أورورا بورياليس ظاهرة مدهشة توجد في خطوط العرض الشمالية والجنوبية للأرض. لذلك ، من الأصح استدعاء الأضواء الشمالية - الأضواء القطبية. يمكن العثور على ظاهرة مماثلة على الكواكب الأخرى في نظامنا.
ما هو الشفق القطبي؟
الأضواء الشمالية هي فيضان جميل في الأجزاء العليا من الغلاف الجوي للكوكب. هناك غلاف مغناطيسي ، لأنه غالبًا ما يكون على اتصال مع جسيمات الرياح الشمسية المشحونة. يمثل ملايين الأضواء المصغرة التي يمكن رؤيتها بوضوح في السماء. يمكن أن تكون بأشكال وألوان وأحجام مختلفة. في غضون ثوان ، تم طلاء السماء بمجموعة كاملة من الظلال والتألق لعدة كيلومترات. في هذا الوقت ، قد يبدو وكأنه يوم بالخارج.
أذهل أورورا في جميع الأوقات الناس بعظمتها. تخاف بعض الشعوب الخرافية من هذه الظاهرة ، والبعض ببساطة معجب بجمالها.
حقيقة مثيرة للاهتمام: تظهر الحفريات الأثرية أن القدماء لاحظوا أيضًا الشفق. يبلغ عمر الرسومات في الكهوف حوالي 30 ألف سنة.
كشف ميخائيل لومونوسوف عن السبب الرئيسي للشفق القطبي - وهو يتألف من تفاعل التيارات الكهربائية في الغلاف الجوي. تتفاعل جزيئات الشمس المشحونة ، التي تسقط في الغلاف الجوي للكوكب ، مع الهواء ، وبعد ذلك تظهر تدفقات سحرية من الأضواء.
الكوكب مغناطيس للجسيمات المشحونة التي تشكل المجالات المغناطيسية بفضل قلب معدني. يجذب هذا الجذب جميع الأشياء المشحونة ويوجهها نحو أقطابها المغناطيسية. في نصف الكرة الشمالي والجنوبي ، تتصادم الرياح الشمسية مع الغلاف الجوي للأرض ، مما يخلق جهدًا يتحول إلى ضوء ، وهو الأضواء الشمالية.
تبدأ الذرات بالهدوء تدريجيًا ، يظهر ضوء ضوئي. عندما تفقد الإلكترونات النيتروجين ، سيكون لون الإشعاع أزرق وأرجواني. إذا لم يفقد النيتروجين أي شيء - محمر ، وإذا تفاعل الأكسجين مع الإلكترون ، فستظهر الأشكال الخضراء والحمراء.
مناظر للشفق القطبي
تنقسم الأضواء الشمالية إلى نوعين رئيسيين: منتشر ، منفصل.
منتشر
منتشر - على شكل توهج مجهول في الغلاف الجوي. على عكس النقطة ، لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة ، نظرًا للظلمة الكاملة.
نقطة ، الشفق القطبي المنفصل
يمكن أن تكون النقطة ، التي تُسمى منفصلة ، ذات سطوع مختلف. يمكنك رؤية x فقط في وقت متأخر من الليل ، لأنه خلال النهار لا يمكن تمييزها ببساطة. في شمال روسيا ، سميت الظاهرة القطبية الشمالية ، ويأتي العديد من السياح إلى هناك كل عام الذين يرغبون في مشاهدة هذه الظاهرة.
كيف تتشكل الأضواء الشمالية؟
يرتبط تكوين الشفق مع إطلاق جزيئات الضوء في الغلاف الجوي العلوي. يبلغ ارتفاع التعليم حوالي 80 كيلومترًا فوق سطح الأرض. يحدث الإشعاع بسبب حقيقة أن أصغر جزيء من النيتروجين والأكسجين يتصادم مع بعضهما البعض ، ويكتسب تدريجيا حالة متحمسة.
