полярного сияния в определённой мере зависит от сложности состава атмосферы планеты: на высотах 200-400 километров наблюдают зелёное и жёлтое свечение кислорода, на высоте около 110 километров - совместное свечение кислорода и азота (красный и фиолетовый), так же доказано, что водород тоже принимает в этом процессе участие. Максимальной зарегистрированной высотой появления полярного сияния считается 1130 километров, минимальной – 60.




Полярные сияния при наблюдении с поверхности Земли имеют разнообразные формы. Как правило, свечение начинается в виде однородной дуги без лучистой структуры: её яркость бывает как постоянной, так и пульсирующей с периодом минуты и более. В том случае, если яркость сияния начинает увеличиваться, возникают лучи, «драпри» (оптический эффект, напоминающий драпировку гардинами), всполохи, пятна, пульсирующие лучистые дуги или «короны» - когда лучи сходятся к вершине.

Интенсивность свечения полярных сияний обычно выражают в баллах по международной шкале:

  • Слабые полярные сияния, приближающиеся по интенсивности свечения к Млечному Пути, оцениваются в 1 балл.
  • Средняя интенсивность свечения, аналогичная освещенности тонких перистых облаков Луной оценивается в 2 балла, кучевых облаков – в 3 балла.
  • Сильная интенсивность свечения, соответствующая свету полной Луны оценивается в 4 балла – это единственный тип полярного сияния, который кажется человеку разноцветным.

Полярные сияния могут продолжаться от десятков минут до нескольких суток. Они чаще возникают весной и осенью, с пиком частотности в периоды весеннего и осеннего равноденствия (обычно в марте – апреле и сентябре – октябре). Интересно, что за короткое время полярного сияния выделяется огромное количество энергии, иногда почти столько же, сколько во время землетрясений!

Полярные сияния наблюдаются и на других планетах Солнечной системы. Спектры люминесценции так же зависят от состава атмосфер планет – точнее, от основных их компонентов. И если на Земле это кислород и азот, то, к примеру, для самой крупной планеты системы, - Юпитера, – водород. Да и от магнитных полей северные сияния зависят не меньше – у планет-гигантов Солнечной системы они значительно сильнее, что обуславливает несравненно больший масштаб свечений.




Наблюдения с Земли газовых гигантов в поисках полярных сияний крайне затруднительны, ведь к нам они обращены освещённой стороной, и видимые атмосферные явления теряются в отражённом солнечном свете. Но с помощью внеатмосферных телескопов (таких как «Хаббл» и другие) получены достаточно чёткие изображения полярных сияний - благодаря большому содержанию ионизированного водорода в их атмосферах, чьё излучение можно увидеть в ультрафиолетовом диапазоне.

На полярные сияния Юпитера влияют так же его спутники: особенно яркие полярные сияния наблюдают в областях проекций пучков силовых линий магнитного поля на авроральный овал планеты. Их возбуждение вызывается токами от движения в его магнитосфере спутников, и выбросом ими ионизированного материала. Особенно это касается Ио, которой присущи процессы активного вулканизма.

Как возникают искусственные «полярные сияния»?

В США проводились эксперименты для изучения радиационного пояса Ван Аллена, а так же физической природы полярных сияний. Свечения, подобные полярным сияниям, могут так же возникать в высоких слоях атмосферы в результате ядерных взрывов. Такого рода сияния происходили на Самоа и Гавайских островах после ядерных взрывов «Ориндж» и «Тик», проводимые на высоте около 70 и 40 километров в центральной части Тихого океана в августе 1958 года. Свечения состояли из малиновой дуги с лучами, изменяли цвет с первоначально фиолетового на красный, постепенно переходя в зеленый. При этом искусственное красное сияние наблюдалось и на противоположной от места взрыва точке планеты, на другом конце соответствующих силовых линий магнитного поля планеты. Искусственные сияния как в районе взрыва, так и на территории, которая геомагнитно сопряжена с ним, были вызваны высокоэнергетическими электронами, которые образовались в результате бета-распада во время ядерного взрыва и двигались вдоль силовых линий земного геомагнитного поля, формируя при этом искусственные радиационные пояса Ван Аллена, что и привело к образованию искусственных полярных сияний на двух концах силовых линий. Еще один феномен свечения высоких слоев атмосферы, связанный с деятельностью человека, обусловлен ракетными выбросами, включающими газообразный калий или натрий.




Как наблюдать полярные сияния чаще?

На основе большого количества наблюдений в Арктике Германом Фрицем и Гарри Вестайном было установлены географические закономерности появления полярных сияний. Так же учёные определили их относительную частоту в каждой конкретной точке Земли в качестве среднего количества суток появления полярных сияний за год. Линии с равной частотой их возникновения были названы «изохазмы». По форме они напоминают несколько деформированные окружности, а их центр почти совпадает с Северным магнитным полюсом Земли, тоесть с районом Туле на севере Гренландии. Линия изохазмы максимальных частот в Северном полушарии проходит через Гудзонов залив, Аляску, Большое Медвежье озеро, Гренландию и Исландию, север Норвегии и Сибирь; в Южном полушарии тоже есть аналогичная антарктическая изохазма. Поэтому если у вас есть желание чаще наслаждаться великолепным зрелищем переливающейся ночной «радуги» - поселитесь где-нибудь в туманной Финляндии или на севере Канады.






Edwin,





Смотри также:
Как работает глаз
Что мы знаем о шаровой молнии?
Как формируется шаровая молния?
Как делают бетонные дороги
Как поставить вентиль на газ
Как работает био-регенератор?
Взаимодействие программных и аппаратных средств


Loading...


Новые статьи на сайтах портала:
Как организм сжигает жир?
    Как работают вещи: статьиЧеловекОрганизм человека /
Как создали светящиеся растения?
    Как работают вещи: статьиТехнологииНовые технологии /
Как светится светлячок?
    Как работают вещи: статьиМир вокругЖивотный мир /
Как работает большой адронный коллайдер
    Как работают вещи: статьиТехнологииИсследование мира /
Как нестандартно использовать вилку?
    Как работают вещи: статьиТвой домСвоими руками /
Как вилка покорила мир?
    Происхождение знаковПроисхождение традицийЗастольные /
Как работает дополненная реальность?
    Как работают вещи: статьиТехнологииНовые технологии /


Новые комментарии:

  Определение Толоконный лоб:
Надежда : Я в ужасе от разъяснения, что ...
Определение Издержки валовые:
WilliamRef : MCSTEEL - Быстровозводимые зда...
Гостевая книга:
chadwn2 : По&#10...
Определение Издержки валовые:
WilliamRef : MCSTEEL - Быстровозводимые зда...
Статья Как образуются сосульки:
Н : Ннннн
Гостевая книга:
yvonnesd18 : Hardcore Gay photo blogging po...
lessieuh60 : Fresh launched porn position ...
kathyrn69 : Late-model programme http://i...
frandr69 : My new blogf siters http://h...





© 2008-2011 Всё, права защищены.
Интернет-журнал "как работают вещи"
Вопросы и предложения ждем по адресу ashestopalov@yandex.ru

Главная | Как работают вещи | Знаки | Энциклопедия
Каталог сайтов | Карта | Все статьи раздела | Статистика | Новости
Авторы | Авторам