Полярное сияние для детей

Ирина Шевцова
Конспект занятия «Северное сияние» в подготовительной группе

.Тема: «Северное сияние».

Цель: Совершенствовать технику рисования постелью, тушевки и штриховки. Вызвать интерес к изображению северного сияния в виде «каскадов» многоцветных штрихов. Развивать восприятие цвета. Поддерживать интерес к познанию явлений природы.

Материалы и оборудование: Цветные листы, пастель, клей — карандаши, цветной клей — гель, фольга, кисточки, блестки, фотографии, презентация «Северное сияние».

Ход занятия.

Ребята, вы знаете, что в природе круглый год происходят чудеса?

Какие это чудеса вы узнаете, если отгадаете загадку.

ЗАГАДКА

Там сверкают небеса!

Яркий всплох там и тут,

Только это не салют (северное сияние)

Воспитатель показывает детям презентацию «Северное сияние». Уточняет представление детей об этом красивом явлении природы. Северное сияние – мистическое, непредсказуемое и красивое небесное свечение, внезапно появляющееся и точно так же исчезающее. А как оно происходит? Прежде всего, нужно сказать, что оно происходит только в ясную морозную ночь, когда за 3 дня до этого стояли сильные морозы. Небо, как правило ясное, если облачно, то вся красота будет закрыта облаками. Давным – давно люди верили в то, что игра красок на небесах нечто иное как танец богов. Некоторые племена видели в этом явлении недоброжелательность, и даже брали оружие для защиты, если им приходилось выходить на улицу.

Сейчас же известно, что северное сияние появляется, когда на солнце происходят взрывы.

Северное сияние всегда интересно. Само название говорит нам о том, что данное явление происходит на крайнем Севере, за полярным кругом, а также на Кольском полуострове в Мурманске. Там это явление происходит довольно часто. Но подобные чудеса природы доступны не для всех жителей Земли. В России северное сияние можно увидеть во всех регионах, расположенных вблизи Полярного круга, начиная от Мурманска и заканчивая Чукоткой. Это зрелище захватывает дух, и может продолжаться от десяти минут до нескольких суток. В общей сложности жители Заполярья могут наблюдать это уникальное явление до двухсот ночей в году.

Воспитатель предлагает сравнить северное сияние с радугой (в радуге цвета размещены в определенном порядке и неподвижны: если радуга появляется, мы какое то время видим ее без изменений. Пока она не «растает», а в полярном сиянии нежные цвета переливаются и сверкают, как огоньки на новогодней елке.

Физкультминутка

Быстро встаньте, улыбнитесь,

Выше, выше подтянитесь.

Ну-ка, плечи распрямите,

Поднимите, опустите,

Влево, вправо повернулись,

Рук коленями коснулись.

Сели, встали, сели, встали

И на месте побежали.

Дети садятся за столы.

Ребята, давайте представим, что вы юные художники, а это ваша творческая мастерская. Вы сейчас посмотрели на чудо природы. Как называется это природное явление? Северное сияние! Это великолепие ни с чем не сравнимо! Скажите на что похоже северное сияние? (ответы детей) – на заборчик, зигзаги, волны, цветомузыку, гирлянду, цветной дождь, и т. д.

А что ж такое на севере сияние?

Когда оно сияет и крутится в узор,

И красотой своею притягивает взор.

То крутится в спирали, то тянется дугой,

И каждую минуту цвет разный и другой

Сверкает и играет, цветами небосклон,

Хотя на темном фоне ведь полон ночи он.

Бывает лишь зимою, когда полярная ночь,

А день такой короткий, уходит быстро прочь.

Сегодня ребята мы будем рисовать пастелью. Если вы хотите чтобы у вас было только небо, значить вы рисунок располагаете на весь лист бумаги. А если нет, то лист нужно разделить на неравные части и прорисовать линию горизонта. Затем берем палочку пастели и не отрывая от бумаги тушуем туда – сюда, получится каскад или столб света, который спускается с неба на землю. Чтобы была плавность переходов, нужно тушевать так, чтобы цветные каскады немножко смешивались — накладывались друг на друга. Чтобы изменить форму каскада,рисую так: вверху штрихую узко, а к низу все шире и шире — похоже на высокий неправильный треугольник или юбочку. И наоборот вверху тушую широко, а к низу все уже и уже.

ПАЛЬЧИКОВАЯ ГИМНАСТИКА.

У девочек и мальчиков

На руке пять пальчиков:

Палец большой — парень с душой,

Палец указательный — господин влиятельный,

Палец средний — тоже не последний.

Палец безымянный — с колечком ходит чванный,

Пятый — мизинец, принес вам гостинец.

Дети приступают к рисованию.

Рассматриваем полярное сияние, добавляем цветные штрихи и пятна (растираем пальцем). Если вы хотите завершить ваш рисунок необычно. Можно взять клей карандаш и нанести на лист бумаги вот такие движения||||.Или же можно взять полоску фольги и приклеить на свой рисунок—вот так. Возьмем кисточку и обратной стороной процарапаем несколько неровных полосок в фольге. /\/\/\/\ вот так. Вот вы и нарисовали северное сияние.

Итог занятия.

Разноцветные полоски

Украшают небосвод

Северное сиянье-

Это красок хоровод.

Полярное сияние или аврора (Aurora Borealis) это естественное свечение (люминесценция) неба, которое хорошо видно, особенно, в высоких широтах, оно вызвано столкновением заряженных частиц с атомами в верхних слоях атмосферы (термосферы).

Общая информация

Как образуется полярное сияние? Заряженные частицы магнитосферы, которые она захватывает из солнечного ветра, направляются магнитным полем Земли в атмосферу. Большинство сияний происходят в регионах, известных как зоны полярных сияний, которые, как правило, располагаются на удалении 10-20 градусов от магнитного полюса, определяемого осью магнитного диполя Земли. Во время геомагнитной бури, эти зоны расширяются до более низких широт, так что появляется возможность увидеть полярное сияние в Москве.

