Debesis virs Apvienotās Karalistes tika izgaismotas ar "nepolāru gaismu". Atmosfēras raksturīgais spīdums Auksts ultravioletais spīdums atmosfēras augšējos slāņos

Dabas parādību, kas pazīstama kā gaisa mirdzums, 1868. gadā atklāja zviedru zinātnieks Anderss Angstrēms.

Šis dabiskais debesu mirdzums parādās visu laiku un visā pasaulē. Ir trīs veidi: dienas spīdums, krēslas spīdums un nakts spīdums. Katrs no tiem ir saules gaismas un mūsu atmosfēras molekulu mijiedarbības rezultāts, taču tam ir savs īpašs veidošanās veids.

Dienas spīdums rodas, kad dienas laikā atmosfērā nonāk saules gaisma. Daļu no tā absorbē molekulas atmosfērā, dodot tām lieko enerģiju, ko tās pēc tam atbrīvo kā gaismu ar tādu pašu vai nedaudz zemāku frekvenci (krāsu). Šī gaisma ir daudz vājāka par parasto dienas gaismu, tāpēc mēs to nevaram redzēt ar neapbruņotu aci.

Krēslas mirdzums būtībā ir tāds pats kā dienas gaisma, taču šajā gadījumā Saule apgaismo tikai atmosfēras augšējos slāņus. Pārējā daļa un novērotāji uz Zemes atrodas tumsā. Atšķirībā no dienas mirdzuma, tas ir redzams ar neapbruņotu aci.

Nakts spīdumu rada nevis saules gaisma, kas krīt uz nakts atmosfēru, bet gan cits process, ko sauc par hemiluminiscenci. Dienas laikā saules gaisma uzglabā enerģiju atmosfērā, kas satur skābekļa molekulas. Šī papildu enerģija liek skābekļa molekulām sadalīties atsevišķos atomos. Tas galvenokārt notiek aptuveni 100 km augstumā.

Atšķirībā no polārblāzmas, nakts spīdumi ir izplatīti visā debesīs un ir viendabīgi.

Mirdzuma spilgtums korelē ar no Saules nākošās ultravioletās (UV) gaismas līmeni, kas laika gaitā mainās. Mirdzuma stiprums ir atkarīgs no gada laika.

Lai palielinātu iespēju pamanīt debess spīdumu, tveriet tumšas un skaidras nakts debesis ar ilgu ekspozīciju. Spīdumu var redzēt jebkurā virzienā bez gaismas piesārņojuma, 10–20 grādus virs horizonta.

Debesis spīd kā milzīga daudzkārtēja varavīksne. Dažādi traucējumi, piemēram, tuvojoša vētra, var radīt Zemes atmosfērā viļņiem līdzīgus viļņus. Šie gravitācijas viļņi ir gaisa slāņu virsmu vibrācijas un ir līdzīgi viļņiem, ko rada akmens mešana mierīgā ūdenī.

Ilgas ekspozīcijas fotogrāfija, kas uzņemta pret gaisa mirdzuma vertikālajiem slāņiem, padarīja šo viļņiem līdzīgo struktūru redzamu.

Šīs parādības rašanās mehānisms ir šāds. Dienas laikā saules starojums (saules gaisma) sadala gaisa molekulas atomos (uzlādētos atomos, jonos), un elektroni tiek izsisti. Kad joni atkal satiekas (vai piesaista elektronu), veidojas molekula, un liekā enerģija tiek zaudēta gaismas veidā. 80-120 km augstumā galvenokārt skābekļa un nātrija molekulas rekombinējas, izstaro attiecīgi zaļo un dzelteno gaismu; 250-300 km augstumā notiek elektronu jonu rekombinācija, bet šī slāņa starojums atrodas elektromagnētiskā spektra infratastiskajā (neredzamajā) reģionā.

Visizplatītākais mehānisms, kas izraisa luminiscences parādīšanos, ir slāpekļa atoma kombinācija ar skābekļa atomu, veidojot slāpekļa oksīda (NO) molekulu. Šīs reakcijas laikā izdalās fotons. Citas vielas, kas var veicināt debess spīdumu, ir hidroksilradikālis (OH), molekulārais skābeklis, nātrijs un litijs. Tumši sarkano mirdzumu, visticamāk, rada OH molekulas, kas atrodas aptuveni 87 kilometru augstumā un ko ierosina ultravioletais saules starojums. Oranžā un zaļā mirdzums nāk no nātrija un skābekļa atomiem, kas atrodas tieši virs.

Astronomi amatieri un polārblāzmu mednieki ir ziņojuši, ka debesīs virs Apvienotās Karalistes ir redzējuši zaļu spīdumu. Parādība, ar kuru var viegli sajaukt Ziemeļblāzma, sauc par atmosfēras mirdzumu. gaisa svelme).

KAMRUL ARIFIN | shutterstock

Šis dabiskais debesu mirdzums parādās visu laiku un visā pasaulē. Ir trīs veidi: dienas ( dienas gaisma), krēsla ( krēslas mirdzums) un nakts ( naktskrekls). Katrs no tiem ir saules gaismas un mūsu atmosfēras molekulu mijiedarbības rezultāts, taču tam ir savs īpašs veidošanās veids.

Ķīmoluminiscence

Nakts spīdumu rada nevis saules gaisma, kas krīt uz nakts atmosfēru, bet gan cits process, ko sauc par hemiluminiscenci.

Dienas laikā saules gaisma uzglabā enerģiju atmosfērā, kas satur skābekļa molekulas. Šī papildu enerģija liek skābekļa molekulām sadalīties atsevišķos atomos. Tas galvenokārt notiek aptuveni 100 km augstumā. Taču atomu skābeklis nespēj viegli atbrīvoties no šīs liekās enerģijas un rezultātā uz vairākām stundām pārvēršas par sava veida “enerģijas krātuvi”.

