Автор . задал вопрос в разделе Наука, Техника, Языки
Какая причина возникновения северного сияния? и получил лучший ответ
Ответ от Leonid[гуру]
Есть у меня подозрение, что человек, задавший такой вопрос, вряд ли поймёт словосочетание "гидромагнитная неустойчивость" (отмазка: буду рад ошибиться) .
В общем, если постараться перевести на русский: Солнце всё время из себя не только свет посылает, но и множество заряженных частиц (солнечный ветер). Причём если светит оно более-менее равномерно, то вот этот солнечный ветер - вещь крайне непостоянная. Он резко возрастает во время солнечных бурь или в периоды активного солнца (а у Солнца есть определённая периодичность интенсивности таких вот взбрыков). В такие моменты интенсивность потока частиц солнечного ветра, а самое главное - их энергия (скорость) резко возрастают.
Ну вот летят себе эти заряженные частицы, летят - и тут бац, Земля по дороге. А Земля - это такой большой магнит. А магнитное поле норовит искривить траекторию заряженной частицы (силу Лоренца в школе проходили?). И если поле неравномерное, как у двухполюсного магнита, типа Земли, то частицы будут как бы наматываться на линии магнитного поля, двигаясь по спирали взад-вперёд от одного полюса к другому. И если при спокойном Солнце (невысокая энергия частиц) эта спираль лежит довольно высоко, то для частиц высокой энергией, в периоды повышенной солнечной активности, для того, чтоб частица повернула обратно, надо больше витков этой спирали, и она своими концами начинает доходить до высот всего-то в 100-200 км, где уже какая-никакая, а атмосфера. И вот с этой атмосферой частицы солнечного ветра и начинают взаимодействовать, вызывая её свечение.
А гидромагнитная неустойчивость - это потому, что не только поле может действовать на частицу, но и частицы, когда их много, способны "продавить" поле, тем самым как бы прижимая его к поверхности Земли. Это довольно интересное свойство плазмы в магнитном поле (а частицы солнечного ветра можно считать плазмой) - она "приклеивается" к магнитному полю, и если эта плазма движется, то она начинает увлекать за собой и примёрзшее к ней поле.
Почему только на севере - потому что именно в районе магнитного полюса силовые линии расположены наиболее густо, и спирали, намотанные на силовые линии, в околополюсных областях ближе всего подходят к Земле. Около Южного полюса то же самое.
Leonid
Высший разум
(381568)
Не столько поумничал сколько оттоптался.
А полюса магнита - это НЕ ЕСТЬ положительный и отрицательный заряды. Особенность магнитного поля (в отличие от электрического) - что оно действует только на движущиеся заряды. Почувствуйте разницу.
Ученые выяснили причину возникновения необычных полярных сияний
MIGnews.com.ua
Международная группа ученых по главе с Юнляном Чжаном провели исследование и доказали, что необычные полярные сияния возникают благодаря полярному дождю.
В июле 2004 года над южным магнитным полюсом спутник зафиксировал нестандартный тип сияния, который имел необычный механизм образования. Тогда ученым не удалось разгадать загадку происхождения этого сияния. Однако теперь исследователи утверждают, что виной тому стал полярный дождь.
Ученые наблюдали за сияниями при помощи ультрафиолетовых камер, установленных на спутниках Земли. В июле 2004 года они зафиксировали полярный дождь необычно высокой энергии. С поверхности планеты в этот момент полярного сияния никто не наблюдал, но спутники сообщали, что прямо над южным магнитным полюсом имело место сияние. И причиной его, по мнению Чжана, был именно полярный дождь.
Дождевые полярные сияния отличаются от обычных тем, что имеют другой механизм образования, возникают прямо над магнитными полюсами и могут двигаться с очень большой скоростью.
