Реферат ученицы 3 класса "Полярное сияние"

Что нужно знать о природном явлении

Северное (полярное) сияние – это одно из интереснейших и загадочных природных явлений. Только недавно ученым удалось узнать, как же оно появляется. Многоцветные полярные сияния возникают преимущественно в верхних слоях атмосферы вследствие взаимодействия заряженных частиц с магнитным полем Земли.

Подобным природным явлением можно любоваться ночью в высоких широтах обоих полушарий. Оно классифицируется по нескольким признакам.

  1. В зависимости от формы выделяют лентообразное, диффузное, лучеобразное свечение.
  2. В зависимости от интенсивности «сияния Севера» могут изменяться от едва различимых до ярких, красочных.
  3. Сияния могут разделяться по цвету: зеленые, красные, красно-розовые. Чаще всего можно наблюдать именно зеленые свечения. Реже наблюдаются фиолетовые или синие огни. Белое сияние бывает чрезвычайно редко.

Во время полярных сияний нередко слышны характерные щелчки, хлопки и другие звуки. Они имеют природное происхождение.

Видео

Искусственные «северные сияния»

Похожее на полярное сияние свечение появлялось после экспериментов министерства обороны Соединенных Штатов с ядерными взрывами в верхних слоях атмосферы в июле 1957 — декабре 1958. Испытания проводились для изучения полярного сияния и радиационного пояса Земли.

Интересно:   Арктическая пустыня — описание, расположение, особенности, фото и видео

Свечение в виде малиновой дуги с лучами замечали в начале августа 1958 на Гавайских островах и в районе острова Апиа после взрывов на высоте 70 и 40 км в центре Тихого океана над атоллом Джонсон. Другое подобное явление наблюдалось в конце августа — сентябре того же года в Атлантическом океане после трех взрывов операции «Аргус», прогремевших в сотнях километрах над поверхностью. Красное свечение также заметили на другом конце магнитного поля — на Азорских островах.

Полярное сияние — лабораторная модель

Эксперименты показали, что ядерные взрывы в десятках километров над землёй привели не только к свечению газов, но и к серьезным возмущениям в магнитном поле и ионизированных слоях атмосферы.

Искусственные полярные сияния были вызваны электронами, образовавшимися в момент ядерного взрыва после b-распада. Эти высокоэнергетические частицы двигаются по касательной к магнитному полю Земли и, сталкиваясь с молекулами азота и кислорода, вызывают свечение возбужденных газов в верхних слоях атмосферы. Подобные исследования образов позволили понять естественный механизм появления полярного сияния и связанных с ними природных явлений.

След от ракеты

Помимо заряженных частиц, свечение верхних слоев атмосферы вызывают выбросы натрия и калия из двигателей взлетающих ракет. Механизм этого явления далек от полярного сияния и ближе скорее к обычному свечению воздуха, вызванному естественными причинами.

Существует еще один антропогенный феномен свечения высоких слоев атмосферы, обусловленный выбросами ракетами газообразного натрия или калия. Это явление можно назвать искусственным свечением в отличие от искусственного полярного сияния, так как его причины близки к тем, которые вызывают естественное свечение воздуха.

Как образуется северное сияние?

Образование авроры связано с высвобождением частичек света в верхних участках атмосферы. Высота образования – около 80 километров над земной поверхностью. Сияние возникает из-за того, что мельчайшие частица азота и кислорода сталкиваются между собой, постепенно приобретая возбужденное состояние.

Возникновение северного сияния

Когда все успокаивается, электрон полностью восстанавливается, образуя световые кванты. Взаимодействие с разными атомами газов приводит к смене свечения на другой цвет.

Роль кислорода

Кислород – наиболее необычный элемент, ввиду его возвращения в исходное состояние, занимающее менее секунды. Излучение зеленого света длится не более двух минут, после появляется красный.

Интересно:   Шаровая молния — что это, описание, когда появляется, опасности, виды, фото и видео

Свечение кислорода

Сталкиваясь с другими атомами, происходит поглощение энергии и свет прекращает излучаться. Подобные столкновения случаются не так часто, потому что в тех участках атмосферы очень мало кислорода. Все чаще столкновения происходят по мере передвижения ближе к земле, поэтому красное свечение прекращается по мере приближения к земле, а зеленое и вовсе полностью исчезает возле поверхности.

Наиболее подходящее время и место для наблюдения за полярным сиянием

Полярные сияния видны и в Северном, и в Южном полушарии, в виде овала неправильной формы. Его центр располагается над магнитным полюсом. Интересно, что полярные огни на Южном полюсе являются зеркальным отображением такого же явления на Северном. Зоны, благоприятствующие максимальной видимости полярных сияний, называются авроральными овалами. Они расположены между 67 – 70 градусами широты. В период максимума солнечной активности овал на севере и юге значительно расширяется, и атмосферное свечение видно на более низких широтах – вплоть до 45 градусов и даже ниже.

Полярное сияние в Антарктиде видно точно так же, как и в Арктике.

Полярное сияние в Антарктиде
Полярное сияние в Антарктиде

Наиболее удобное место для наблюдений за северными сияниями – это области земного шара, находящиеся севернее или южнее соответствующих полярных кругов. Также северное полярное сияние доступно наблюдателям южной части Гренландии. Южное сияние видно вокруг Антарктиды.

