Ученые объяснили причину северных сияний в Иркутской области

Заведующий лабораторией физики нижней и средней атмосферы Института солнечно-земной физики СО РАН, кандидат физико-математических наук Роман Васильев назвал магнитную бурю, которая происходила на Земле 3 – 4 ноября и вызвала северные сияния в Иркутской области, обычным проявлением растущей геомагнитной активности, возникшей вследствие наступления 25-го одиннадцатилетнего цикла солнечной активности.

- Еще 29 октября появилась информация о множественных солнечных вспышках, произошедших днем раньше, которые сопровождали отделение от Солнца плазменного облака и его движение в сторону Земли. На основании этого сотрудники РАН прогнозировали, что в ближайшее время ожидаются геомагнитные бури, что мы 4 ноября и заметили, когда это массивное облако плазмы солнечного вещества окутало Землю. Взаимодействие солнечной плазмы с магнитосферой Земли приводит к вариациям геомагнитного поля, изменениям в ионосфере и высыпаниям частиц солнечного ветра в верхнюю атмосферу (100 – 400 км) сопровождающихся полярными сияниями. Эта буря была достаточно мощной, индекс планетарной геомагнитной возмущенности 4 ноября достигал 7 баллов. Максимальное значение этой характеристики может составлять 9 баллов, а фоновое, повседневное значение – 2 – 3 балла.

Последствия магнитной бури такого рода заключаются в возможных кратковременных нарушениях дальней коротковолновой и спутниковой радиосвязи, ухудшении работы спутниковых навигационных систем (GPS, ГЛОНАСС и др.) возникновению наведенных токов в протяженных линиях энергоснабжения, трубопроводах, линиях связи находящихся в полярных и приполярных регионах. Достоверных сведений о влиянии возмущенности геомагнитного поля на здоровье людей пока нет.

К видимым и красивым проявлениям магнитной бури относятся полярные сияния, которые обычно наблюдаются в высоких широтах. В этот раз из-за довольно сильной магнитной бури вблизи северного горизонта сияния можно было видеть и в Иркутской области. Причем, не только в северных районах, но даже в 20 км от Иркутска.

- Наиболее захватывающее зрелище это, конечно, полярное сияние в виде плавно изменяющих форму, яркость и оттенок дискретных форм зеленого свечения, наблюдающихся начиная с 60 – 70 градусов северной широты и ближе к полюсу. Такие формы возникают вследствие того, что на высоких широтах линии геомагнитного поля, вдоль которых движутся частицы плазмы, направлены перпендикулярно поверхности Земли, и частицы достаточно свободно могут проникать в земную атмосферу. Высыпаясь до высот около 100 – 150 км, эти частицы стимулируют зеленое свечение кислорода нашей атмосферы, подобное тому, которое генерируется в неоновых лампах. Красное свечение достаточно расплывчато, диффузно и более стационарно во времени. Причина кроется в том, что красное свечение кислорода вызывают высыпающиеся частицы, обладающие меньшей энергией и проникающие в атмосферу не очень глубоко – до 200 – 400 км.

Зеленое и красное свечение формируют так называемый авроральный овал полярных сияний, охватывающий северный или южный полюса нашей планеты. Во время геомагнитных бурь овалы сияний увеличиваются, и сияния начинают происходить ближе к экватору. Конфигурация земного магнитного поля такова, что энергичные частицы, вызывающие зеленое свечение, высыпаются севернее менее энергичных частиц, вызывающих красное сияние. Кроме того, красное сияние выше, поэтому при расширении овала жители средних широт преимущественно наблюдают красное сияние. Именно это и видно на последовательности фотоснимков, сделанных к северу от Иркутска. В первый момент – за горизонтом, далеко на север от места съемки, кратковременно возникает пятно зеленого свечения, которое впоследствии исчезает. Красное свечение в виде расплывчатых вытянутых вдоль линий геомагнитного поля лучей, направленных по траекториям высыпающихся частиц, наблюдается практически все время.

Несмотря на не очень хорошие условия наблюдения ночью 4 ноября, оптические инструменты в геофизической обсерватории ИСЗФ СО РАН вблизи поселка Торы в Бурятии также зафиксировали увеличение интенсивности соответствующих спектральных линий, диффузное красное сияние в разрывах тумана, изменения в температуре и ветровой динамике верхней атмосферы.

Ощущение, что полярных сияний стало больше в последнее время, Роман Васильев объяснил развитием техники:

- Раньше полярные сияния могли зарегистрировать только ученые с помощью специальной оптической аппаратуры. Потом появились хорошие цифровые фотоаппараты, отпала необходимость в работе с химическими реактивами для проявки и печати фотографий, которые теперь можно делать, «не жалея пленки». В результате, любители начали делать многочисленные художественные фото полярных сияний, которые теперь легко можно посмотреть по запросу в интернете. Сейчас очень широко распространились смартфоны с мощными камерами, аксессуары в виде разнообразных штативов и накладных объективов. Поэтому любой человек может самостоятельно сфотографировать полярное сияние, если окажется «в нужное время в нужном месте». Фотографы-любители и профессионалы, охотящиеся за полярными сияниями, имеют сейчас возможность воспользоваться картой прогноза погоды (Windi, Ventusky и пр.) и прогнозами служб РАН или NASA. Выбрав момент, они могут выбраться вечером на природу, подальше от городской засветки, и зафиксировать на память прекрасные ночные проявления геомагнитных бурь.