Классификация

Северное сияние над озером

Полярное сияние как природное явление классифицируются на диффузное и точечное (дискретное). Диффузное выглядит как безликое свечение в небе, которое может быть не видно невооруженным глазом, даже в темную ночь. Точечные — различаются по яркости, от едва видимых невооруженным глазом, до достаточно ярких, настолько, чтобы читать газету в ночное время. Точечное северное сияние можно увидеть только на ночном небе, потому что оно не настолько яркое, чтобы стать заметным и днем. Полярное сияние на севере России известно, как северное полярное сияние.

Сияние в Центральном Иллинойсе

Северное сияние причины возникновения

Северное сияние возникает в стратосфере вблизи магнитного полюса, оно видно в виде зеленоватого свечения, иногда с примесями красного. Точечные полярные сияния часто демонстрируют линии магнитного поля, и могут изменять свою форму от нескольких секунд до нескольких часов. Когда можно увидеть северное сияние? Оно чаще всего происходит вблизи равноденствия.

Магнитное поле Земли и сияния тесно связаны. Магнитное поле Земли захватывает частицы солнечного ветра, многие из которых затем перемещаются по направлению к полюсам, где и сталкиваются с атмосферой Земли. Столкновения между этими ионами, атмосферными атомами и молекулами и приводит к выбросам энергии в виде свечения атмосферы, появляющихся в виде больших кругов вокруг полюсов. Аврора более яркая во время интенсивной фазы солнечного цикла, когда выбросы корональной массы многократно увеличивают интенсивность солнечного ветра. Полярное сияние на Юпитере, Сатурне, Уране и Нептуне можно посмотреть в этой статье.

Южный полюс

Асимметрия сияния

Есть ли северное сияние на южном полюсе? Да, полярное сияние на южном полюсе, имеет те же особенности, которые почти идентичны северному. Есть ли северное сияние в Антарктиде, спросите вы? Да, их видно из высоких южных широт Антарктики, Южной Америки, Новой Зеландии и Австралии.

Как образуется северное сияние

Оно является результатом высвобождения фотонов в верхней части земной атмосферы, на высоте примерно 80 км. Молекулы азота и кислорода под действием заряженных солнечных частиц переходят в возбужденное состояние, а при переходе в основное состояние восстанавливается электрон и излучается квант света. Различные молекулы и атомы дают разный цвет свечения, например: кислород — зеленый или коричневато-красный, в зависимости от количества поглощенной энергии, азот синий или красный. Синий цвет азота возникает, если атом восстанавливает электрон ионизации, красный — при переходе в основное состояние из возбужденного.

Роль кислорода

Кислород является необычным элементом с точки зрения его возвращения в основное состояние: этот переход может занимать ¾ секунды, а излучать зеленый свет до двух минут, после чего он становится красным. Столкновения с другими атомами или молекулами поглощают энергию возбуждения и предотвращают излучение света. В верхних частях атмосферы процент кислорода низкий и такие столкновения достаточно редки, что дает время кислороду излучать красный квант света. Столкновения становятся более частыми по мере продвижения вглубь атмосферы, так что ближе к поверхности красное излучение не успевает образоваться, а у поверхности даже зеленое свечение прекращается.

Галерея изображений




Изображения авроры сегодня встречаются значительно чаще, в связи с ростом качества и доступности цифровых камер, которые имеют достаточно высокую чувствительность. Ниже представлена галерея наиболее впечатляющих снимков.

Солнечный ветер и магнитосфера

Земля постоянно погружена в потоки солнечного ветра — разреженного потока горячей плазмы (газ из свободных электронов и положительных ионов), испускаемых Солнцем во всех направлениях, который образуется в результате воздействия двух миллионов градусов тепла Солнечной короны.

Солнечный ветер, как правило, достигает Земли со скоростью около 400 км/с, плотностью около 5 ионов/см3 и напряженностью магнитного поля 2-5 нТл (Напряженность магнитного поля Земли измеряется в Теслах и у поверхности Земли, она как правило, составляет 30,000-50,000 нТл). Во время магнитных бурь, потоки солнечной плазмы могут быть в несколько раз быстрее и межпланетное магнитное поле (ММП) может быть гораздо сильнее.

Межпланетное магнитное поле формируется на Солнце, в области солнечных пятен, а по его силовым линиям в космос простирается солнечный ветер.

Земная магнитосфера

Схема Земной магнитосферы

Земная магнитосфера формируется под воздействием солнечного ветра и магнитного поля Земли. Оно образует собой препятствие на пути солнечного ветра, отвлекая его, на среднем расстояние около 70 000 км (11 радиусов Земли), и формирует головную ударную волну на расстоянии от 12000 км до 15000 км (от 1,9 до 2,4 радиусов). Ширина магнитосферы Земли, как правило составляет 190 000 км (30 радиусов), а на ночной стороне длинный шлейф магнитосферы, из вытянутых силовых линий поля, распространяется на огромные расстояния (> 200 радиусов Земли).

Поток плазмы в магнитосфере растет с увеличением плотности и турбулентности в потоке солнечного ветра.

В дополнение к перпендикулярному столкновению с магнитным полем Земли, некоторые потоки магнитосферной плазмы двигаются вниз и вверх, вдоль силовых линий магнитного поля Земли и теряют энергию в авроральных зонах атмосферы, вот от чего появляется северное сияние. Магнитосферные электроны ускоряются и сталкиваясь с газами атмосферы вызывают свечение атмосферы.

Частота встречаемости

Карта сияний в Евразии

Карты Северной Америки и Евразии с границей полярных сияний при разных уровнях геомагнитной активности; Kp = 3 соответствует низкому уровню геомагнитной активности, в то время как Kp = 9 — самый высокий уровень.

Карта сияний в Америке

Полярное сияние в России иногда наблюдаются и в умеренных широтах, когда магнитная буря временно увеличивает авроральный овал. При индексе геомагнитной активности Кр=6-9 возможно увидеть на широте Москвы.