Указанное природное явление является циклическим. Его интенсивность совпадает с циклом активности Солнца. Самая высокая вероятность увидеть свечение атмосферы зимой. Этому способствует короткий световой день и длинные ночи. Лучшая видимость сияний – около полуночи.

Полярное сияние бывает в любой сезон. Его появление зависит от интенсивности солнечных бурь.

Где и когда можно наблюдать

В большинстве случаев активность полярных сияний наблюдается в северных и южных широтах, хотя полюбоваться световым представлением могут и жители Лондона, штата Флорида, а также Антарктиды. Данное небесное действие происходит в период с октября по январь. Отвечая на вопрос, сколько длится полярная ночь, стоит отметить, что активность полярных сияний может продолжаться в течение суток, а иногда может закончится и через час. Световое шоу лучше всего лицезреть в сильный мороз в ночное время. Днем свечения могут быть мало заметны.

Установлено, что появление северного сияния происх

Установлено, что появление северного сияния происходит с интервалом в 11 лет.

Во времена Средневековья полярная ночь представлялась взору в Скандинавии, на Севере России, а также в северной части Китая, поскольку магнитный полюс земного шара располагался немного правее, чем сейчас.

В наше время полюбоваться ночной игрой света можно:

  • на северном полюсе;
  • в Антарктиде;
  • в Северной Америке (от 20 до 200 раз в году, причем местные жители его могут наблюдать и летом);
  • на севере скандинавских стран. Наиболее отчетливо северное сияние можно увидеть на острове Шпицберген;
  • в широтах, расположенные между столицами стран Англии и Франции (в пределах 5-10 раз в году);
  • в северной части Флориды можно полюбоваться зрелищем 4 раза в год;
  • на Кольском полуострове;
  • в Шотландии (в апреле).

Так как северное сияние наблюдается непосредственно вблизи магнитных полюсов Земли, то наиболее заметным явление становится при нахождении наблюдателей за северным полярным кругом. Довольно часто радужную феерию на небе могут посмотреть жители Гренландии, Исландии, северного побережья Норвегии, а также местности, расположенной ближе к северу от Сибири. Южное полярное сияние образуется в кольце вокруг Антарктиды и южной части Индийского океана.

Наблюдать северное сияние также можно и из космоса:

При этом световые шоу достаточно красочно проявляю

При этом световые шоу достаточно красочно проявляются и на других планетах Солнечной системы, к примеру, на Юпитере, Венере, Марсе.

Лентовидное полярное сияние

Производит особенно сильное впечатление, имеет форму лент, которые могут образовывать складки или закручиваться в своеобразные спирали. Высоко в небе повисают гигантские занавеси, они колышутся, волнуются, меняют очертания и яркость. Толщина этих занавесей порядка километра; по высоте они располагаются примерно от 100 до 400 км. Окраска лент в основном зеленовато-синяя, с переходом к розоватым и красным тонам в нижней части. ( см. Приложение 2).

Диффузное полярное сияние

Сияние имеет форму размытых пятен, похожих на гигантские светящиеся облака; их называют диффузными пятнами. Отдельное такое пятно имеет площадь порядка 100 км Как правило, пятна окрашены в белесые или красноватые тона. Образуются они на высотах около 100 км, а также на высотах 400…500 км. ( см. Приложение 3).

Лучевое полярное сияние

На небе видны тесно выстроившиеся друг за другом узкие вертикальные светящиеся линии. Начинаясь с высоты примерно 100 км, лучи уходят вверх на сотни и даже тысячи километров. Все вместе они образуют лучистую полосу. Обычно она зеленоватого цвета; внизу полоса часто имеет розовато-оранжевую кайму. ( см. Приложение 4).

Когда можно увидеть Северное сияние

Тем, кто хочет наверняка знать, когда можно увидеть северное сияние, стоит внимательно прочесть этот абзац. Его можно увидеть ясной, морозной ночью, при неполной луне, желательно вдали от города (чтобы не мешал свет фонарей). Полярное сияние появляется в основном с октября по январь и возникает на высоте от 80 и до 1000 километров над уровнем моря и длится от 1 часа до целых суток.

Чем агрессивнее ведёт себя Солнце, чем больше взрывов на нём происходит, тем дольше длится полярное сияние. Наиболее красивые сполохи можно увидеть раз в 11 лет (такова цикличность Солнца). Северное сияние, фото которого всегда эффектны, чем-то напоминает закат (только в ночное время), но может также воплощаться в виде спиралей или дуг. Ширина цветной ленты вполне может превышать 160 км, длина – 1500 км.

Сам цвет полярного сияния зависит во многом как от того, с каким газом взаимодействует солнечный ветер, но и от высоты, где это произошло. Если газы атмосферы столкнулись на высоте более 150 км – цвет сияния будет красным, от 120 до 150 км – жёлто-зелёным, ниже 120 км – фиолетово-синим. Чаще северное сияние оказывается бледно-зелёным.

Кадры, полученные с космоса, подтвердили версию, что полярное сияние с южной стороны земного шара почти зеркально отображает это явление с северной стороны. Оно представляет собой кольца диаметром в 4000 км, которые опоясывают полюса.

Теги

Теги

Adblock
detector