Galu galā atomu skābeklim izdodas “rekombinēties”, atkal veidojot molekulāro skābekli. To darot, tas atbrīvo enerģiju, atkal gaismas veidā. Tas rada vairākas dažādas krāsas, tostarp nakts zaļo emisiju, kas patiesībā nav īpaši spilgta, bet ir spilgtākā no visām šīs kategorijas emisijām.

Gaismas piesārņojums un mākoņainība var traucēt novērošanu. Bet, ja jums paveicas, nakts spīdumu var redzēt ar neapbruņotu aci vai iemūžināt fotoattēlā, izmantojot ilgu ekspozīciju.

Jurijs Zvezdnijs | shutterstock

Kā spīdumi atšķiras no polārblāzmas?

Zaļais spīdums naksnīgajās debesīs ir ļoti līdzīgs slavenajai zaļajai krāsai, ko redzam ziemeļblāzmā, kas nav pārsteidzoši, jo tos ražo vienas un tās pašas skābekļa molekulas. Tomēr šīs divas parādības nekādā veidā nav saistītas viena ar otru.

Polārās gaismas. ZinaidaSopiņa | shutterstock

Polārblāzmas veidojas, kad lādētas daļiņas, piemēram, elektroni, “bombardē” Zemes atmosfēru. Šīs lādētās daļiņas, kas tika palaistas no Saules un paātrinājās Zemes magnetosfērā, saduras ar atmosfēras gāzēm un nodod tām enerģiju, liekot gāzēm izstarot gaismu.

Turklāt ir zināms, ka polārblāzmas veido gredzenu ap magnētiskajiem poliem (auroras ovāls), savukārt nakts spīdumi ir izkliedēti pa visām debesīm. Polārblāzmas ir ļoti strukturētas (Zemes magnētiskā lauka dēļ), un mirdzumi parasti ir diezgan viendabīgi. Polārblāzmas pakāpe ir atkarīga no saules vēja stipruma, un atmosfēras spīdumi notiek pastāvīgi.

Polārblāzmas ovāls. NOAA

Bet kāpēc tad novērotāji no Apvienotās Karalistes viņu ieraudzīja tikai citā dienā? Fakts ir tāds, ka mirdzuma spilgtums korelē ar ultravioletās (UV) gaismas līmeni, kas nāk no Saules, kas laika gaitā mainās. Mirdzuma stiprums ir atkarīgs no gada laika.

Polārās gaismas ir viens no daudzajiem dabas brīnumiem. To var novērot arī Krievijā. Mūsu valsts ziemeļos ir josla, kur polārblāzmas izpaužas visbiežāk un spilgtāk. Lieliskais skats var aptvert lielāko daļu debess.

Parādības sākums

Polārblāzma sākas ar spilgtas svītras parādīšanos. No tā izplūst stari. Spilgtums var palielināties. Brīnumainās parādības aptvertais debess laukums palielinās. Palielinās arī gaismas staru augstums, kas nolaižas tuvāk Zemes virsmai.

Spilgti mirgoņi un krāsu nokrāsas priecē vērotājus. Gaismas viļņu kustības ir hipnotizējošas. Šī parādība ir saistīta ar Saules – gaismas un siltuma avota – darbību.

Kas tas ir

Polārblāzma ir strauji mainīgs augšējo retināto gaisa slāņu spīdums noteiktās nakts debesu daļās. Šo parādību kopā ar saullēktu dažreiz sauc par polārblāzmu. Dienas laikā gaismas šovs nav redzams, bet ierīces fiksē uzlādēto daļiņu plūsmu jebkurā diennakts laikā.

Polārblāzmas cēloņi

Šī lieliskā dabas parādība rodas, pateicoties Saulei un planētas atmosfēras klātbūtnei. Polārblāzmas veidošanai nepieciešama arī ģeomagnētiskā lauka klātbūtne.

Saule pastāvīgi izmet lādētas daļiņas. Saules uzliesmojums ir faktors, kas kosmosā izdala elektronus un protonus. Viņi lielā ātrumā lido uz rotējošām planētām. Šo parādību sauc par saules vēju. Tas var būt bīstami visai dzīvībai uz mūsu planētas. Magnētiskais lauks aizsargā pret saules vēja iespiešanos. Tas nosūta uzlādētas daļiņas uz planētas poliem atbilstoši ģeomagnētiskā lauka līniju atrašanās vietai. Tomēr jaudīgāku uzliesmojumu gadījumā uz Saules Zemes iedzīvotāji novēro polārblāzmas mērenajos platuma grādos. Tas notiek, ja magnētiskajam laukam nav laika nosūtīt lielu lādētu daļiņu plūsmu uz poliem.

Saules vējš mijiedarbojas ar planētas atmosfēras molekulām un atomiem. Tas ir tas, kas izraisa mirdzumu. Jo lielāks ir lādēto daļiņu skaits, kas sasniedz Zemi, jo spilgtāks ir atmosfēras augšējo slāņu: termosfēras un eksosfēras spīdums. Dažkārt saules vēja daļiņas sasniedz mezosfēru – atmosfēras vidējo slāni.

Auroras veidi

Polārblāzmu veidi ir dažādi un var vienmērīgi pāriet no viena uz otru. Tiek novēroti gaiši plankumi, stari un svītras, kā arī vainagas. Ziemeļblāzma var būt gandrīz nekustīga vai plūstoša, kas ir īpaši hipnotizējoši novērotājiem.

Zemes polāri

Mūsu planētai ir diezgan spēcīgs ģeomagnētiskais lauks. Tas ir pietiekami stiprs, lai pastāvīgi nosūtītu lādētas daļiņas pret poliem. Tāpēc joslā, kur notiek visbiežāk sastopamo polārblāzmu izohasms, varam novērot spilgtu mirdzumu. To spilgtums ir tieši atkarīgs no ģeomagnētiskā lauka darbības.

