Северное сияние

Северное сияние

Проект выполнила ученица 9класса

Сибирякова Виктория Алексеевна

Руководитель проекта Руденко Татьяна Петровна, учитель физики

Что за чудо - чудеса: Загорелись небеса! Ой, горит-пылает пламя Над сверкающими льдами! Ой, горит большой костер Выше леса, выше гор!

Актуальность

Актуальность исследования полярного сияния заключается в недостаточном понимании его механизмов среди широкой аудитории. В нашей работе мы рассмотрим природу полярного сияния, воздействие солнечной активности и влияние условий на Земле, а также его культурное значение.

Цель проекта

Изучить причины возникновения северного сияния и его связь с солнечной активностью.

Задачи

• 1 . Исследовать состав солнечного ветра и его влияние на магнитосферу Земли.
• 2. Определить основные факторы, влияющие на появление северного (полярного) сияния.
• 3. Анализировать различные цвета и формы полярных сияний в зависимости от условий на Земле.

Проблемный вопрос

Можно ли наблюдать Северное сияние в Саратовской области?

Что такое северное сияние

Северное сияние – это природное явление, возникающее вследствие свечения верхних слоев атмосферы планет, вызванного столкновением с заряженными частицами солнечного ветра.

Есть и другое название северного сияния – Аврора Бореалис.

Его придумал в 17-м веке французский философ, священник и астроном Пьер Гассенди. Оно происходит от имени римской богини утренней зари Авроры и греческого бога северного ветра — Бореаса .

Древние поверья о северном сиянии

Человечество наблюдает Aurora Borealis всю свою историю. Норвежцы считали, что северное сияние — это граница мира живых — пересекающий небо мост, по которому уходят души, а небожители могут по нему спуститься на землю, или отблески щитов и доспехов валькирий.

Финны назвали северное сияние «лисьими огнями» и сложили легенду о зеленой лисице, которая трется о скалы, а искры летят в небо. Жители полярных широт заметили, что ясные безветренные ночи в период небесных карнавалов часто сменяются сильными морозами, ветрами и снегопадам

Научное обоснование

Многие учёные задавались этим вопросом, но первым нашёл ответ Михаил Ломоносов в 1751 году. Путём проведения многочисленных опытов, он решил, что сияние имеет электрическую природу.

Независимо от него  и почти одновременно с ним  пришли к такому же выводу  Ж. Кэнтон в Англии и Б. Франклин в Америке.

Природа северного сияния: научное объяснение

Внутри Солнца непрерывно идет процесс термоядерного синтеза гелия из водорода, при этом со внешней оболочки Солнца (короны) в космическое пространство со скоростью 400–750 км/с на расстояние до миллиона километров извергаются потоки ионизированных частиц.

Плазменные потоки солнечного ветра обтекают нашу планету и не причиняют вреда благодаря земному магнитному полю, но у обоих полюсов частицы вторгаются в верхние слои атмосферы. Области вторжения опоясывают оба полюса авроральными овалами диаметром до 3000 к.

Факторы, влияющие на яркость и цвет полярного сияния

Состав атмосферы, включая кислород и азот, определяет цвет сияния; кислород излучает зеленый и красный свет, а азот - синий и фиолетовый .

Яркость также усиливается во время солнечной активности, когда увеличивается поток заряженных частиц.

Температура верхних слоев атмосферы и геомагнитные условия также играют роль.

Местоположение наблюдателя влияет на видимость сияния.

Виды северного сияния

Диффузное - в виде пятен или вуали, без чётких границ. Иногда похоже на освещённые лунным светом облака белесоватого цвета, иногда красноватого .

Точечное - различаются по яркости, от едва видимых невооружённым глазом, до достаточно ярких, настолько, чтобы читать газету в ночное время.

Лентообразное - в виде дуг и полос. Дуги напоминают арку с правильным, резко очерченным нижним краем, иногда они тянутся через весь небосвод.

Лучистое - изолированные узкие лучи, или пучки лучей, или ряд параллельных лучей, образующих как бы сплошную полосу, напоминающую колеблющийся занавес.

Когда можно наблюдать полярное сияние

Замечено, что свечения обычно возникают в период с середины сентября до конца марта в ясные морозные ночи (от –10 °С). Лучшее время для наблюдений — 21:00 — 03:00. Ловить северное сияние стоит за городом, на высветленном электричеством небе его можно не заметить. Aurora Borealis появляется на небе через 2–3 суток после вспышек на Солнце: именно за такой отрезок времени облака плазмы, выброшенные из короны, долетают до нашей планеты.

Форма северного сияния часто похожа на длинные вытянутые простыни из-за того что заряженные частицы не могут летать где им вздумается в магнитном поле — они следуют по линиям магнитного поля, и именно их мы и видим.

В ширину феномен может иметь около 160 км, а в длину ленты света порой достигают даже 1600 километров, высота каждый раз получается разной. И все это происходит на высоте примерно двухсот километров над Землей.

Северное сияние, с точки зрения современной науки, – это еще и проявление космической погоды (те самые вспышки на Солнце и магнитные бури). Ученые установили однозначную связь между ситуацией на Солнце и появлением сияния. Если Солнце спокойно, и вспышек на нем нет, значит, не появится и северное сияние. В случае, когда на Солнце появляются пятна или языки пламени, над Землей почти наверняка появится переливающаяся лента полярного сияния.

В каких странах можно увидеть северное сияние?

Россия — Мурманск, Архангельск, Хатанга и др.;

Финляндия — Кильписъярви, Соданкюля, Ивало;

Норвегия — Алта, Лонгйир (о. Шпицберген);

Швеция — Абиску, Юккасъярви, По́рьюс;

Канада — Уайтхорс, Ла Рондж, Йеллоунайф;

США — штат Аляска (нац. парк Денали, Фэрбанкс);

Дания — о. Гренландия (г. Нуук);

Исландия — Рейкьявик (редко ).