Северное сияние: прогноз

Северное сияние в режиме реального времени (онлайн), обновление происходит каждые 30 секунд

Магнитные бури и северное сияние наиболее распространены во время пика одиннадцатилетнего цикла солнечной активности и в течение трех лет после этого пика. В авроральной зоне вероятность образования свечения, зависит в основном от уклона межпланетного магнитного поля.

Ось вращения Солнца наклонена 8 градусов по отношению к плоскости орбиты Земли. Солнечный ветер выдувает потоки плазмы быстрее от солнечных полюсов, чем от экватора, тем самым средняя скорость частиц у магнитосферы Земли убывает каждые шесть месяцев. Скорость солнечного ветра наибольшая (в среднем примерно на 50 км/с) в районе 5 сентября и 5 марта, когда Земля располагается под максимально высоким углом к плоскости вращения Солнца.

Почему возникает северное сияние

«Блуждающий свет»

Из-за столкновений между молекулами и атомами атмосферы Земли и заряженными частицами, захваченными магнитосферой из солнечного излучения. Различия в цвете обусловлены типом газа, который сталкивается. Наиболее распространенным цветом свечения является бледно-желтовато-зеленый, который формируется молекулами кислорода, расположенными на высоте 80 км над землей. Редкие полярные сияния красного цвета формируются атомами кислорода на высоте порядка 300 км. Азот ответственен за синий или пурпурный-красный цвет.

Влияние солнечной активности

Связь между северным сиянием и солнечной активностью была заподозрена примерно в 1880 году. Благодаря исследованиям, проведенным с 1950-х, мы теперь знаем, что электроны и протоны солнечного ветра захватываются магнитосферой Земли и сталкиваются с газами в атмосфере.

Температура над поверхностью Солнца (речь идет о короне, сама поверхность Солнца имеет температуру ок. 6000 градусов) составляет миллионы градусов по Цельсию. При этой температуре, столкновения между ионами весьма интенсивны. Свободные электроны и протоны вырываются из солнечной атмосферы в результате вращения Солнца и улетают через прорехи в магнитном поле. В околоземном пространстве, заряженные частицы в значительной степени отклоняются магнитным полем Земли. Магнитное поле Земли слабее всего на полюсах и поэтому заряженные частицы попадают в атмосферу Земли и сталкиваются с частицами газа именно на полюсах. Эти столкновения излучают свет, который мы воспринимаем как полярное сияние.

Где наиболее подходящее место для наблюдения Северного сияния

Их можно увидеть в северном или южном полушарии, в виде неправильной формы овала с центром над магнитным полюсом. Ученые узнали, что в большинстве случаев, полярное сияние на разных полюсах являются зеркальным отображением друг друга, которое происходит в то же время, с аналогичной формой и цветом.

Поскольку явления происходят вблизи магнитных полюсов, то северное сияние удобно наблюдать за северным полярным кругом. Их можно также увидеть на южной оконечности Гренландии и Исландии, северном побережье Норвегии и к северу от Сибири. Южные полярные сияния сосредоточены в кольце вокруг Антарктиды и южной части Индийского океана.

Области, которые избежали, так называемое, световое загрязнение — лучшие места, чтобы наблюдать за сияниями.

Наиболее подходящее время наблюдений сияний

Исследователи обнаружили, что полярные сияния является циклическими, достигая пика примерно каждые 11 лет (что совпадает с 11-летним периодом активности Солнца). Предыдущие такой пик пришелся на период 2013 года.

Зима на Севере это хорошее время, чтобы посмотреть на слабое свечение атмосферы. Короткий световой день и длинные, ясные ночи предоставляют множество хороших возможностей для их наблюдения. Обычно лучшее время это полночь.

Вид с МКС

Звуки генерируемые сияниями

Иногда сияния могут генерировать различные шумы, такие как хлопки, треск и статические звуки, как правило, слабые и короткие. В течение длительного времени ученые сомневались в этом явлении, так как звук было тяжелее задокументировать, к тому же аврора располагается слишком высоко в небе, чтобы быть услышанной на земле. Тем не менее, исследователи из Университета Аалто в Финляндии, опубликовал исследование в 2012 году, в котором было указано то, что им удалось записать различные шумы коррелирующие с визуальным присутствием северного сияния. Ученые утверждают, что эти звуки образовались на высоте около 70 метров над землей. Звуки сформировались в результате взаимодействия солнечных частиц и газов атмосферы. Университет Аляски отмечает, что звуки издаваемые полярными сияниями настолько редки, что существует очень мало людей, которым посчастливилось их услышать. Их образование возможно только во времена максимальной солнечной активности, при безветренной ночи и вдали от других источников шума.

В каких странах можно наблюдать северное сияние

Северное сияние в Австралии

Самое красивое северное сияние чаще всего бывает замечено в высоких широтах — Аляска, Канада, север Скандинавии, Гренландии и Исландия — и во время максимумов солнечного цикла. Где можно увидеть северное сияние в России? Самый дешевый способ увидеть сияния в РФ — поездка в Мурманск.

Ответы на наиболее распространенные вопросы

  1. Что такое северное сияние? Это свечение верхних слоев атмосферы Земли, возникающее в результате соударения заряженных солнечных частиц и газов в атмосфере. А Северное потому, что происходит в Северном полушарии.
  2. Почему происходит северное сияние? Потому что в процессе взаимодействия заряженных частиц и атомов кислорода и азота (основные компоненты атмосферы), последние переходят в возбужденное состояние испуская при этом кванты света. Также атомы излучают фотоны и при обратном переходе в основное состояние.
  3. Когда бывает северное сияние? Во время сильных магнитных бурь, следите за космической погодой!
  4. Как часто бывает северное сияние? Чаще всего они возникают на пике 11-летнего Солнечного цикла и в течении 2-3 после него.
  5. Можно ли увидеть днем северное сияние? Нет, солнечный свет почти полностью забивает слабое свечение атмосферы.
  6. Полярное сияние на разных полюсах идентично? Фактически да, оно повторяет форму, цвета и продолжительность, но ученые выявили что на разных полюсах оно, все же, имеет небольшие отличия.
  7. Полярное сияние видно из космоса? Как раз из космоса его лучше всего наблюдать. С орбиты вы сможете увидеть так называемый авроральный овал, формирующийся у магнитных полюсов нашей планеты.

