Чем пахнет дождь? Ясные ответы на туманные вопросы о климате и погоде

Северное сияние по-научному именуется Aurora Borealis и по большей части наблюдается в районе Северного полярного круга. В Южном полушарии ему соответствует южное сияние – Aurora Australis. Технически никакой разницы между ними нет, но легко убедиться, что северное сияние более популярно. Дело в том, что близ Северного полярного круга просто больше суши, а потому и больше шансов приехать в какое-нибудь населенное место и увидеть там северное сияние. В районе же Южного полярного круга только Южный океан, так что, если только южное сияние не простирается на север до Новой Зеландии, Аргентины или Фолклендских островов, возможностей его увидеть практически нет.

Что же такое сияние?

Сияние вызывается взаимодействием заряженных частиц – электронов, испускаемых Солнцем, с магнитным полем и атмосферой Земли. Магнитное поле Земли устроено сложно, но в целом можно сказать, что оно ведет себя примерно так же, как обычный магнитный брусок, ориентированный с юга на север: по этой оси течет электрический ток, который с полюсов уходит в космическое пространство. На поверхности Солнца наблюдаются значительные выбросы плазмы, которая несет с собой множество заряженных частиц. Если Земля оказывается на пути этих частиц, ее магнитное поле их притягивает. Далее они неизбежно начинают двигаться в сторону Северного и Южного полюсов.

Когда в верхнюю часть атмосферы Земли (мезосферу и термосферу – 80–640 км) поступают миллиарды высокозаряженных солнечных частиц, происходит их столкновение с атмосферными газами. В результате взаимодействия газы возбуждаются и испускают фотоны – небольшие сгустки энергии в форме света. Когда энергии фотонов накапливается достаточно, она высвобождается, и мы видим, как в небе танцует северное сияние. Разные цвета, которые мы наблюдаем в этом случае, зависят от того, какие газы принимали участие в процессе, а это, в свою очередь, определяется высотой образования сияния.

Самые частые цвета – зеленый и красный. Они обусловлены молекулами кислорода в атмосфере нашей планеты. На высоте 90–100 км кислород дает ярко-зеленый и желтоватый цвета, которые мы и видим. Кислород на гораздо большей высоте, 320–350 км, дает красное свечение, поскольку возбуждается солнечной энергией. Молекулы азота, также присутствующие в воздухе, тоже возбуждаются: испускаемые ими фотоны дают красное и пурпурное свечение. Конечно, вы можете одновременно увидеть зеленые, желтые, красные и пурпурные сполохи в зависимости от того, сколько энергии заключенов сиянии, и как сочетаются друг с другом волны разной длины. Хотя великолепную картину полярного сияния можно увидеть и невооруженным глазом, те, кто умеет правильно фотографировать, могут сделать так, что значительно более яркими будут другие цвета, соответствующие волнам совершенно иной длины. Вот почему иногда фотографии полярных сияний выглядят значительно эффектнее, чем то сияние, которое вы наблюдали собственными глазами.

Где его можно увидеть?

Мы уже писали, что южное полярное сияние можно увидеть в Южном океане, а вот на суше удобных мест для наблюдения за ним значительно меньше, чем в Северном полушарии. В целом можно отметить, что чем ближе к полярному кругу, тем лучше. Однако нельзя и говорить о том, что в низких широтах Европы и Северной Америки увидеть северное сияние невозможно: все зависит от силы ветра. Зима в каждом из полушарий – лучшее время для наблюдений, поскольку в это время темные ночи длиннее, и шансов увидеть сияние больше. В Северном полушарии сезон наблюдений обычно длится с октября по май. Кроме того, надо отправиться куда-то, где достаточно темно: световое загрязнение в городах и крупных населенных пунктах способно сильно помешать наблюдениям.

Можно ли его предсказать?