عندما يهدأ كل شيء ، يتم استعادة الإلكترون بالكامل ، مما يشكل كمية خفيفة. يؤدي التفاعل مع ذرات الغاز المختلفة إلى تغيير التوهج إلى لون مختلف.
دور الأكسجين
الأكسجين هو العنصر الأكثر غرابة ، بسبب عودته إلى حالته الأصلية ، والتي تستغرق أقل من ثانية. لا يستمر انبعاث الضوء الأخضر أكثر من دقيقتين ، وبعد ذلك يظهر اللون الأحمر.
في مواجهة الذرات الأخرى ، يتم امتصاص الطاقة ويتوقف انبعاث الضوء. لا تحدث مثل هذه التصادمات في كثير من الأحيان ، لأنه يوجد في تلك الأجزاء من الغلاف الجوي القليل جدًا من الأكسجين. في كثير من الأحيان ، تحدث التصادمات عندما تقترب من الأرض ، لذلك يتوقف التوهج الأحمر عند اقترابك من الأرض ، ويختفي الأخضر تمامًا بالقرب من السطح.
دور الرياح الشمسية والغلاف المغناطيسي
باستمرار حول الكوكب ، تمر الرياح الشمسية حول الكوكب.تمثل جزيئات مفرغة من البلازما الحارة ، والتي تأتي من الشمس في جميع الاتجاهات. ترجع الرياح إلى تأثير ملايين درجات تاج الشمس.
تقترب الرياح الشمسية من الكوكب بسرعة 400 كم / ثانية. تبلغ كثافته حوالي 5 أيونات لكل سنتيمتر مكعب. يتم قياس قوة المجال المغناطيسي في تسلا ، أما البلازما فهي من اثنين إلى خمسة. عندما تحدث العواصف المغناطيسية على الشمس ، تتحرك البلازما بشكل أسرع. تظهر الحقول المغناطيسية بين الكواكب على الشمس في الأماكن التي تحدث فيها بقع الشمس ، تنتشر الرياح الشمسية بسرعة عن طريق خطوط القوة إلى الفضاء الخارجي.
الغلاف المغناطيسي للأرض
يرتبط تكوين الغلاف المغناطيسي للأرض ارتباطًا وثيقًا بتأثير الرياح الشمسية على المجال المغناطيسي للكوكب. يمنع الغلاف المغناطيسي الرياح من الوصول إلى الأرض ، ويصرفها في حالة جيدة ويضربها بموجات مغناطيسية. عرض الغلاف المغناطيسي يساوي تقريبًا 30 نصف قطر الأرض ، وعلى الجانب المظلم من الكوكب يزداد إلى 200 نصف قطر. يصبح تدفق البلازما في الغلاف المغناطيسي أكبر مع زيادة الكثافة واضطراب الرياح.
بالإضافة إلى الاصطدام العمودي للكوكب مع الغلاف المغناطيسي ، يمكن أن تتحرك تدفقات البلازما لأعلى ولأسفل. يفقدون الطاقة تمامًا في مناطق الشفق ، وهذا هو السبب في ظهور التوهج.
كم مرة تحدث الأضواء الشمالية؟
يحدث في أراضي روسيا وأمريكا الشمالية وألاسكا. قد لا يحدث بشكل متساوٍ ، ويختلف عددها بشكل دوري. يعتمد حدوث الأضواء الشمالية بشكل مباشر على النشاط الشمسي في وقت معين. مرة واحدة كل 11.5 سنة ، تظهر الشفق في كثير من الأحيان ، وبعد ذلك يتلاشى النشاط إلى حد ما.
حقيقة مثيرة للاهتمام: أورورا في الظروف العادية تنتشر بشكل أساسي إلى ما يصل إلى ثلاثة آلاف كيلومتر ، خلال أوقات العواصف الشمسية يمكن أن يزيد هذا الرقم كثيرًا وستغطي الشفق مناطق هائلة.