    Полярное сияние с МКС

  8. Где можно наблюдать северное сияние? В любых местах наиболее близко расположенных к Северному и Южному полюсу, чем ближе, тем оно ярче и выше будет располагаться над головой. В каких странах можно увидеть северное сияние: Исландия, Норвегия, Дания, Россия, Канада и на острове Гренландия.
  9. Где в России увидеть северное сияние можно в наилучших условиях? Если нет возможности поехать ближе к северному магнитному полюсу, то можно ограничится поездкой в Мурманск.
  10. Почему полярное сияние называют северной авророй? Потому что аврора это и есть полярное сияние, а так как мы с вами живем в Северном полушарии, то для нас она северная аврора.
  11. Бывает ли северное сияние летом? Да, оно происходит в любое время года и зависит от солнечных бурь.

Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!

Просмотров записи: 55497

Запись опубликована: 01.03.2014
Максим Заболоцкий

Полярное сияние – это одно из самых красивых и, можно сказать, даже в чем-то мистическое, проявление атмосферных явлений. Его необычные формы, изменчивость цветов и оттенков всегда вводят человека, наблюдающего за ним, в состояние, схожее с немым шоком.

После такого вступления хотелось бы сделать акцент на том, что полярное сияние бывает двух видов: северное и южное. Уже по их названию можно понять, что северное полярное сияние возникает на северном полюсе, а южное полярное сияние — на южном. Однако это вовсе не говорит о том, что это чудо природы можно увидеть только в том случае, если наблюдатель находится непосредственно на одном из полюсов.

К слову, южное полярное сияние ученые видели в Австралии и даже в Греции.

Что же представляет собой полярное сияние и почему оно возникает? Какие факторы влияют на его формы, цвет и продолжительность? Эти и ряд других вопросов всегда будоражили умы людей еще с глубокой древности. К слову, полярное сияние довольно часто упоминается в трудах Плиния и Аристотеля, которые пытались при помощи рассуждений объяснить его природу. Большинство же языческих племен, которым удавалось наблюдать в небе разноцветное свечение, объясняли его довольно просто — это гнев богов, которые проявили свою силу и предупреждают непокорных о том, что их ждут страшные испытания, голод, войны, болезни. Правда, полярное сияние наводило ужас и на более развитые древние цивилизации, например, на Римскую империю в период ее расцвета. Римляне твердо уверовали, что именно яркое свечение на небе предупредило величественный город о гибели правителя Гая Юлия Цезаря.

Народы, живущие на севере, привыкшие часто наблюдать полярное сияние, более спокойно относились к этому атмосферному явлению. Они объясняли его довольно просто: отражение света солнца или луны ото льда или морского зеркала. Естественно, они не связывали северное полярное сияние с гневом сверхъестественных существ, иначе от частоты предупреждений грядущих катастроф можно было бы попросту сойти с ума. Северяне, живущие в России, называют это атмосферное явление по своему: сполох или пазорь. Из слова пазорь понятно, что это слово означает что-то вроде зори, а вот сполох, характеризует полярное сияние только ярко-алого цвета. Такое зарево появляется в том месте, где бушует пожар. В старину довольно часто при сполохе к месту полярного сияния сбегались соседи, чтобы оказать пострадавшим помощь в тушении пожара.

Полярное сияние (северное сияние) с точки зрения науки

Ученые уже достаточно давно объяснили природу такого интересного и захватывающего своей красотой атмосферного явления, как полярное сияние. Причиной возникновения полярного сияния является наше светило, на котором постоянно возникают вспышки и взрывы.

Сравнить их мощность с чем-то на нашей планете практически невозможно: мельчайшие частицы вещества, из которого и состоит солнце, выбрасываются в космос с огромной силой. Чем сильнее вспышка на солнце, тем больше вещества выбрасывается в сторону его планетарной системы. Стоит отметить, что заряженные частицы несутся в космосе с огромной скоростью и способны преодолеть расстояние от солнца до планеты Земля менее чем за 30 часов. Как всем хорошо известно, из такого сложного школьного предмета, как физика, Земля обладает магнитным полем.

Именно оно «переносит» большинство электронов и протонов к полюсам нашей планеты. Так как на полюсах планеты атмосфера наиболее разрежена, там и возникает полярное сияние. Видимый глазу солнечный ветер — так еще можно проще объяснить это одно из чудес природы. Разноцветные узоры, короны, переливающиеся фантастическими красками пятна – все это проявления полярного сияния. Чем сильнее вспышка на солнце, тем ярче и продолжительнее сияние. Удивительно то, что само сияние происходит на высоте до 140 километров от поверхности Земли.

Чаще всего захватывающее дух зрелище проявляет себя во всей своей красе над территорией Северной Гренландии, в Сибири, в Норвегии и на Аляске.

К слову, повышенную активность солнца могут ощутить на себе и люди, страдающие различными хроническими заболеваниями. Зачастую скорость и количество электронов и протонов может быть настолько велика, что магнитное поле не всегда способно «переправить» их к полюсам: в этом случае довольно часто на Земле выходит из строя электроника, на время пропадает радиосвязь.

Полярное сияние – это явление, которое, как выяснилось, характерно не только для планеты Земля. Телескоп Хаббл, который облетал самую огромную планету нашей солнечной системы Юпитер, передал снимки полярного сияния на ее полюсах. Так как магнитное поле Юпитера во много раз превышает по мощности магнитное поле Земли, то и полярное сияние там в тысячи раз ярче. Оно охватывает не только Юпитер, но и его спутники.

К слову, полярное сияние может возникнуть на любой из планет нашей солнечной системы, по предположениям, даже на самой удаленной от солнца. Исключение составляет только Венера, на которой нет магнитного поля, а значит, и не может возникнуть полярного сияния: всю атаку заряженных и смертоносных солнечных частиц на себя принимает вся поверхность планеты.