Mūsu planētas atmosfēra ir bagāta ar dažādiem ķīmiskiem elementiem. Tas izskaidro dažādas debesu mirdzuma krāsas. Tādējādi skābekļa molekula 80 kilometru augstumā, mijiedarbojoties ar lādētu saules vēja daļiņu, piešķir gaiši zaļu krāsu. 300 kilometru augstumā virs Zemes krāsa būs sarkana. Slāpekļa molekulai ir zila vai spilgti sarkana krāsa. Polārblāzmas fotoattēlā skaidri redzamas dažādu krāsu svītras.

Ziemeļblāzma ir spilgtāka nekā dienvidu gaisma. Tā kā protoni tiecas uz ziemeļu magnētisko polu. Tie ir smagāki par elektroniem, kas steidzas pretī dienvidu magnētiskajam polam. Mirdzums, kas rodas no protonu mijiedarbības ar atmosfēras molekulām, izrādās nedaudz spilgtāks.

Planētas Zeme uzbūve

No kurienes rodas ģeomagnētiskais lauks, kas aizsargā visu dzīvo no postošā saules vēja un virza lādētas daļiņas uz poliem? Zinātnieki uzskata, ka mūsu planētas centrs ir piepildīts ar dzelzi, kas izkususi no augstas temperatūras. Tas ir, dzelzs ir šķidrs un pastāvīgi atrodas kustībā. No šīs kustības rodas elektrība un planētas magnētiskais lauks. Tomēr dažās atmosfēras daļās nezināma iemesla dēļ magnētiskais lauks vājinās. Tas notiek, piemēram, virs Atlantijas okeāna dienvidu daļas. Šeit ir tikai trešdaļa magnētiskā lauka nekā parasti. Tas satrauc zinātniekus, jo joma šodien turpina vājināties. Eksperti ir aprēķinājuši, ka pēdējo 150 gadu laikā Zemes ģeomagnētiskais lauks ir vājinājies vēl par desmit procentiem.

Dabas parādības rašanās vieta

Polārblāzmas zonām nav skaidru robežu. Tomēr spilgtākie un biežākie ir tie, kas parādās gredzenā pie polārā loka. Ziemeļu puslodē jūs varat novilkt līniju, uz kuras ir spēcīgākās polārblāzmas: Norvēģijas ziemeļu daļa - Novaja Zemļas salas - Taimiras pussala - Aļaskas ziemeļi - Kanāda - Grenlandes dienvidi. Šajā platuma grādos - apmēram 67 grādi - polārblāzmas tiek novērotas gandrīz katru nakti.

Parādību maksimums bieži notiek pulksten 23:00. Spilgtākās un ilgstošākās gaismas parādās ekvinokcijās un datumos, kas ir tuvu tiem.

Biežāk polārblāzmas rodas magnētisko anomāliju zonās. Šeit to spilgtums ir lielāks. Vislielākā parādības aktivitāte vērojama Austrumsibīrijas magnētiskās anomālijas teritorijā.

Mirdzuma rašanās augstums

Parasti aptuveni 90 procenti no visām polārblāzmām rodas augstumā no 90 līdz 130 kilometriem. Polārblāzmas reģistrētas 60 kilometru augstumā. Maksimālais reģistrētais skaitlis ir 1130 kilometri no Zemes virsmas. Dažādos augstumos tiek novērotas dažādas mirdzuma formas.

Dabas parādības iezīmes

Novērotāji atklāja vairākas nezināmas ziemeļblāzmas skaistuma atkarības no noteiktiem faktoriem, un tās apstiprināja zinātnieki:

Polārblāzmas, kas parādās virs jūras, ir mobilākas nekā tās, kas parādās virs zemes.
Arī mirdzums ir mazāks pār mazām saliņām, kā arī virs atsāļotā ūdens, kas atrodas pat jūras virsmas vidū.
Virs krasta līnijas parādība novērojama daudz zemāk. Virzoties uz sauszemi, kā arī uz okeānu, polārblāzmas augstums palielinās.

Saules uzlādēto daļiņu lidojuma ātrums

Attālums no Zemes līdz Saulei ir aptuveni 150 miljoni kilometru. Gaisma mūsu planētu sasniedz 8 minūtēs. Saules vējš virzās lēnāk. No brīža, kad zinātnieki to pamana, ir jāpaiet vairāk nekā dienai, pirms sākas polārblāzma. 2017. gada 6. septembrī eksperti pamanīja spēcīgu uzliesmojumu uz Saules un brīdināja maskaviešus, ka 8. septembrī galvaspilsētā varētu būt redzama ziemeļblāzma. Tādējādi ir iespējama iespaidīgas dabas parādības prognoze, taču tikai dienu vai divas iepriekš. Kurā reģionā polārblāzma parādīsies gaišāka, neviens nevar precīzi paredzēt.

Kas ir izohasms

Speciālisti zemes virsmas kartē atzīmējuši punktus ar atzīmēm par polārblāzmu sastopamības biežumu. Punkti ar līdzīgām frekvencēm ir savienoti ar līnijām. Tā radās izohasmas - vienādas biežuma polārblāzmas līnijas. Vēlreiz aprakstīsim augstākās frekvences izohasmu, bet pamatojoties uz dažiem citiem reljefa objektiem: Aļaska - Lielais Lāču ezers - Hadsona līcis - Grenlandes dienvidi - Islande - Norvēģijas ziemeļi - Sibīrijas ziemeļi.

Zemes magnētiskais pols

Zemes magnētiskais pols nesakrīt ar ģeogrāfisko polu. Tas atrodas Grenlandes ziemeļrietumu daļā. Šeit ziemeļblāzma parādās daudz retāk nekā parādības augstākās frekvences joslā: tikai aptuveni 5-10 reizes gadā. Tādējādi, ja novērotājs atrodas uz ziemeļiem no galvenā izohasma, tad viņš bieži redz polārblāzmas debesu dienvidu pusē. Ja cilvēks atrodas uz dienvidiem no šīs joslas, tad ziemeļos biežāk parādās polārblāzma. Tas ir raksturīgi ziemeļu puslodei. Dienvidiem - tieši otrādi.