لماذا تأتي الأضواء الشمالية؟
في الأساس ، يمكنك ملاحظة الأضواء الشمالية فقط في القطبين المغناطيسيين للأرض ، تبدو هذه الظاهرة مثل توهج أخضر أحمر ، والذي يخفت تدريجياً مع اقترابه من السطح. يُظهر Aurora borealis كيف يبدو المجال المغناطيسي في اللحظة المعينة ، بالإضافة إلى تغير المقرن على فترات معينة من دقيقة إلى عدة ساعات. غالبًا ما تظهر الشفق بالقرب من الإعتدال.
Aurora borealis مشرقة للغاية في تلك اللحظات عندما تهب الرياح الشمسية بقوة أكبر. تتصادم الأيونات مع بعضها البعض ، وتظهر دوائر ضوئية كاملة حول القطبين. الشفق ليس فقط على الأرض ، ولكن أيضًا على الكواكب الأخرى. تظهر بسبب اصطدام أيونات الأكسجين ، والرياح المشحونة في الغلاف المغناطيسي للكوكب ، ويمكن تفسير اختلافات اللون من خلال أنواع الغازات المتصادمة.
تأثير النشاط الشمسي
تم الاشتباه لأول مرة في العلاقة بين نشاط الشمس والشفق القطبي في نهاية القرن التاسع عشر ؛ بعد 70 عامًا ، أجريت دراسات جديدة ، وبفضلها أصبحت طبيعة الشفق معروفة لجميع سكان الكوكب.
بسبب التقاء الجسيمات المشحونة من غازات مختلفة ، يحدث توهج. تبلغ درجة حرارة سطح الشمس حوالي 6 آلاف درجة ، ولكن درجة حرارة التاج تصل إلى ملايين الدرجات المئوية. تصطدم الأيونات بشكل مكثف للغاية ، وتهرب الجزيئات الإيجابية والسلبية من الغلاف الجوي للشمس ، وتطير بحرية في المساحات الشاسعة للفضاء.
تدخل الرياح الناتجة إلى الفضاء القريب من الأرض ، حيث يتم تحريكها بواسطة المجال المغناطيسي نحو أقطاب الأرض. كوكبنا يحمينا بشكل موثوق من الرياح الشمسية.
أين هو المكان الأنسب لمراقبة الشفق القطبي؟
في أي قطب من الكوكب يمكنك رؤية الأضواء الشمالية؟
يمكن العثور على الشفق القطبي في كلا قطبي الكوكب.. يبدو وكأنه قطع ناقص غير منتظم مع مركز يقع مباشرة فوق القطبين المغناطيسيين للأرض. وجد العلماء أن الشفقان يعكسان بعضهما البعض تمامًا في قطبي الأرض. ليس فقط الشكل يتكرر بالكامل ، ولكن أيضًا الحجم واللون.
أين من الأفضل مشاهدة الأضواء الشمالية؟
نظرًا لأن الظاهرة تظهر حصريًا بالقرب من القطبين المغناطيسيين ، يجب ملاحظة الشفق القطبي في مناطق خارج حدود الدائرة القطبية الشمالية. يمكنك أيضًا الالتقاء بهم في جنوب جرينلاند وأيسلندا والنرويج وسيبيريا. يمكن رؤية الظواهر في القطبين ، في أنتاركتيكا وجنوب المحيط الهندي.
من الأفضل ملاحظة هذه الظاهرة في المناطق المظلمة (بعيدًا عن المدن المضيئة والطرق السريعة) ، وتعطيل جميع الأدوات تمامًا.
أنسب وقت للمراقبة
أورورا هي ظاهرة دورية ، يتم ملاحظة ذروتها كل 11 عامًا ، لذلك خلال هذه الفترة يصل النشاط الشمسي إلى ذروته. تمت ملاحظة الذروة السابقة في عام 2013 ، وستكون القمة التالية في عام 2024.
الشتاء في القطب الشمالي للكوكب هو أفضل فترة للمراقبة. في هذا الوقت ، يستمر اليوم قليلاً جدًا ، لكن الليالي طويلة ومظلمة. أفضل وقت للمشاهدة هو منتصف الليل.