Искусственное полярное сияние (северное сияние)

Возможно ли насладиться таким фантастическим зрелищем, как полярное сияние, создав его искусственно? Естественно, можно. В лабораториях довольно часто проводятся опыты, где ученые изучают особенности и свойства этого атмосферного явления, его влияние на живые организмы. Также искусственное «полярное сияние» можно «довольно просто» создать и в более крупных масштабах. Для этого необходимо всего лишь… взорвать на высоте 40 километров над поверхностью Земли атомную бомбу.

При ядерном взрыве в слоях атмосферы возникает свечение, практически полностью идентичное полярному сиянию. Фантастическим зрелищем смогли полюбоваться 1 и 12 августа 1958 года наблюдатели из Соединенных Штатов Америки, испытывавшие атомные бомбы над атоллом Джонстон. Тогда были взорваны две бомбы на высоте 40 и 70 километров над поверхностью Тихого океана. На этих двух взрывах американцы не остановились, и уже с 27 августа по 6 сентября провели еще три испытания. Удивительно, но после них малиновое сияние, плавно переходящее в фиолетовое, можно было наблюдать на противоположном конце планеты. Ученые объяснили такой «феномен» достаточно просто: противоположная сторона планеты геомагнитно сопряжена с территорией, над которой проводились испытания.

В последнее время различные туристические агентства предлагают своим клиентам туры в места, где можно воочию увидеть полярное сияние, вызванное, конечно же, естественными причинами, а не связанные с испытаниями ядерного оружия.

Если турист уверен в своих силах и способен перенести суровый климат, ему следует обязательно принять такое предложение, ведь это зрелище действительно выглядит фантастически и на всю жизнь останется в памяти.

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Основная общеобразовательная школа № 34» города Сыктывкара

(МОУ «ООШ № 34» г. Сыктывкара)

«Öкмыс класса 34 №-а школа» Сыктывкарса муниципальнöй велöдан учреждение

(«34 №-а ÖКШ» Сыктывкарса МВУ)

Исследовательская работа

на тему

«Откуда берётся северное сияние?»

Выполнил: ученик 4 «А» класса

МОУ «Основная общеобразовательная школа №34» г. Сыктывкара

Сокол Кирилл

Руководитель: Федорова

Наталья Алексеевна.

Сыктывкар, 2016 год.

1. Введение 3

2. Что такое Северное сияние и как оно образуется? 3

2.1 Что думали наши предки про северное сияние? 3-4

2.2 Научное обоснование этого явления. 4-5

3. Где и как часто можно увидеть Северное сияние? 6-7

4. Когда можно увидеть Северное сияние? 7-8

5. Сопровождают ли это явление звуковые эффекты? 8-9

6. Какое влияние оказывает Северное сияние на человека? 9

7. Заключение 10

8. Список литературы 10

Объект исследования: Северное сияние.

Предмет исследования: возникновение Северного сияния и влияние его на людей.

Актуальность исследования определяется важностью оправданного и грамотного изучения Северного сияния.

Цель: узнать, как возникает Северное сияние, и какое влияние оно оказывает на людей.

Задачи исследования:

1. выяснить природу возникновения Северного сияния и влияние этого явления на человека;

2. ответить на вопросы: «Где можно наблюдать Северное сияние?» и «При каких условиях можно наблюдать это явление?»

1.Введение.

С самого детства мы слышали истории о северном сиянии, и, наверное, каждый из нас мечтает посмотреть на это чудо природы. Кому-то, конечно, удалось увидеть настоящее северное сияние. А для тех, у кого нет возможности уехать, существуют фотоснимки и видео сверкающего многоцветного явления на небе. Описать сказочное сияние сложно: оно похоже на огромное сияющее полотно, переливающееся синими, зелёными, а иногда и розово-красными цветами.

Это явление сродни светящимся буквам над магазином, по-существу, — то же сияние.

Поэтому меня заинтересовал вопрос, откуда берётся Северное сияние, и почему мы не можем в нашей местности наблюдать это явление?

2.Что такое Северное сияние и как оно образуется?

Северное сияние — это свечение (люминесценция) верхних слоёв атмосфер планеты. Это необыкновенно зрелищное световое шоу, организованное самой природой. Несомненно, северное сияние – завораживающее и чарующее зрелище. Северное сияние (более корректное название — полярное сияние) выглядит как прозрачные светящиеся облака, переливающиеся сине-зелеными огнями с розовыми и красными вкраплениями. Эти цветные ленты могут достигать до 160 километров в ширину, а в длину до 1600 километров. Северное сияние наблюдается на Земле, на высоте от 80 до 1 000 км.

2.1 Что думали наши предки про северное сияние?

Издавна жители севера заметили такую особенность — во время долгой зимней полярной ночи, когда можно увидеть северное сияние, некоторые люди начинают странно себя вести. Они разговаривают с несуществующими собеседниками или полностью отрешаются от внешнего мира, могут передвигаться подобно лунатикам. Даже в древних мифах народов севера есть упоминание об этом феномене природы, которому исследователи дали имя — «зов предков». Услышав «зов предков» человек движется, не выбирая пути, а когда через некоторое время приходит в себя, то очень смутно помнит о том, что с ним происходило. Некоторые говорят о том, что увидев северное сияние, они слышали звуки сказочной красоты и повиновались зову Полярной звезды, приглашающей их посетить древнюю Землю предков.

Согласно древней саамской легенде, это полярная лиса взметает своим пушистым хвостом волшебные снежные искорки, пробегая по сопкам Лапландии. Финское название Северного сияния, слово «revontulet”, означающее в переводе на русский «лисьи огни”, берет свое начало именно в этой легенде.

В древних мифах народов севера, распространённых среди эскимосов, говорится о том, что полярное сияние вызвано духами, которые играют черепом моржа в небесный футбол. Существует мнение, что для того, чтобы увидеть северное сияние нужно посвистеть, а хлопок в ладоши заставляет его погаснуть.