Ziemeļģeogrāfiskā pola teritorijā polārblāzmas rodas aptuveni 30 reizes gadā. Secinājums: lai izbaudītu dabas parādību, nav jādodas uz bargākajiem apstākļiem. Galvenajā izohasma joslā spīdums atkārtojas gandrīz katru dienu.

Kāpēc ziemeļblāzmai dažreiz nav krāsu?

Ceļotāji dažreiz ir vīlušies, ja viņiem neizdodas noķert krāsu gaismas šovu, uzturoties ziemeļos vai dienvidos. Cilvēki bieži vien var novērot tikai mirdzumu, kam nav krāsas. Tas nenotiek dabas parādības īpatnību dēļ. Fakts ir tāds, ka cilvēka acs nespēj uztvert krāsas vājā apgaismojumā. Tumšā telpā mēs redzam visus objektus melnbaltos. Tas pats notiek, novērojot dabas parādību debesīs: ja tās nav pietiekami spilgtas, tad mūsu acis nefiksēs krāsas.

Eksperti mēra mirdzuma spilgtumu punktos no viena līdz četriem. Tikai 3 un 4 magnitūdas polārblāzmas ir krāsainas. Ceturtā pakāpe pēc spilgtuma ir tuvu mēness gaismai nakts debesīs.

Saules aktivitātes cikli

Polārblāzmas parādīšanās vienmēr ir saistīta ar uzliesmojumiem uz Saules. Reizi 11 gados zvaigznes aktivitāte palielinās. Tas vienmēr noved pie polārblāzmas intensitātes palielināšanās.

Ziemeļblāzma virs Saules sistēmas planētām

Polārblāzmas parādās ne tikai uz mūsu planētas. Zemes polārblāzmas ir spilgtas un skaistas, bet uz Jupitera parādības ir spilgtākas nekā uz Zemes. Jo milzu planētas magnētiskais lauks ir vairākas reizes spēcīgāks. Tas vēl produktīvāk sūta saules vēju pretējos virzienos. Visa gaisma uzkrājas noteiktos apgabalos netālu no planētas magnētiskajiem poliem.

Jupitera pavadoņi ietekmē polārblāzmu. Īpaši Io. Aiz tā paliek spilgta gaisma, jo dabas parādība seko magnētiskā lauka līniju virzienam. Fotoattēlā redzama aurora planētas Jupitera atmosfērā. Satelīta Io atstātā spilgtā svītra ir skaidri redzama.

Polārblāzmas ir atklātas arī uz Saturna, Urāna un Neptūna. Tikai Venērai gandrīz nav sava magnētiskā lauka. Īpaši ir gaismas uzplaiksnījumi, kas rodas saules vēja mijiedarbībā ar Venēras atmosfēras atomiem un molekulām. Tie aptver visu planētas atmosfēru. Turklāt saules vējš sasniedz Tomēr šādas polārblāzmas nekad nav spožas. Uzlādētas saules vēja daļiņas nekur neuzkrājas lielos daudzumos. No kosmosa Venera, kad tai uzbrūk lādētas daļiņas, izskatās kā vāji mirdzoša bumba.

Ģeomagnētiskā lauka traucējumi

Saules vējš cenšas izlauzties cauri mūsu planētas magnetosfērai. šajā gadījumā nepaliek mierīgs. Tur notiek nekārtības. Katram cilvēkam ir savs elektriskais un magnētiskais lauks. Tieši šos laukus ietekmē radušies traucējumi. To izjūt cilvēki uz visas planētas, īpaši tie, kuriem ir slikta veselība. Cilvēki ar labu veselību šādas sekas nepamana. Jutīgiem cilvēkiem var rasties galvassāpes, kad uzbrūk uzlādētas daļiņas. Bet tieši saules vējš ir nepieciešams polārblāzmu rašanās faktors.

Tautu attieksme pret dabas parādību

Parasti vietējie iedzīvotāji auroru asociēja ar kaut ko ne pārāk labu. Varbūt tāpēc, ka tiem ir slikta ietekme uz cilvēku labklājību. Pats spožums nekādas briesmas nerada.

Dienvidu reģionu iedzīvotāji, kas nebija pieraduši pie šādām parādībām, sajuta kaut ko noslēpumainu, kad debesīs parādījās gaismas zibšņi.

Pašlaik mērenā klimata un vairāk dienvidu platuma grādu iedzīvotāji vēlas redzēt šo dabas brīnumu. Tūristi ceļo uz ziemeļiem vai uz Antarktikas loku. Viņi negaida, kamēr parādību varēs novērot viņu dzimtajā platuma grādos.

Polārās gaismas ir aizraujoša dabas parādība. Tas ir neparasts silto reģionu iedzīvotājiem un pazīstams tundras iedzīvotājiem. Bieži gadās, ka, lai uzzinātu ko jaunu, ir jādodas ceļojumā.

POLĀRĀS LUKTURES, pārsteidzoša spīduma parādība, kas novērota debesīs, visbiežāk polārajos reģionos. Ziemeļu puslodē to sauc arī par ziemeļblāzmu, bet dienvidu puslodes augstajos platuma grādos to sauc par dienvidu gaismām. Tiek pieņemts, ka šī parādība pastāv arī citu planētu, piemēram, Venēras, atmosfērā. Polārblāzmu būtība un izcelsme ir bijusi intensīvu pētījumu priekšmets, un šajā sakarā ir izstrādātas daudzas teorijas.

Mirdzuma fenomenu, kas zināmā mērā tuvu polārblāzmai, ko sauc par "nakts debesu spīdumu", var novērot, izmantojot īpašus instrumentus jebkurā platuma grādos.

Polārblāzmu formas. Pēdējos gados polārblāzmas ir novērotas vizuāli un fotografētas, jo īpaši izmantojot jauna veida instrumentu, ko sauc par universālo kameru. Polārblāzmai ir ļoti dažādas formas, tostarp uzplaiksnījumi, plankumi, viendabīgi loki un svītras, pulsējošas lokas un virsmas, uzplaiksnījumi, stari, starojuma loki, pārklāji un vainagas. Mirdzums, kā likums, sākas cieta loka formā, kas ir viena no visizplatītākajām formām un kurai nav izstarojošas struktūras. Spilgtums laika gaitā var būt diezgan nemainīgs vai pulsēt ar periodu, kas ir mazāks par minūti. Ja mirdzuma spilgtums palielinās, viendabīgā forma bieži sadalās staros, starojuma lokos, drapēs vai vainagos, kuros stari it kā saplūst uz augšu. Zibspuldzes strauji virzošu augšupvērstu gaismas viļņu veidā bieži vainagojas ar vainagu.Augstuma un platuma sadalījums. Aprēķini, kas balstīti uz daudziem fotogrāfiskiem novērojumiem Aļaskā, Kanādā un īpaši Norvēģijā, liecina, ka apm. 94% polārblāzmu atrodas augstumā no 90 līdz 130 km virs zemes virsmas, lai gan dažādām polārblāzmu formām ir raksturīga sava augstuma atrašanās vieta. Līdz šim reģistrētais maksimālais polārblāzmas izskata augstums ir apm. 1130 km, vismaz 60 km.

Pamatojoties uz lielu skaitu novērojumu Arktikā, Hermans Frics un Harijs Vesteins noteica polārblāzmu sastopamības ģeogrāfiskos modeļus un raksturoja to relatīvo biežumu katrā konkrētā punktā kā vidējo dienu skaitu, kad tās parādās gadā. Līnijām ar vienādu polārblāzmu (izohasmu) sastopamības biežumu ir vairāki deformēti apļi ar centru, kas aptuveni sakrīt ar Zemes ziemeļu magnētisko polu, kas atrodas Tulles reģionā Grenlandes ziemeļos (

cm . rīsi. ). Maksimālo frekvenču izohasms iet caur Aļasku, Lielo Lāču ezeru, šķērso Hadzonas līci, Grenlandes un Islandes dienvidus, Norvēģijas ziemeļus un Sibīriju. Līdzīga ziemeļblāzma maksimālo frekvenču izohasma Antarktikas reģionam tika atklāta pētījumos, kas tika veikti Starptautiskā ģeofizikas gada ietvaros (IGY, 1957. gada jūlijs, 1958. gada decembris). Šīs polārblāzmas maksimālās frekvences jostas, kas ir gandrīz regulāri gredzeni, tiek sauktas par ziemeļu un dienvidu polārblāzmas zonām. Novērojumi IGY laikā apstiprināja, ka polārblāzmas abās zonās parādās gandrīz vienlaikus. Daži pētnieki ir ierosinājuši polārblāzmas spirālveida vai dubultā gredzena zonas esamību, kas tomēr nav apstiprināta. Polārblāzmas var parādīties arī ārpus minētajām zonām (Skatīt zemāk ). Vēstures materiāli liecina, ka polārblāzmas dažkārt novērotas pat ļoti zemos platuma grādos, piemēram, Hindustānas pussalā. Auroras darbība un ar to saistītās parādības. Auroras tiek pētītas, izmantojot radaru. Radioviļņus ar frekvencēm no 10 līdz 100 MHz noteiktos apstākļos atspoguļo jonizācijas apgabali, kas rodas atmosfēras augstajos slāņos polārblāzmu ietekmē. Izmantojot augstfrekvences radio signālus un liela attāluma antenas, var iegūt atstarotos viļņus frekvencēs līdz 800 MHz. Radara metode nosaka jonizāciju pat dienas laikā saules gaismā, un tiek fiksētas arī ļoti ātras polārblāzmas kustības. Foto un radaru novērojumu rezultāti liecina, ka polārblāzmu aktivitāte ir pakļauta gan ikdienas, gan sezonālām izmaiņām. Maksimālā aktivitāte dienas laikā ir apm. 23 stundas, savukārt sezonas aktivitātes maksimums ir ekvinokcijas dienās un laika intervālos, kas ir tuvu tiem (marts - aprīlis un septembris - oktobris). Šie aurālās aktivitātes maksimumi atkārtojas samērā regulāri, un galveno ciklu ilgums ir aptuveni 27 dienas un apm. 11 gadi. Visi šie skaitļi parāda, ka pastāv korelācija starp polārblāzmas un Zemes magnētiskā lauka izmaiņām, jo to aktivitātes maksimumi sakrīt, t.i. Polārblāzmas parasti rodas augstas magnētiskā lauka aktivitātes periodos, ko sauc par "traucējumiem" un "magnētiskajām vētrām". Tieši spēcīgu magnētisko vētru laikā polārblāzmas ir redzamas zemākos platuma grādos nekā parasti.

Pulsējošas polārblāzmas parasti pavada magnētiskā lauka pulsācijas un ļoti reti vājas svilpošas skaņas. Šķiet, ka tie rada arī radioviļņus 3000 MHz frekvencē. Jonosfēras novērojumi radioviļņu diapazonā liecina, ka polārblāzmas laikā jonizācija palielinās 80150 km augstumā. Ģeofizisko raķešu novērojumi liecina, ka blīvi pastiprinātas jonizācijas kodoli gar magnētiskā lauka līnijām ir saistīti ar polārblāzmu, un intensīvas polārblāzmas laikā paaugstinās atmosfēras augšējo slāņu temperatūra.

Mirdzuma intensitāte un krāsa. Polārblāzmas mirdzuma intensitāti parasti novērtē vizuāli un izsaka ballēs pēc pieņemtās starptautiskās skalas. Vājas polārblāzmas, kas pēc intensitātes aptuveni līdzvērtīgas Piena ceļam, ir novērtētas I. Polārblāzmas ar intensitāti, kas līdzīga Mēness sakarībai plāniem spalvu mākoņiem II punktā un gubu mākoņiem III punktā, Pilnmēness gaismai IV punktā. Piemēram, III pakāpes intensitāte, kas izplūst no polārblāzmas loka, atbilst vairāku mikrosveču gaismai uz 1 kvadrātmetru. sk. Objektīva metode polārblāzmas mirdzuma intensitātes noteikšanai ir kopējā apgaismojuma mērīšana, izmantojot fotoelementus. Konstatēts, ka spožāko un vājāko polārblāzmu intensitātes attiecība ir 1000:1.