الأصوات التي تولدها الشفق القطبي الشمالي
من وقت لآخر على معدات خاصة يمكنك إصلاح الأصوات التي يصدرها الإشعاع. هذه أصوات مختلفة مثل الملوثات العضوية الثابتة وسمك القد والضوضاء البيضاء ، فهي قصيرة جدًا ولا يمكن إدراكها. لفترة طويلة ، لم يتمكن العلماء من الكشف عن وجود الأصوات - نادرًا ما ظهرت لدرجة أنه يمكن عزوها إلى أعطال المعدات.
من الصعب إصلاح الصوت - الشفق بعيد جدًا عن سطح الأرض. أثبت الباحثون في الجامعة الفنلندية وجود ضوضاء من خلال تسجيلها. ظهر الصوت على مسافة 70 مترًا فوق السطح بسبب تفاعل الجسيمات والغازات المشحونة. الأصوات نادرة للغاية ، لذلك لا يوجد الكثير من الأشخاص المحظوظين الذين يمكنهم سماعها. تكوين الضجيج ممكن فقط في النشاط الشمسي العالي في الطقس الهادئ دون مهيجات أخرى.
في أي البلدان يمكنني رؤية الأضواء الشمالية؟
الأجمل هي تلك الشفق التي تظهر في خطوط العرض المرتفعة للكوكب ، في مناطق ألاسكا ، كندا ، والشعوب الاسكندنافية الشمالية. لوحظ أيضا في جنوب غرينلاند. لوحظت معظم الأضواء الشمالية خلال فترة النشاط الشمسي العالي. أرخص طريقة لرؤية الشفق في مورمانسك.
كيف ترى الأضواء الشمالية في روسيا؟
لرؤية الأضواء الشمالية ، يجب أن تكون مستعدًا للعديد من المواقف. يجب أن يكون مفهوما أن انتظار ظهور الشفق يمكن أن يستغرق وقتا طويلا. ستكون هناك أيضًا ليالي بلا نوم ، حيث أن فرصة رؤية الأضواء تكون أكثر دقة في الليل. في الطقس الغائم ، من الأفضل الذهاب إلى الفراش - لن تكون الأضواء الشمالية مرئية تمامًا مثل النجوم في السماء.
الطقس وإضاءة المستوطنات تفسد جميع الخطط بشكل كبير - من الأفضل الخروج من المدينة. غالبًا ما يكون الإشعاع ضعيفًا ، وتغرق أضواء المدينة جمالها فقط.
يوجد خلف الدائرة القطبية الشمالية ليالي شديدة البرودة ، لذا يجب اختيار الملابس بحكمة - لا تأخذ الأشياء الباردة. في السيارة يجب أن يكون هناك بنزين إضافي ، يمكنك أخذ الترمس مع الشاي الساخن. يمكنك أيضًا أخذ الحطب وسائل الإشعال ، وبناء النار والاستمتاع بها. يمكنك أيضًا تناول عشاء رومانسي على المحك.
على أراضي روسيا ، يلاحظ الأضواء الشمالية بشكل جيد في منطقتي أرخانجيلسك ومورمانسك ، وجمهورية كومي ، وشبه جزيرة تايمير ، وجبال خيبيني.
اصطناعية "الشفق القطبي"
ظهر توهج مشابه للشفق بعد تجارب وزارة الدفاع الأمريكية مع الانفجارات النووية في الغلاف الجوي العلوي في يوليو 1957 - ديسمبر 1958. وأجريت الاختبارات لدراسة الشفق الهوائي والحزام الإشعاعي للأرض.