В норвежской мифологии северное сияние является предвестником плохой погоды — жители отметили, что за этим феноменом природы следуют ветер и снег. В других мифах народов севера говорится о том, что полярное сияние — это танец, исполняемый душами умерших дев.

Но не все народы считали, что наблюдать северное сияние — к несчастью, викинги отождествляли этот феномен природы со светлым богом Одином, ведь при желании в полярном свечении можно разглядеть его бороду, острый меч и растрёпанный балахон.

Племена индейцев, живущих в северной Америке, полагают, что полярное сияние — это свет от фонарей, которые несут с собой духи, разыскивающие души умерших охотников. Другие племена ощущают этот феномен природы как свет огней, вызванный всесильными северными шаманами.

2.2 Научное обоснование этого явления.

Многие учёные задавались этим вопросом, но первым нашёл ответ Михаил Ломоносов в 1751 году. Путём проведения многочисленных опытов, он решил, что сияние имеет электрическую природу. Независимо от него и почти одновременно с ним пришли к такому же выводу Ж. Кэнтон в Англии и Б. Франклин в Америке. Но откуда берётся ток в атмосфере?

Причиной возникновения полярного сияния являются процессы, происходящие на Солнце. Солнце представляет собой раскаленный газовый шар, состоящий из атомов водорода и гелия. В ядре этих атомов находятся частицы под называнием протоны, которые имеют положительный заряд (+). Вокруг протонов вращаются другие частицы — электроны, которые несут отрицательный заряд ( — ). Облако сверх горячего газа, который окутывает Солнце (его еще называют солнечной короной) постоянно выбрасывает в пространство частицы атомов, которые летят в космосе со скоростью 960 км в секунду. Эти потоки называют солнечным ветром. Когда солнечный ветер достигает Земли, его частицы соприкасаются с магнитным полем. Силовые линии магнитного поля Земли сходятся у Северного и Южного полюсов Земли. Прилетевшие к нам от солнца заряженные частицы, засасываются магнитным полем. Эти притянутые частицы движутся вдоль силовых линий магнитного поля, в виде длинных «лучей». И вот, заряженные частицы как бы затаскиваются в атмосферу вблизи полюсов. Атмосфера Земли состоит преимущественно из азота и кислорода. Когда выброшенные Солнцем электроны и протоны достигают нашей атмосферы, они сталкиваются с молекулами этих газов. При столкновении некоторые атомы теряют часть своих электронов, другие — «возбуждаются», получая дополнительную энергию. Когда атом «успокаивается», он испускает световой фотон. При столкновении атомы азота обычно теряют электроны, при этом излучается синий и фиолетовый свет. Если же молекула азота обошлась без потери электрона, происходит испускание лучей красной части спектра. Молекулы кислорода при столкновении с солнечным ветром электроны никогда не теряют. Молекула возбуждается, а после испускает кванты зеленого и красного света. Так и образуется северное сияние.

3.Где и как часто можно увидеть Северное сияние?

Полярные сияния чаще всего можно наблюдать в полярных странах, откуда и происходит их название (раньше их называли северными сияниями). Наблюдать этот феномен природы можно в Якутске, Мурманске, на Таймыре, в Салехарде. Чаще всего полярные сияния можно увидеть в области, охватывающей Аляску, Гудзонов залив, Большое Медвежье озеро, Исландию, южную часть Гренландии, а в Северной Финляндии, в Скандинавии и Северной Америке, Норвегии и Сибири. Земля – не единственная планета, где бывает северное сияние. На Юпитере небеса в районе Северного полюса также озаряются яркими сияющими красками. На Северном полюсе сияние можно наблюдать почти каждую ночь, в Скандинавии и Северной Америке — от 20 до 200 раз в году. Полыхающее небо можно увидеть даже на широтах Лондона и Парижа, правда, нечасто — 5-10 раз году. Один раз северное сияние наблюдали в Мехико. В ночь на 26 января 1938 г. полярное сияние видели даже на Южном берегу Крыма.

Самые впечатляющие Северные сияния появляются с цикличностью 11 лет и 22 года, зависит это от солнечной активности. Благодаря съемкам со спутника подтвердилась старая теория о том, что полярные сияния в северном и южном полушариях представляют собой почти зеркальные отражения друг друга — это кольца диаметром около 4 тысяч км вокруг каждого полюса. В Средние века, когда северный магнитный полюс располагался восточнее, полярное сияние часто было видно в Скандинавии, северной России и северном Китае. С каждым годом у жителей Земли становится меньше шансов полюбоваться северным сиянием: по данным Финского метеорологического института, это явление появляется все реже. Точка минимума была достигнута в 2008 году, после этого северное сияние должно было появляться все чаще, но этого не происходит. Поскольку появление северного сияния связано с солнечной активностью, можно предположить, что она снижается…

4.Когда можно увидеть Северное сияние?

Уже само это название «северное сияние» говорит о том, что оно чаще всего происходит на севере.

Больше всего шансов увидеть северное сияние в морозную, ясную погоду. Небо обязательно должно быть безоблачным.

Для наблюдения Северного сияния необходимы достаточно темная безлунная ночь и чистое безоблачное небо, а также отсутствие препятствий в виде гор, домов, деревьев и других предметов, закрывающих обзор. Увидеть северное сияние можно в высоких и средних широтах, обычно на северной стороне небосклона.

Поздняя осень, зима и ранняя весна ( период с сентября по март ) – наиболее оптимальное время для наблюдения. Лучшее время суток для наблюдения за сиянием – с 22.00 вечера до 02.00 ночи.

В городе смотреть на сияние плохо, чаще всего практически невозможно — слишком мешает городское освещение. Выбирайтесь за город, где уличные огни не будут составлять конкуренцию небесам.

5.Сопровождают ли это явление звуковые эффекты?