Polārblāzmas ar I, II un III punktu mirdzuma intensitāti (tuvu apakšējai robežai) nešķiet daudzkrāsainas, jo atsevišķu krāsu intensitāte tajās ir zem uztveres sliekšņa. Polārblāzmas ar IV un III luminiscences intensitāti (augšējā robežā) parādās krāsainas, parasti dzeltenīgi zaļas, dažreiz violetas un sarkanas. Kopš 1867. gadā Anderss Anstrēms pirmo reizi norādīja ar spektroskopu uz polārblāzmu, tajās ir atklāts un pētīts liels skaits spektra līniju un joslu. Lielāko daļu starojuma izstaro slāpeklis un skābeklis, kas ir galvenās atmosfēras augsto slāņu sastāvdaļas. Atomu skābeklis parasti dod polārblāzmas dzeltenīgus toņus, dažkārt krāsu nav vispār, spektrā parādās zaļa līnija ar viļņa garumu 5577

, un ir arī sarkanas starojošas polārblāzmas ar viļņa garumu 6300(A tips). Spēcīga molekulārā slāpekļa emisija pie viļņu garuma 4278 un 3914 novērota sarkanās un violetās polārblāzmas loku vai aizkaru apakšējā daļā (B tips). Dažās polārblāzmas formās ir konstatēta ūdeņraža emisija, kas ir svarīgi, lai izprastu polārblāzmu būtību, jo šī emisija norāda uz protonu plūsmas ierašanos. Polārblāzmas izcelsmes teorijas. Kā minēts iepriekš, jau sen ir zināms, ka polārblāzmas parādībām un Zemes magnētiskā lauka traucējumiem jeb magnētiskajām vētrām ir kopīgas dažas svarīgas īpašības. Tāpēc jebkurai teorijai, kas ierosināta, lai izskaidrotu vienu no šīm parādībām, ir jāizskaidro arī otra.

Zemes magnētiskā lauka un polārblāzmas traucējumu biežums ar 27 dienu periodu un 11 gadu ciklu liecina par šo parādību saistību ar Saules aktivitāti, jo Saules rotācijas periods ir apm. 27 dienas, un Saules aktivitāte ir pakļauta cikliskām svārstībām ar vidējo periodu apm. 11 gadi. Fakts, ka gan polārblāzmas, gan Zemes magnētiskā lauka traucējumi ir koncentrēti vienās joslās, liek secināt, ka abus izraisa ātrgaitas elektriski lādētu daļiņu (protonu un elektronu) ietekme, ko izstaro aktīvi Saules apgabali (uzliesmojumi). ) un iekļūstot polārblāzmu zonās Zemes magnētiskā lauka ietekmē

KOSMOSA IZPĒTE UN IZMANTOŠANA) .

Šo ideju tālajā 1881. gadā izvirzīja Eugen Goldstein, un to apstiprināja laboratorijas eksperimenti, ko pirmais veica Kristians Birkelands. Katoda caurulē viņš ievietoja dzelzs lodi, ko viņš sauca par "terrella", kas ir Zemes modelis un ir elektromagnēts, kas pārklāts ar apvalku, kas katoda staru iedarbībā fosforē. Kad Birkelands pakļāva lodi katoda stariem, kas izstaro tieši kamerā, tie nokrita uz lodītes virsmas ap magnētiskajiem poliem, veidojot luminiscences jostas, kas līdzīgas polārblāzmas jostām.

Vēlāk šīs problēmas matemātisko izstrādi veica Karls Frederiks Stērmers. Tā kļuva pazīstama kā Birkeland Störmer teorija, taču tā balstījās uz pieņēmumu, ka no Saules izplūst daļiņu plūsma ar identiskiem elektriskiem lādiņiem. Šī pieņēmuma pamatotība ir ļoti pretrunīga, jo šāda daļiņu plūsma nevarēja tuvoties Zemei elektrostatiskās atgrūšanās dēļ starp līdzīgi lādētām daļiņām.

Frederiks A. Lindemans 1919. gadā ierosināja, ka lādētu daļiņu plūsma parasti ir elektriski neitrāla, jo tā sastāv no vienāda skaita pozitīvo un negatīvo lādiņu. Šo ideju izstrādāja Sidnijs Čepmens un Vincents S.A. Ferraro, un to nedaudz modificēja Deivids F. Mārtins. Tomēr arī šī teorija rada šaubas. Tas liecina par vakuuma esamību eksosfērā un ārpus atmosfēras, taču nesenie novērojumi šajos kosmosa reģionos liecina par lādētu daļiņu klātbūtni.

Daži pētnieki ir izvirzījuši hipotēzi, ka Saules gāzes (plazmas) mākonis, kas, iespējams, sastāv no elektroniem un protoniem, var tuvoties mūsu planētai aptuveni sešu Zemes rādiusu attālumā no Zemes centra. Plazmai iedarbojoties uz Zemes magnētisko lauku, rodas magnetohidrodinamiskie viļņi. Šie viļņi un paātrinātās lādētās daļiņas, kas pārvietojas pa ģeomagnētiskā lauka līnijām, izraisa magnētiskas vētras. Paātrinātās daļiņas iekļūst apmēram līdz augstumam. 95 km polārblāzmas zonās, veidojot blīvus jonizācijas kodolus pa ģeomagnētiskā lauka līnijām un izraisot polārblāzmu elektromagnētisko emisiju mijiedarbības rezultātā ar galvenajām atmosfēras augšējo slāņu sastāvdaļām – skābekli un ūdeņradi.

