Полярно сияние (аврора): какво е, как възниква и къде се вижда

Научно обяснение на полярното сияние: как възниква, кога и къде се вижда, най-добри локации и практични съвети за наблюдение на аврората.

Аврората, наричана още полярно сияние, северно сияние или южно сияние, е естествено светлинно явление в горните слоеве на атмосферата. Обикновено се наблюдават във високите географски ширини (Арктика и Антарктика), но при силни геомагнитни бури могат да се видят и по на юг. Полярните сияния възникват, когато магнитосферата на Земята се смущава от слънчевия вятър и заредени частици от Слънцето попадат в горните слоеве на атмосферата и взаимодействат с нейните газове.

Как възниква полярното сияние

Процесът започва със слънчеви изхвърляния — потоци от електрони и протони (слънчев вятър и коронарни масови изхвърляния). Когато тези заредени частици достигнат околоземното пространство, те се насочват по магнитните полюси на Земята и проникват в магнетосферата. При взаимодействие с атомите и молекулите в горните слоеве на атмосферата (най-вече кислород и азот) частиците предават енергия, което води до възбуждане и последващо емитиране на фотони — видимата светлина, която наричаме аврора.

Цветове и височина

• Зелено: най-честият цвят, произлизащ от възбуждение на атомен кислород на височини около 100–150 км (честота около 557.7 nm).
• Червено: идва от кислород на по-големи височини (>200 км) и е по-рядко срещано.
• Синьо и виолетово: резултат от взаимодействие с молекулен азот на по-ниски височини (под ~100 км).
• Розово, бяло и нюанси: комбинации от горните емисии и интензитет на вълните.

Аврорите се появяват на различни височини — обикновено между 80 и 1000 км над земната повърхност, като най-ярките форми са в диапазона 100–300 км.

Форми и поведение

Аврорите могат да изглеждат като:

• дълги ленти или арки, простиращи се по хоризонта;
• завеси или "пердета" с вертикални ивици (ray structures);
• корони — когато сиянието се вижда концентрирано над наблюдателя;
• пулсиращи петна и неоднородни пачки.

Интензитетът и формата зависят от силата и продължителността на слънчевия вятър, от геомагнитната активност и от локалните атмосферни условия.

Къде и кога да ги видим

Полярното сияние около Северния полюс се нарича Aurora borealis или "северно сияние". Около Южния полюс то се нарича Aurora australis или "южна зора", или "южно сияние". То може да се види от големи разстояния, като се простира в небето на стотици километри.

Най-добри места за наблюдение са райони с висока магнитна ширина — северни части на Норвегия (например Tromsø, Abisko), Исландия, Гренландия, северна Канада (Yukon, Nunavut), Аляска, както и изолирани станции в Антарктика и понякога южните части на Нова Зеландия и Тасмания при силни бури.

Полярните сияния могат да се появят по всяко време, но могат да се видят само през нощта, тъй като светлината им не е толкова силна, колкото дневната. Най-удобно е при ясни, мрачни нощи с малко светлинно замърсяване. Сезонно — есен и пролет често дават по-голяма геомагнитна активност (особено около равноденствията), но явлението може да се случи през цялата година при подходяща слънчева активност.

Прогнози и индекси

Геомагнитната активност се измерва с индекси като Kp (0–9). По-висока Kp означава по-широко разпространение на аврорите към по-ниските географски ширини. За любители в средни ширини често трябва да се очаква Kp ≥ 5–6, за да има шанс да видят явлението. Има множество прогнози и приложения за "aurora forecast", които показват очакваната активност и най-вероятните часове за наблюдение.

Съвети за наблюдение и фотография

• Изберете тъмно място, далеч от улично осветление и градски светлини.
• Проверете прогнозата за облаци и геомагнитната активност.
• За фотография: използвайте статив, широкоъгълен обектив, ръчен фокус на безкрайност, ISO 800–6400 (в зависимост от камерата и условията), експозиции от 5 до 30 секунди и снимане в RAW формат.
• Облечете се топло — нощите на високите ширини са студени дори през лятото.

Научни и практични последици

Аврорите са не само красиви: те са индикатор за активността на Слънцето и взаимодействието му със Земята. Силни геомагнитни бури, свързани с аврори, могат да повлияят на сателити, GPS-сигнали, радиокомуникации и електропреносни мрежи. Затова мониторингът на "space weather" е важен за защитата на технологични системи.

Митове, легенди и култура

Във всички страни, където това явление се среща редовно, с полярното сияние се свързват много легенди. Различните народи имат свои тълкувания — от духове на предците до божества, послания и предзнаменования. Днес аврорите също са важна част от туризма в северните региони и вдъхновение за изкуство, музика и литература.

Безопасност

Наблюдаването на полярно сияние е безопасно за хората. Самото явление не представлява опасност за здравето. Въпреки това при екстремни геомагнитни бури могат да възникнат технологични проблеми, затова институции и оператори следят и предприемат мерки при нужда.

Полярните сияния са едно от най-впечатляващите природни явления — съчетание от космическа динамика, земна магнитна среда и атмосферна химия, което предлага и научен интерес, и естетическо преживяване.

Въпроси и отговори

В: Какво представлява полярното сияние?

В: Къде обикновено се наблюдават полярните сияния?

В: Какво причинява полярните сияния?

В: Какво представлява полярното сияние?

В: Какво е австралийското сияние?

В: Кога се появяват полярните сияния и кога могат да се видят?

В: Какви легенди са свързани с полярното сияние?

Търсене по буква