Мы уже знаем, что северное сияние – это столкновение заряженных частиц, посылаемых Солнцем, с земным магнитным полем. Может ли это столкновение частиц и молекул происходить столь громко, что звук этот преодолеет огромное расстояние через разряженную атмосферу до поверхности Земли?

Северному сиянию с давних пор приписывают люди разные волшебные и загадочные свойства. Жители русского Севера сохранили поверье, по которому северные сияния, видимые на берегах Ледовитого океана, издают резкие звуки, вроде выстрелов.

И вот, ученые из финского Университета смогли записать шум, сопровождающий это явление. Установив три микрофона в тех местах, где чаще всего звук северного сияния был слышен, исследователи смогли выяснить, что источник шума, вполне доступного человеческому слуху, находится всего в 70 метрах над поверхностью земли, а не в высоких слоях атмосферы, как предполагалось ранее. И звуки эти совершенно точно совпали с северным сиянием. Откуда берется звук – точно сказать нельзя. Но предполагается, что происходят они благодаря тому же процессу, который вызывает и северное сияние. Если слушать эти звуки без специального усиления, то они мало чем выделяются из окружающего нас шума. По словам финских исследователей, звук, сопровождающий северное сияние, скорее напоминает шипение, чем щелчок или потрескивание. И возникает он не при каждом северном сиянии, длясь не более пары секунд.

6.Какое влияние оказывает Северное сияние на человека?

Учёные объяснили воздействие этого феномена природы на психику человека. Оказывается, «зов предков» из мифов народов севера это низкочастотные электромагнитные волны, порождённые северным сиянием. Они излучаются в диапазоне 8-13 герц, что сродни бета и альфа ритмам головного мозга. Человек, который увидел северное сияние, испытывает непреодолимую потребность объединиться с чем-то более надёжным, чем он сам. К тому же этот феномен природы сопровождается неразличимым на слух, но биологически активным инфразвуком. Инфразвук может оказывать самые непредсказуемые воздействия на мозг и сердечнососудистую систему человека. Так что действительно наблюдать северное сияние — значит подвергать себя некоторому риску.

Инфразвук вызывает серьезные мозговые нарушения, вплоть до потери слуха и зрения. Принято считать, что инфразвук, частотой в 7 герц может убить человека, вследствие вибрации внутренних органов, приводящей к остановке сердца.

Заключение

В результате работы выяснили:

1. Северное сияние — это свечение (люминесценция) верхних слоёв атмосфер планеты. Причиной возникновения полярного сияния являются процессы, происходящие на Солнце.

2. Низкочастотные электромагнитные волны в диапазоне 8-13герц, порождённые северным сиянием оказывают влияние на мозг и сердечнососудистую систему человека. Принято считать, что инфразвук, частотой в 7 герц может убить человека, вследствие вибрации внутренних органов, приводящей к остановке сердца.

3. Полярные сияния чаще всего можно наблюдать в полярных странах, откуда и происходит их название. Больше всего шансов увидеть полярное сияние в морозную, ясную погоду. Небо обязательно должно быть безоблачным.

4. Полярное сияние может сопровождаться звуком, которое напоминает шипение, щелчок или потрескивание. Возникает он не всегда и длится не более пары секунд.

Список литературы

Красочное действие, происходящее на небосводе, именуется северным сиянием. Фееричное шоу наблюдали жители планеты на протяжении многих тысячелетий, но обосновать с научной точки зрения где и когда оно появляется смогли только недавно. Жители, проживающие в широтах, где наблюдаются полярные ночи, в свое время дали явлению народное название – сполохи или пазори, а также приписывали ему различные мифические свойства и рассказывали интересные легенды.

Что такое полярное сияние

Полярное сияние – это одно из уникальных природных явлений, представляющее собой многоцветное свечение, возникающее в определенных слоях атмосферы вследствие взаимодействия ее магнитного поля с частицами солнечного ветра.

Подобное световое действие на небе – это поистине неимоверное природное явление и его можно лицезреть в ночное время на территории стран, расположенных как на севере земного шара, так и на его юге. Именно от этого и зависит название сияния – северное или южное.

Согласно научным исследованиям полярное сияние классифицируется по нескольким признакам.

Исходя из формы явление делится на такие виды:

  • Лентообразное – в виде сплошных полос в небе, может быть в несколько уровней:
  • Диффузное – в виде пятен на небе без четких границ:
  • Лучи – в виде тоненьких пучков света:

Кроме того, существует специальная шкала интенсивности свечения, исходя из которой полярные сияния делятся на четыре группы: одно и двухбалльные свечения являются слабыми по интенсивности и выглядят однотонными, а трех и четырехбалльные – более интенсивны и видятся человеческим глазом как цветные (желтые, красные, зеленые, фиолетовые).

Если говорить о цвете свечения, то чаще всего взору представляется красочное световое шоу в зеленых оттенках:

Чрезвычайно редко можно наблюдать феерию цветов красного или красно-розового оттенка. Установлено, что на цвет сияния может влиять высота, где произошло столкновение заряженных частиц:

  • на высоте 150 километров небо приукрашивается в красный цвет;
  • на высоте от 120 до 150 километров световое действие представлено желто-зелеными тонами;
  • ниже 120 километров небосвод окрашивается в фиолетово-синие оттенки.

Цветовая гамма свечения также зависит от того, с какими молекулами происходит столкновение в атмосфере заряженных частиц солнечного ветра. К примеру, красные оттенки могут возникать при соприкосновении частиц с молекулами кислорода:

Если же в этом процессе участвует азот, то взору откроются световые иллюминации с синим или пурпурно-красным оттенком:

Очень редко встречается белое полярное сияние.

Помимо красочного свечения при полярном сиянии можно услышать определенные звуки, к примеру, треск или шуршание. По мнению ученых это связано с активностью Солнца в период очередного выброса энергии в атмосферу. Услышать подобные звуки можно довольно редко и только при условии безветренной погоды и отсутствия вблизи других источников звука.

Учитывая все характеристики, которые исследуются учеными, можно спрогнозировать в какое время и в каких местах можно будет наблюдать необычайной красоты северное и южное сияния.