Liela nozīme var būt arī lādētu daļiņu toroidālajam apgabalam, kas ieskauj Zemi (tā sauktajai Van Allena starojuma jostai), jo īpaši kā ģeomagnētiskā lauka traucējumu un saistīto polārblāzmu izraisītājam. Par iespējamiem polārblāzmu veidošanās cēloņiem uzskatīts Saules ultravioletais starojums, meteori un vēji augstajā atmosfērā. Tomēr neviena no šīm parādībām nevar būt galvenais cēlonis, jo to izmaiņu apjoms nav pietiekami liels, lai izskaidrotu polārblāzmu galvenās īpašības. Nepieciešams veikt turpmākus novērojumus Zemes atmosfēras augstajos slāņos un tālāk, izmantojot raķetes un mākslīgos pavadoņus, pētīt radio emisiju, kā arī rentgena emisiju no Saules un augstas enerģijas daļiņu uzvedību stratosfērā. izmantojot laika apstākļu balonus magnētisko vētru laikā un kad parādās polārblāzmas.

Mākslīgās polārblāzmas. Blāzma, kas līdzīga polārblāzmai, radās kodolsprādzienu rezultātā augstajos atmosfēras slāņos, ko IGY laikā veica ASV Aizsardzības ministrija. Šie eksperimenti bija svarīgi, lai pētītu Van Allena starojuma joslu un dabisko polārblāzmu dabu. Šāda veida polārblāzma tika novērota Maui (Havaju salas) un Apijas (Samoa salas) apgabalā neilgi pēc Teak un Orange kodolsprādzieniem, kas tika veikti aptuveni augstumā. 70 un 40 km virs Džonstonas atola Klusā okeāna centrālajā daļā 1958. gada 1. un 12. augustā. Mirdzums, kas redzams virs Apijas 1. augustā, sastāvēja no sārtinātas loka un stariem, kas vispirms bija violeti, pēc tam sarkani un pakāpeniski kļuva zaļi. Citas mākslīgi izraisītas polārblāzmas, kas saistītas ar Argus I, II un III sprādzieniem, kas tika veikti aptuveni augstumā. 480 km 1958. gada 27. un 30. augustā un 6. septembrī tika novēroti sprādzienu zonā Atlantijas okeāna dienvidu daļā. To krāsa bija sarkana, kas sajaukta ar dzeltenīgi zaļu. Argus III sprādziena laikā sarkanā mākslīgā polārblāzma tika novērota arī pie Azoru salām, Zemes atbilstošo magnētiskā lauka līniju galā pretī sprādziena vietai (t.i., teritorijā, kas ģeomagnētiski konjugēta ar šo).

Šie novērojumi skaidri parāda, ka mākslīgās polārblāzmas sprādziena zonā un ģeomagnētiski saistītajā zonā radīja tik augstas enerģijas daļiņas kā rezultātā radušies elektroni.

b - sadalīšanās kodolsprādziena laikā. Citiem vārdiem sakot, sprādziena radītās lielas enerģijas daļiņas pārvietojās pa ģeomagnētiskā lauka līnijām, veidojot mākslīgās Van Allena starojuma jostas un izraisīja "auuroras" veidošanos abos lauka līniju galos. Spriežot pēc šo polārblāzmu izskata augstuma un krāsu diapazona, var pieņemt, ka to rašanās cēlonis ir atmosfēras skābekļa un slāpekļa ierosme sadursmju rezultātā ar lādētām daļiņām ar lielu enerģiju, kas ir ļoti līdzīgs mehānismam. dabisko polārblāzmu veidošanās.

Iepriekš minētie sprādzieni atmosfēras augstajos slāņos, īpaši Teak un Orange eksperimenti, arī bija saistīti ar būtiskiem traucējumiem Zemes magnētiskajā laukā un jonosfērā. Tādējādi eksperimentu rezultātā tika iegūta svarīga informācija par dabas polārblāzmas un ar to saistītām parādībām.

Ir vēl viena antropogēna parādība, ka atmosfēras augstajos slāņos ir svelme, ko izraisa raķešu radītās nātrija vai kālija gāzes emisijas. Šo parādību var saukt par mākslīgo spīdumu atšķirībā no mākslīgās auroras, jo tās cēloņi ir tuvu tiem, kas izraisa dabisko gaisa mirdzumu.

LITERATŪRA Isajevs S. I., Puškovs N. V.Auroras . M., 1958. gads
Omholts A. Auroras . M., 1974. gads
Voroncovs-Veļiminovs B. A.Esejas par Visumu . M., 1980. gads

Zemes atmosfēra ir planētas gāzveida apvalks. Atmosfēras apakšējā robeža iet tuvu zemes virsmai (hidrosfēra un zemes garoza), bet augšējā robeža ir apgabals, kas saskaras ar kosmosu (122 km). Atmosfērā ir daudz dažādu elementu. Galvenie no tiem ir: 78% slāpekļa, 20% skābekļa, 1% argona, oglekļa dioksīda, neona gallija, ūdeņraža u.c. Interesantus faktus var atrast raksta beigās vai noklikšķinot uz.

Atmosfērā ir skaidri noteikti gaisa slāņi. Gaisa slāņi cits no cita atšķiras pēc temperatūras, gāzu atšķirības un to blīvuma un. Jāpiebilst, ka stratosfēras un troposfēras slāņi aizsargā Zemi no saules starojuma. Augstākajos slāņos dzīvs organisms var saņemt nāvējošu ultravioletā saules spektra devu. Lai ātri pārietu uz vēlamo atmosfēras slāni, noklikšķiniet uz atbilstošā slāņa:

Troposfēra un tropopauze

Troposfēra - temperatūra, spiediens, augstums

Augšējā robeža ir aptuveni 8-10 km. Mērenajos platuma grādos tas ir 16 - 18 km, bet polārajos platuma grādos tas ir 10 - 12 km. Troposfēra- Tas ir zemākais galvenais atmosfēras slānis. Šis slānis satur vairāk nekā 80% no kopējās atmosfēras gaisa masas un gandrīz 90% no visa ūdens tvaiku. Tieši troposfērā rodas konvekcija un turbulence, veidojas un notiek cikloni. Temperatūra samazinās, palielinoties augstumam. Gradients: 0,65°/100 m. Apsildāma zeme un ūdens silda apkārtējo gaisu. Uzkarsētais gaiss paceļas, atdziest un veido mākoņus. Temperatūra slāņa augšējās robežās var sasniegt – 50/70 °C.