Как известно, обычные полярные сияния происходят из-за взаимодействия магнитного поля Земли и солнечного ветра. Электроны из солнечного ветра проникают в верхние слои атмосферы в районе магнитных полюсов. И столкновение электронов, имеющих высокую энергию с атомами и молекулами атмосферных газов, и вызывает наблюдаемое излучение, которое формируется в зонах проникновения электронов, но не на самих полюсах.
этот вариант тоже иеет место быть
ссылка
Здравствуйте Амнезия !
Правильнее говорить - Полярного сияния, поскольку они наблюдаются в приполярных районах как в северном, так и в южном полушариях Земли.
Причиной Полярных сияний являются корпускулярные потоки, идущие из космоса, отклоняемые магнитным полем Земли и их концентрация соответственно возрастает к полюсам. Поэтому на больших высотах (более 70-80 км) в ионосфере - при повышении активности космических потоках (они чаще всего бывают после вспышек на Солнце) возникают флюоресцирующие свечения на этих высотах (аналогичные как в лампах) , которые в принципе наблюдаются круглосуточно, но днём яркость небосвода, подсвеченная Солнцем не позволяет их видеть с Земли (но их видно и днём на высоких горах на фоне тёмного небосвода и с высотных самолётов) , но наиболее ярко, конечно, Полярные сияния видны по ночам. Поскольку поток, провоцирующий свечение, идёт пульсациями и переменчив, свечение может перемещаться по небосводу, менять цвет, пульсировать, "мигать", иногда возникает "точечное" полярное сияние - когда сфокусированный луч вызывает "шарообразное" Полярное сияние, принимаемое даже за НЛО! (по дробнее об НЛО см в моём ответе на вопрос:
Явление Полярного сияния очень интересное, яркое, и я его сам неоднократно видел его в командировках и экспедициях в молодости в северных районах (Архангельск, Кольский полуостров, Диксон, Таймыр.). Всего Вам доброго и с наступающим Новым Годом Вас, именно в новогоднее время часто небо в полярных районахи ярко окрашивается полярными сияниями, зрелище - великолепное.
Полярное сияние — свечение (люминесценции) верхних слоёв атмосфер планет, обладающих магнитосферой вследствие их взаимодействия с заряженными частицами солнечного ветра. Солнечный ветер — поток ионизированных частиц (в основном гелиево–водородной плазмы) , истекающий из солнечной короны со скоростью 300–1200 км/с в окружающее космическое пространство.
Проникновение в верхние слои атмосферы планет заряженных частиц солнечного ветра определяется взаимодействием магнитного поля планеты с солнечным ветром. Набегающий поток плазмы солнечного ветра деформирует магнитосферу планеты и вследствие гидромагнитных неустойчивостей проникает в верхнюю атмосферу в районе её магнитных полюсов. Зоны проникновения при проекции на поверхность планеты имеют форму колец, окружающих её магнитные полюса (авроральных овалах) : именно в этих зонах и возникают полярные сияния. Диаметр авроральных овалов составляет ~ 3000 км во время спокойного Солнца, на дневной стороне граница зоны отстоит от магнитного полюса на 10-16°, на ночной - 20-23°. Поскольку магнитные полюса Земли отстоят от географических на ~12°, полярные сияния наблюдаются в широтах 67-70°, однако во времена солнечной активности авроральный овал расширяется и полярные сияния могут наблюдаться в более низких широтах - на 20-25° южнее или севернее границ их обычного проявления.
При наблюдении с поверхности Земли Полярное сияние проявляется в виде общего быстро меняющегося свечения неба или движущихся лучей, полос, корон, «занавесей». Длительность полярных сияний составляет от десятков минут до нескольких суток.
При столкновении высокоэнергетических частиц солнечного ветра с верхней атмосферой происходит ионизация и возбуждение атомов и молекул газов, входящих в её состав. Излучение возбуждённых атомов и наблюдается как полярное сияние. Спектры полярных сияний зависят от состава атмосфер планет: так, например, если для Земли наиболее яркими являются линии излучения возбуждённых кислорода и азота в видимом диапазоне, то для Юпитера — линии излучения водорода в ультрафиолете.