Как образуется сияние

Согласно современному трактованию отблески светового небесного шоу зарождаются из-за столкновения заряженных частиц небесного светила с магнитными ионами Земли. Происходит мощный выброс энергии, образующий цветные люминесценции. Явление наблюдается в местности, наиболее приближенной к полюсам Земли.

Если не углубляться в научную теорию, северное сияние, как и южное, случаются после выброса небесным светилом в атмосферу заряженных частиц. Эти частицы могут направляться в разные стороны, в том числе по направлению к земной поверхности. Скорость движения потока частиц может достигать 960 км/с. Именно поэтому ученые назвали этот поток «солнечным ветром». Стремясь в сторону Земли с огромной скоростью, частицы ударяются об атмосферу, создавая при столкновении волнение магнитного поля, вследствие чего на небе отображается полярное сияние.

В зависимости от ряда факторов световое действие может распространяться на ширину около 160 километров, а его длина может достигать 1,5 тысяч километров.

Где и когда можно наблюдать

В большинстве случаев активность полярных сияний наблюдается в северных и южных широтах, хотя полюбоваться световым представлением могут и жители Лондона, штата Флорида, а также Антарктиды. Данное небесное действие происходит в период с октября по январь. Отвечая на вопрос, сколько длится полярная ночь, стоит отметить, что активность полярных сияний может продолжаться в течение суток, а иногда может закончится и через час. Световое шоу лучше всего лицезреть в сильный мороз в ночное время. Днем свечения могут быть мало заметны.

Установлено, что появление северного сияния происходит с интервалом в 11 лет.

Во времена Средневековья полярная ночь представлялась взору в Скандинавии, на Севере России, а также в северной части Китая, поскольку магнитный полюс земного шара располагался немного правее, чем сейчас.

В наше время полюбоваться ночной игрой света можно:

  • на северном полюсе;
  • в Антарктиде;
  • в Северной Америке (от 20 до 200 раз в году, причем местные жители его могут наблюдать и летом);
  • на севере скандинавских стран. Наиболее отчетливо северное сияние можно увидеть на острове Шпицберген;
  • в широтах, расположенные между столицами стран Англии и Франции (в пределах 5-10 раз в году);
  • в северной части Флориды можно полюбоваться зрелищем 4 раза в год;
  • на Кольском полуострове;
  • в Шотландии (в апреле).

Так как северное сияние наблюдается непосредственно вблизи магнитных полюсов Земли, то наиболее заметным явление становится при нахождении наблюдателей за северным полярным кругом. Довольно часто радужную феерию на небе могут посмотреть жители Гренландии, Исландии, северного побережья Норвегии, а также местности, расположенной ближе к северу от Сибири. Южное полярное сияние образуется в кольце вокруг Антарктиды и южной части Индийского океана.

Наблюдать северное сияние также можно и из космоса:

При этом световые шоу достаточно красочно проявляются и на других планетах Солнечной системы, к примеру, на Юпитере, Венере, Марсе.

История изучения явления

Полярное сияние – это зрелище необычайной красоты, которое люди регулярно наблюдают на небосводе. Но как оно образуется долгое время никто точно определить не мог.

Данное явление наблюдалось еще в давние времена и об этом есть упоминания в записях, к примеру:

  • Путешествуя вокруг мыса Горн в 1745 году, Анатолий де Уллоа зафиксировал несколько раз небесное свечение на Южном полюсе нашей планеты.
  • Джеймс Кук наблюдал подобное явление в Южном полушарии Земли. На основе записей Кука ученые узнали, что красочное световое действие может происходить на обоих полюсах планеты одновременно.

Ряд гипотез образования сияния даже приблизительно не соответствовали действительности, к примеру:

  • Люминесценция возникает на небосводе из-за гниения рыбы, выброшенной на побережье из морской пучины.
  • Свечение проявляется в момент, когда «материя зодиакального света» попадает непосредственно в атмосферу.

Наиболее приближенную к современному научному обоснованию гипотезу предложил Э. Галлей, который говорил, что северное сияние вызывает «светящаяся магнитная жидкость».

Первым, кто смог обосновать теорию происхождения красочного действия, является М.В. Ломоносов, который путем научных исследований в лабораторных условиях показал, как получается северное световое шоу. Он взял стеклянный шар, выкачал из него воздух и пропускал через этот шар электрические разряды. При этом в шаре получалось свечение, которое было очень похожее на то, что происходит на небосводе. В своих опытах ученый использовал различные пары газов, и доказал, что каждый вид газа создает разное свечение.

Другие ученые стали развивать гипотезу, предложенную М.В. Ломоносовым, и нашли подтверждение, что северное сияние имеет электрический характер. В дальнейшем стало происходить изучение «солнечного ветра», образующегося из-за выброса Солнцем заряженных частиц, устремляющихся к магнитному полю Земли. Кроме того была установлена взаимосвязь полярного сияния и магнитных бурь, поскольку частицы «солнечного ветра», пытаясь проникнуть в магнитное поле Земли, вызывают его сильнейшее возмущение.

Наиболее точное определение явления было дано только в наше время благодаря значительному развитию современной физики и полученным результатам в области космических исследований. К примеру, в январе 1975 года русскими и французскими учеными был проведен эксперимент по созданию искусственного прототипа северного сияния, которое наблюдалось над северной тайгой. Для этого с острова Кергелен в Индийском океане была запущена ракета «Эридан» с электронной пушкой на борту. В назначенное время из пушки был выпущен поток заряженных частиц. Несмотря на то, что мерцание огней на небосводе было слабым и непродолжительным, ученым открылась новая перспектива, позволяющая более продуктивно подойти к изучению процесса образования северного сияния в околоземном пространстве Земли.

Полярное сияние – это уникальный феномен в природе, который завораживает своей красотой. Данное явление считается единственным заметным для невооруженного человеческого глаза проявлением воздействия солнечной корпускулярной радиации на околоземное пространство и атмосферу нашей планеты.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *