Реферат на тему “Північне сяйво”
Барвисте дію, що відбувається на небосхилі, іменується північним сяйвом. Феєричне шоу спостерігали жителі планети впродовж багатьох тисячоліть, але обгрунтувати з наукової точки зору де і коли воно з’являється змогли тільки недавно.
Мешканці, які проживають в широтах, де спостерігаються полярні ночі, свого часу дали явищу народна назва – сполохи або пазор, а також приписували йому різні міфічні властивості і розповідали цікаві легенди.
Що таке полярне сяйво
Полярне сяйво – це одне з унікальних природних явищ, що представляє собою багатобарвне світіння, що виникає в певних шарах атмосфери внаслідок взаємодії її магнітного поля з частинками сонячного вітру.
Подібне світлове дію на небі – це воістину неймовірну природне явище і його можна побачити в нічний час на території країн, розташованих як на півночі земної кулі, так і на його півдні. Саме від цього і залежить назву сяйва – північне або південне.
Класифікація
Згідно з науковими дослідженнями полярне сяйво класифікується за кількома ознаками.
Виходячи з форми явище ділиться на такі види:
- Стрічкоподібне – у вигляді суцільних смуг в небі, може бути в кілька рівнів: стрічкоподібна Дифузне – в вигляді плям на небі без чітких меж: дифузне Променеве – у вигляді тоненьких пучків світла: промені
Крім того, існує спеціальна шкала інтенсивності світіння, виходячи з якої полярні сяйва діляться на чотири групи: одна і двухбалльного світіння є слабкими по інтенсивності і виглядають однотонними, а трьох і чотирибального – більш інтенсивні і бачаться людським оком як кольорові (жовті, червоні, зелені, фіолетові).
Якщо говорити про колір світіння, то найчастіше погляду представляється барвисте світлове шоу в зелених відтінках:
Надзвичайно рідко можна спостерігати феєрію квітів червоного або червоно-рожевого відтінку. Встановлено, що на колір сяйва може впливати висота, де сталося зіткнення заряджених частинок:
- На висоті 150 кілометрів небо прикрашає в червоний колір; На висоті від 120 до 150 кілометрів світлове дію представлено жовто-зеленими тонами; Нижче 120 кілометрів небосхил забарвлюється у фіолетово-сині відтінки.
Колірна гамма світіння також залежить від того, з якими молекулами відбувається зіткнення в атмосфері заряджених частинок сонячного вітру. Наприклад, червоні відтінки можуть виникати при зіткненні частинок з молекулами кисню:
Якщо ж в цьому процесі бере участь азот, то погляду відкриються світлові ілюмінації з синім або пурпурно-червоним відтінком:
Дуже рідко зустрічається біле полярне сяйво.
Крім барвистого світіння при полярному сяйві можна почути певні звуки, наприклад, тріск або шурхіт. На думку вчених це пов’язано з активністю Сонця в період чергового викиду енергії в атмосферу. Почути подібні звуки можна досить рідко і лише за умови безвітряної погоди і відсутності поблизу інших джерел звуку.
З огляду на все характеристики, які досліджуються вченими, можна спрогнозувати в який час і в яких місцях можна буде спостерігати надзвичайної краси північну і південну сяйва.
Як утворюється сяйво
Відповідно до сучасного трактування відблиски світлового небесного шоу зароджуються через зіткнення заряджених частинок небесного світила з магнітними іонами Землі. Відбувається потужний викид енергії, який утворює кольорові люмінесценції. Явище спостерігається в місцевості, найбільш наближеною до полюсів Землі.
Якщо не заглиблюватися в наукову теорію, північне сяйво, як і південне, трапляються після викиду небесним світилом в атмосферу заряджених частинок. Ці частинки можуть направлятися в різні боки, в тому числі у напрямі до земної поверхні. Швидкість руху потоку частинок може досягати 960 км / с. Саме тому вчені назвали цей потік “сонячним вітром”. Прагнучи в сторону Землі з величезною швидкістю, частинки вдаряються об атмосферу, створюючи при зіткненні хвилювання магнітного поля, внаслідок чого на небі відображається полярне сяйво.
Залежно від ряду факторів світлове дію може поширюватися на ширину близько 160 кілометрів, а його довжина може досягати 1,5 тисячі кілометрів.
Де і коли можна спостерігати
У більшості випадків активність полярних сяйв спостерігається в північних і південних широтах, хоча помилуватися світловими шоу можуть і жителі Лондона, штату Флорида, а також Антарктиди. Дане небесне дія відбувається в період з жовтня по січень. Відповідаючи на питання, скільки триває полярна ніч, варто відзначити, що активність полярних сяйв може тривати протягом доби, а іноді може закінчиться і через годину. Світлове шоу найкраще споглядати в сильний мороз в нічний час. Днем світіння можуть бути мало помітні.
