Полярные сияния: редкие наблюдения и их причины

729 14/10/2024 13/10/2024

Полярные сияния и их наблюдения

Полярные сияния в низких широтах

Конец 2024 года запомнится многим благодаря необычным наблюдениям полярных сияний в регионах, где такие явления не являются привычными. Ночью с 10 на 11 мая 2024 года люди стали свидетелями поистине редкого феномена.

Не нужно было ехать в Исландию: северное сияние наблюдалось прямо над крышами домов в Соединенных Штатах, на полуострове Юкатан в Мексике, на Багамах, Ямайке и даже на Гавайях. Оно также было видно в Португалии, Испании и Италии, а также в небе Алжира и на Канарских островах.

В Азии явление не обошло стороной японцев, жителей северной Индии, Южной Кореи и северного Китая, включая Пекин. В южном полушарии (где наблюдалось южное сияние) зрелище было замечено в Австралии до Квинсленда, в Новой Зеландии, Чили, Аргентине, Южной Африке, Уругвае, южном Бразилии и Намибии.

Полярное сияние, запечатленное в Лигурии, Италия. Фото Элизы Кавалли

Несмотря на то что явление не всегда проявлялось в ярких цветах, оно все же было заметным. В самых удаленных от полюсов регионах сияние часто выглядело тускло и статично, но это не помешало людям запечатлеть его на фото, благодаря улучшению технологий съемки, включая использование мобильных телефонов.

Негативные последствия

Однако это событие не обошлось без проблем. В частности, были зафиксированы сбои в радиосвязи, особенно в диапазоне HF (3-30 МГц), а также менее серьезные нарушения в диапазонах VHF (30-300 МГц) и UHF (300 МГц - 3 ГГц). Эти помехи вызваны увеличением плотности ионосферы, что затрудняет распространение радиоволн.

Электрические компании также заметили изменения. В отличие от 1989 года, когда сильная солнечная буря привела к девятичасовому отключению электроэнергии в Квебеке, современные системы управления электросетями оказались более устойчивыми. Тем не менее, AT&T и NOAA сообщили о нарушениях в электросетях и снижении качества GPS и радиосвязи. В Новой Зеландии было принято решение о временном отключении электричества в некоторых районах.

Изучение полярных сияний

Полярные сияния возникают в результате взаимодействия солнечных частиц с магнитным полем Земли. Этот процесс можно описать следующим образом:

1. Излучение солнечных частиц: Солнце выделяет ветер солнечный, состоящий из заряженных частиц, которые достигают Земли за два-три дня.
2. Взаимодействие с магнитосферой: Ветер солнечный сталкивается с магнитосферой Земли, которая отклоняет большинство частиц, но некоторые из них проникают внутрь.
3. Движение по магнитным линиям: Заряженные частицы направляются к полюсам, следуя линиям магнитного поля Земли.
4. Столкновение с ионосферой: При достижении верхних слоев атмосферы частицы взаимодействуют с газами, создавая свет.
5. Излучение света: При возвращении к нормальному состоянию атомы излучают свет, создавая характерные цвета сияний.

Цвета полярных сияний зависят от высоты и типа газа: зеленый — от кислорода на высоте 100-250 км, красный — от кислорода выше 250 км, а фиолетовый/синий — от ионизированного азота на высоте ниже 100 км.

Пример овалов полярного сияния. Кредит NOAA Space Weather Prediction Center

Форма полярного сияния обычно представлена в виде овала, окружающего магнитные полюса. Сильные солнечные бури могут расширять область видимости сияний на более низкие широты.

Статические арки и их особенности

Если вы наблюдали только красные цвета и не заметили динамичных форм, возможно, это было явление SAR (Stable Auroral Red arc). Это менее интенсивное и более статичное явление связано с медленным нагревом в верхней ионосфере, не вызванным прямым воздействием солнечных частиц. SAR встречаются на широтах от 45 до 60 градусов и могут наблюдаться в таких странах, как Италия, что делает их не таким уж редким событием.

Солнечные циклы

Активность Солнца подвержена циклам, которые можно предсказать. Наиболее значимый из них длится около 11 лет. Эти циклы влияют на количество солнечных пятен и магнитное поле Солнца, что, в свою очередь, сказывается на активности полярных сияний.

Прогнозирование солнечной активности стало важной областью астрофизики, аналогичной метеорологическим прогнозам.

Таким образом, явления полярных сияний, наблюдаемые в 2024 году, подчеркивают важность понимания солнечной активности и ее влияния на Землю.