Где и как часто можно увидеть Северное сияние?

Полярное сияние можно наблюдать приблизительно 10–20 раз в год. Но важно оказаться в нужное время в нужном месте. Сезон: с сентября по апрель. В другое время года сияние также возникает. Место: любая точка в радиусе 2,5 тыс. км от Северного полюса. Кроме того, северное сияние лучше ловить вдали от городских огней. Полярное сияние можно увидеть в северных странах — России, США (на Аляске), Финляндии, Канаде, Норвегии, Исландии. Но можно ли наблюдать северное сияние дальше, чем в радиусе 2,5 тыс км? Например, в Саратовской области?

Почему можно увидеть полярное сияние в средних широтах

Северное сияние зависит от количества частиц, выброшенным солнцем. То есть северное сияние будет сопровождать солнечные штормы (нарушение магнитного поля Солнце и выброс корональной массы или солнечный всплеск). Магнитное поле Земли ослабляется, вследствие чего северное сияние можно увидеть в средних широтах планеты, такое было в апреле 2023 года: северное сияние было замечено в Москве и Подмосковье, Санкт-Петербурге, Костроме, Переславле-Залесском, Твери, Нижнем Новгороде, Уфе, Екатеринбурге, Саратовской области.

Северное сияние в саратовской области

Впервые природное явление заметили в регионе в 1847 году, после чего сияние видели еще 3 раза. После 1909 года сияние на территории Саратовской области не наблюдали до апреля 2024 г.

23 и 24 апреля 2024 г в магнитосфере Земли бушевала магнитная буря уровня G4. По классификации магнитных бурь такая считалась «очень сильной».

«В это время на Земле отмечалась мощная магнитная буря и вспышки на Солнце. Поэтому сияние можно было увидеть на севере нашей области. Его видно у нас не так часто, примерно раз в 100 лет. Думаю, это был единичный случай, больше в ближайшее время его вряд ли получится заметить, сейчас и облачность, погодные условия не позволят», — рассказали в гидрометцентре.

По словам жителей Шихан, снимок сделан в 00:58 в ночь с 24 на 25 апреля.

Северное сияние в саратовской области

10 мая 2024 г саратовцы наблюдали необычное для Поволжья явление — северное сияние. Фотографии, снятые на смартфон и фотоаппарат в своем телеграм-канале «Астрономия для всех» выложил астроном Юрий Кумаков.

Полярные сияния в 2025 году: где и когда будут?

Прошедший год и начало этого — это период максимума солнечной активности. Эти максимумы наступают каждые 11 лет. То есть сейчас был максимум, дальше пойдет на спад, минимум будет через пять с половиной лет, потом — снова максимум. Сейчас мы движемся к спаду солнечной активности. Это означает, что такого рода явления, как полярное сияние в широтах, близких к экваториальным, будут случаться существенно реже, а может быть, и вообще не будут случаться.

Где в интернете можно отследить северное сияние?

Полярное сияние в культуре и науке

Полярное сияние вносит вклад в культуру и науку, вдохновляя художников, писателей и ученых. С древности это явление связано с мифами, например, норвежцы видели в нём души усопших, а коренные народы воспринимали как знамение. Научное исследование началось с осознания связи сияния и солнечной активности, достигая пика в 1859 году.

Современные технологии, как спутники, помогают изучать взаимодействие солнечного ветра с магнитным полем Земли, раскрывая его тайны и создавая новые научные парадигмы.

ВЛИЯНИЕ ПОЛЯРНОГО СИЯНИЯ НА человека

Полярное сияние не только красивое зрелище, но и явление, оказывающее влияние на человека. Оно может вызвать как физические дискомфорты, так и психологические эффекты. Можно заметить нарушения в организме, такие как « мерячение», проявляющееся в непроизвольных психомоторных реакциях.

Кратковременный ущерб может включать раздражение кожи. Долгосрочные последствия могут включать повышенный риск развития рака кожи. Но вполне вероятно, что любой пострадавший человек в конечном итоге оправится от воздействия.

Заключение

Полярное сияние является удивительным природным явлением, которое одновременно fascinates и учит нас о сложных взаимодействиях между солнечной активностью и атмосферными процессами на Земле. Наше исследование освятило как физическую природу сияний, так и их культурное значение, подчеркивая, что это не просто эстетика, но также часть нашего культурного наследия. Актуальность мониторинга солнечной активности для предсказания сияний и распространения знаний о них подтверждает необходимость образовательных инициатив. Полярное сияние не только украшает небо, но и служит напоминанием о красоте и сложности нашего мира.

msg. 3. Булат В.Л. Оптические явления в природе: книга для школьника / В.Л. Булат. – Москва: Изд во Ленанд, 2020. – 152 с. - ISBN: 978-5-9710-8228-6. 4. URL: https://ru.wikipedia.org 5. URL: https://www.vokrugsveta.ru " width="640"

Список использованной литературы:

• 1. Тарасов Л.В. Физика в природе: книга для учащихся / Л.В. Тарасов. – Москва: Изд-во Просвещение,2022. – 352 с. – ISBN: 5-09-001516-3.
• 2. Александров Н.Л. Полярные сияния / Н.Л. Александров // МФТИ: Соровский образовательный журнал – 2022. - т.7. - № 5 - URL: http://www.astronet.rumsg.
• 3. Булат В.Л. Оптические явления в природе: книга для школьника / В.Л. Булат. – Москва: Изд во Ленанд, 2020. – 152 с. - ISBN: 978-5-9710-8228-6.
• 4. URL: https://ru.wikipedia.org
• 5. URL: https://www.vokrugsveta.ru