Ко всему вышеизложенному могу только добавить эту картинку
солнечная радиация пробивается через магнитное поле земли и достигает ионосферы, которая и начинает светиться.
Это потрясающее по красоте, захватывающее дух зрелище. Оно может продолжаться от нескольких часов до нескольких суток. Ответ на вопрос, что же это такое, первым нашел Михайло Ломоносов. Проведя бесчисленное количество опытов, он высказал предположение об электрической природе этого явления. Ученые, продолжившие изучение этого феномена, на основе опытов подтвердили правильность его гипотезы. Они заполняли полые трубки азотом, неоном, водородом, аргоном и другими разреженными газами, пропуская через них электрический ток. Каждый газ светился (люминесцировал) по-разному. Затем было установлено, что свечение разреженных газов происходит в верхней части атмосферы — ионосфере (на высоте от 80 до 1 000 км). Также была выявлена тесная связь с активностью деятельности Солнца. Когда на нем происходят взрывы, в ионосферу Земли устремляются заряженные частицы (корпускулы). Сталкиваясь с частицами разреженных газов, находящихся в ионосфере, они заставляют их светиться: чем активнее Солнце, тем полярное сияние охватывает большее пространство небесного свода. Особенно сильным это явление бывает в период максимума 11-летнего цикла солнечной активности. Так, полярное сияние наблюдали жители Киева, Парижа, Москвы, Санкт-Петербурга
Ученые выяснили причину возникновения необычных полярных сияний
MIGnews.com.ua
Международная группа ученых по главе с Юнляном Чжаном провели исследование и доказали, что необычные полярные сияния возникают благодаря полярному дождю.
В июле 2004 года над южным магнитным полюсом спутник зафиксировал нестандартный тип сияния, который имел необычный механизм образования. Тогда ученым не удалось разгадать загадку происхождения этого сияния. Однако теперь исследователи утверждают, что виной тому стал полярный дождь.
Ученые наблюдали за сияниями при помощи ультрафиолетовых камер, установленных на спутниках Земли. В июле 2004 года они зафиксировали полярный дождь необычно высокой энергии. С поверхности планеты в этот момент полярного сияния никто не наблюдал, но спутники сообщали, что прямо над южным магнитным полюсом имело место сияние. И причиной его, по мнению Чжана, был именно полярный дождь.
Дождевые полярные сияния отличаются от обычных тем, что имеют другой механизм образования, возникают прямо над магнитными полюсами и могут двигаться с очень большой скоростью.
Как известно, обычные полярные сияния происходят из-за взаимодействия магнитного поля Земли и солнечного ветра. Электроны из солнечного ветра проникают в верхние слои атмосферы в районе магнитных полюсов. И столкновение электронов, имеющих высокую энергию с атомами и молекулами атмосферных газов, и вызывает наблюдаемое излучение, которое формируется в зонах проникновения электронов, но не на самих полюсах.
ричиной Полярных сияний являются корпускулярные потоки, идущие из космоса, отклоняемые магнитным полем Земли и их концентрация соответственно возрастает к полюсам. Поэтому на больших высотах (более 70-80 км) в ионосфере - при повышении активности космических потоках (они чаще всего бывают после вспышек на Солнце) возникают флюоресцирующие свечения на этих высотах (аналогичные как в лампах) , которые в принципе наблюдаются круглосуточно, но днём яркость небосвода, подсвеченная Солнцем не позволяет их видеть с Земли (но их видно и днём на высоких горах на фоне тёмного небосвода и с высотных самолётов) , но наиболее ярко, конечно, Полярные сияния видны по ночам. Поскольку поток, провоцирующий свечение, идёт пульсациями и переменчив, свечение может перемещаться по небосводу, менять цвет, пульсировать, "мигать"