Tieši šajā slānī notiek klimatisko laika apstākļu izmaiņas. Tiek saukta troposfēras apakšējā robeža pirmais līmenis, jo tajā ir daudz gaistošu mikroorganismu un putekļu. Vēja ātrums palielinās, palielinoties augstumam šajā slānī.

Tropopauze

Tas ir troposfēras pārejas slānis uz stratosfēru. Šeit temperatūras samazināšanās atkarība, palielinoties augstumam, apstājas. Tropopauze ir minimālais augstums virs jūras līmeņa, kurā vertikālais temperatūras gradients nokrītas līdz 0,2°C/100 m. Tropopauzes augstums ir atkarīgs no spēcīgiem klimatiskajiem apstākļiem, piemēram, cikloniem. Tropopauzes augstums samazinās virs cikloniem un palielinās virs anticikloniem.

Stratosfēra un stratopauze

Stratosfēras slāņa augstums ir aptuveni 11 līdz 50 km. 11 - 25 km augstumā ir nelielas temperatūras izmaiņas. 25 - 40 km augstumā tas tiek novērots inversija temperatūra, no 56,5 paaugstinās līdz 0,8°C. No 40 km līdz 55 km temperatūra saglabājas 0°C. Šo apgabalu sauc - Stratopauze.

Stratosfērā tiek novērota saules starojuma ietekme uz gāzes molekulām, tās sadalās atomos. Šajā slānī gandrīz nav ūdens tvaiku. Mūsdienu virsskaņas komerciālās lidmašīnas stabilu lidojuma apstākļu dēļ lido augstumā līdz 20 km. Liela augstuma laika gaisa baloni paceļas 40 km augstumā. Šeit ir stabilas gaisa straumes, to ātrums sasniedz 300 km/h. Arī koncentrēts šajā slānī ozons, slānis, kas absorbē ultravioletos starus.

Mezosfēra un mezopauze - sastāvs, reakcijas, temperatūra

Mezosfēras slānis sākas aptuveni 50 km augstumā un beidzas 80 - 90 km augstumā. Temperatūra pazeminās, palielinoties augstumam par aptuveni 0,25-0,3°C/100 m. Galvenais enerģētiskais efekts šeit ir starojuma siltuma apmaiņa. Sarežģīti fotoķīmiskie procesi, kuros iesaistīti brīvie radikāļi (tam ir 1 vai 2 nepāra elektroni), jo viņi īsteno spīdēt atmosfēra.

Gandrīz visi meteori sadeg mezosfērā. Zinātnieki nosauca šo zonu - Ignorosfēra. Šo zonu ir grūti izpētīt, jo aerodinamiskā aviācija šeit ir ļoti slikta gaisa blīvuma dēļ, kas ir 1000 reižu mazāks nekā uz Zemes. Un mākslīgo pavadoņu palaišanai blīvums joprojām ir ļoti augsts. Pētījumi tiek veikti, izmantojot laikapstākļu raķetes, taču tā ir perversija. Mezopauze pārejas slānis starp mezosfēru un termosfēru. Tam ir vismaz -90°C temperatūra.

Karmana līnija

Kabatas līnija sauc par robežu starp Zemes atmosfēru un kosmosu. Saskaņā ar Starptautiskās Aviācijas federācijas (FAI) datiem šīs robežas augstums ir 100 km. Šī definīcija tika dota par godu amerikāņu zinātniekam Teodoram fon Karmanam. Viņš konstatēja, ka aptuveni šajā augstumā atmosfēras blīvums ir tik zems, ka aerodinamiskā aviācija šeit kļūst neiespējama, jo lidmašīnas ātrumam jābūt lielākam bēgšanas ātrums. Šādā augstumā skaņas barjeras jēdziens zaudē nozīmi. Šeit lidmašīnu var vadīt tikai ar reaktīvo spēku palīdzību.

Termosfēra un termopauze

Šī slāņa augšējā robeža ir aptuveni 800 km. Temperatūra paaugstinās līdz aptuveni 300 km augstumam, kur tā sasniedz aptuveni 1500 K. Virs temperatūra paliek nemainīga. Šajā slānī notiek Polārās gaismas- Rodas saules starojuma ietekmes uz gaisu rezultātā. Šo procesu sauc arī par atmosfēras skābekļa jonizāciju.

Zemā gaisa retuma dēļ lidojumi virs Karmanas līnijas ir iespējami tikai pa ballistiskajām trajektorijām. Visi pilotētie orbitālie lidojumi (izņemot lidojumus uz Mēnesi) notiek šajā atmosfēras slānī.

Eksosfēra - blīvums, temperatūra, augstums

Eksosfēras augstums pārsniedz 700 km. Šeit gāze ir ļoti reta, un process notiek izkliedēšana— daļiņu noplūde starpplanētu telpā. Šādu daļiņu ātrums var sasniegt 11,2 km/sek. Saules aktivitātes palielināšanās noved pie šī slāņa biezuma paplašināšanās.

Gāzes apvalks nelido kosmosā gravitācijas dēļ. Gaiss sastāv no daļiņām, kurām ir sava masa. No gravitācijas likuma mēs varam secināt, ka katrs objekts ar masu tiek piesaistīts Zemei.
Buys-Ballot likums nosaka, ka, ja atrodaties ziemeļu puslodē un stāvat ar muguru pret vēju, tad labajā pusē būs augsta spiediena un kreisajā pusē zema spiediena zona. Dienvidu puslodē viss būs otrādi.