لوحظ توهج في شكل قوس توت مع أشعة في أوائل أغسطس 1958 في جزر هاواي وفي منطقة جزيرة آبيا بعد انفجارات على ارتفاع 70 و 40 كم في وسط المحيط الهادئ فوق جونسون أتول. ولوحظت ظاهرة أخرى مماثلة في نهاية أغسطس - سبتمبر من نفس العام في المحيط الأطلسي بعد ثلاثة انفجارات لعملية أرغوس ، رعدت مئات الكيلومترات فوق السطح. كما لوحظ توهج أحمر في الطرف الآخر من المجال المغناطيسي - على جزر الأزور.
وقد أظهرت التجارب أن الانفجارات النووية على بعد عشرات الكيلومترات فوق سطح الأرض لم تؤد فقط إلى انبعاث الغازات ، ولكن أيضًا إلى اضطرابات خطيرة في المجال المغناطيسي والطبقات المؤينة للغلاف الجوي.
تحدث الشفق الاصطناعي عن إلكترونات تشكلت في وقت الانفجار النووي بعد الاضمحلال. تتحرك هذه الجسيمات عالية الطاقة بشكل غير ملموس إلى المجال المغناطيسي للأرض ، وعندما تتصادم مع جزيئات النيتروجين والأكسجين ، تتسبب في انبعاث الغازات المستثارة في الغلاف الجوي العلوي. جعلت هذه الدراسات للصور من الممكن فهم الآلية الطبيعية لظهور الشفق والظواهر الطبيعية ذات الصلة.
بالإضافة إلى الجسيمات المشحونة ، يتسبب توهج الغلاف الجوي العلوي في انبعاثات الصوديوم والبوتاسيوم من محركات صواريخ الإقلاع. آلية هذه الظاهرة بعيدة عن الشفق وأقرب إلى توهج الهواء المعتاد ، الناجم عن أسباب طبيعية.
هناك ظاهرة أخرى من صنع الإنسان تتمثل في تألق الطبقات العالية من الغلاف الجوي ، بسبب انبعاث الصواريخ أو غاز البوتاسيوم بواسطة الصواريخ. يمكن أن تسمى هذه الظاهرة الوهج الاصطناعي ، على عكس الشفق الاصطناعي ، لأن أسبابها قريبة من تلك التي تسبب التوهج الطبيعي للهواء.
الأضواء والأساطير الشمالية
أذهلت أي ظواهر طبيعية الناس القدماء ، لأنها لم تدرس. يرجع الفضل في أورورا أيضًا إلى أصل صوفي. افترضت بعض الشعوب الشمالية أن الآلهة سعداء للغاية وأن المراقبين يمكنهم توقع السعادة. البعض ، على العكس ، لم يتوقع سوى المتاعب من إله النار. كان للشعوب الشمالية المختلفة أساطيرها الخاصة حول الأضواء الشمالية.
ذكر سكان النرويج جسر قوس قزح الذي نزلت عليه الآلهة إلى الأرض. اقترح البعض أن الإشعاع يأتي من الأضواء في أيدي Valkyries ، مما يعكس دروعهم ويشوه إلى أنماط مذهلة. اقترح آخرون أن الفتيات المتوفيات يرقصن بهذه الطريقة.
اعتقدت الشعوب الفنلندية أن الإشعاع يأتي من نهر Ruzhu المحترق ، الذي يفصل بين عالم الأحياء والأموات.
يعتقد الإسكيمو الذين يعيشون في أراضي أمريكا الشمالية أن الإشعاع يمكن أن يكون سببه صافرة ، وإزالته بمجرد التصفيق.
يخشى الأسكيمون الذين يعيشون في ألاسكا الشفق القطبي. كانوا يعتقدون أن ذلك لا يجلب سوى المصائب والمصائب. قبل الخروج إلى الشارع أثناء الإشعاع ، أخذ الجميع معهم الأسلحة. كان يعتقد أيضًا أن الملاحظات الطويلة للأضواء تؤدي إلى الجنون.
ربما حتى بالنسبة لأساطير التنين يجب أن نكون ممتنين لأورورا. يمكن أيضًا أن ترتبط أكبر معركة سانت جورج والتنين بالأضواء الشمالية.