Встановлено, що поява північного сяйва відбувається з інтервалом в 11 років.
За часів Середньовіччя полярна ніч представлялася погляду в Скандинавії, на Півночі Росії, а також в північній частині Китаю, оскільки магнітний полюс земної кулі розташовувався трохи правіше, ніж зараз.
У наш час помилуватися нічним грою світла можна:
- На північному полюсі; В Антарктиді; В Північній Америці (від 20 до 200 разів на рік, причому місцеві жителі його можуть спостерігати і влітку); На півночі скандинавських країн. Найвиразніше північне сяйво можна побачити на острові Шпіцберген; В широтах, розташовані між столицями країн Англії і Франції (в межах 5-10 разів на рік); В північній частині Флориди можна помилуватися видовищем 4 рази на рік; На Кольському півострові; В Шотландії (в квітні).
Так як північне сяйво спостерігається безпосередньо поблизу магнітних полюсів Землі, то найбільш помітним явище стає при знаходженні спостерігачів за північним полярним колом. Досить часто райдужну феєрію на небі можуть подивитися жителі Гренландії, Ісландії, північного узбережжя Норвегії, а також місцевості, розташованої ближче до півночі від Сибіру. Південне полярне сяйво утворюється в кільці навколо Антарктиди і південній частині Індійського океану.
Спостерігати північне сяйво також можна і з космосу.
При цьому світлові шоу досить барвисто проявляються і на інших планетах Сонячної системи, наприклад, на Юпітері, Венері, Марсі.
Історія вивчення явища
Полярне сяйво – це видовище надзвичайної краси, яке люди регулярно спостерігають на небосхилі. Але як воно утворюється довгий час ніхто точно визначити не міг.
Дане явище спостерігалося ще в давні часи і про це є згадки в записах, наприклад:
Подорожуючи навколо мису Горн в 1745 році, Анатолій де Уллоа зафіксував кілька разів небесне світіння на Південному полюсі нашої планети.
Джеймс Кук спостерігав подібне явище в Південній півкулі Землі. На основі записів Кука вчені дізналися, що барвисте світлове дію може відбуватися на обох полюсах планети одночасно.
Ряд гіпотез освіти сяйва навіть приблизно не відповідали дійсності, наприклад:
- Люмінесценція виникає на небосхилі через гниття риби, викинутої на узбережжі з морської безодні. Світіння проявляється в момент, коли “матерія зодіакального світла” потрапляє безпосередньо в атмосферу.
Найбільш наближену до сучасного наукового обгрунтування гіпотезу запропонував Е. Галлей, який говорив, що північне сяйво викликає “світиться магнітна рідина”.
Першим, хто зміг обгрунтувати теорію походження барвистого дії, є М. В. Ломоносов, який шляхом наукових досліджень в лабораторних умовах показав, як виходить північне світлове шоу. Він взяв скляну кулю, викачав з нього повітря і пропускав через цю кулю електричні розряди. При цьому в кулі виходило світіння, яке було дуже схоже на те, що відбувається на небосхилі. У своїх дослідах вчений використовував різні пари газів, і довів, що кожен вид газу створює різний світіння.
Інші вчені стали розвивати гіпотезу, запропоновану М. В. Ломоносовим, і знайшли підтвердження, що північне сяйво має електричний характер. Надалі стало відбуватися вивчення “сонячного вітру”, що утворюється через викид Сонцем заряджених частинок, які прагнуть до магнітного поля Землі. Крім того було встановлено взаємозв’язок полярного сяйва і магнітних бур, оскільки частинки “сонячного вітру”, намагаючись проникнути в магнітне поле Землі, викликають його сильне обурення.
Найбільш точне визначення явища було дано тільки в наш час завдяки значному розвитку сучасної фізики і отриманими результатами в галузі космічних досліджень. Наприклад, в грудні 1975 року російськими та французькими вченими був проведений експеримент по створенню штучного прототипу північного сяйва, яке спостерігалося над північною тайгою. Для цього з острова Кергелен в Індійському океані була запущена ракета “Ерідан” з електронною гарматою на борту. У призначений час з гармати був випущений потік заряджених частинок. Незважаючи на те, що мерехтіння вогнів на небосхилі було слабким і нетривалим, вченим відкрилася нова перспектива, що дозволяє більш продуктивно підійти до вивчення процесу утворення північного сяйва в навколоземному просторі Землі.
Полярне сяйво – це унікальний феномен в природі, який зачаровує своєю красою. Дане явище вважається єдиним помітним для неозброєного людського ока проявом впливу сонячної корпускулярної радіації на навколоземний простір і атмосферу нашої планети.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)