الشفق القطبي
ويعرف الشفق القطبي أيضاً بالأسماء : الفجر القطبي أو الأضواء القطبية.
حدوث الشفق الأرضي :
تحدث معظم ظواهر الشفق في المنطقة المعروفة باسم منطقة الشفق القطبي المحدّدة بدائرتي العرض 3° و 6° وخطي الطول 10° و20 ° من الأقطاب المغناطيسية الأرضية في جميع الأوقات المحلية (أو خطوط الطول)، وتظهر بوضوح ليلاً في الظلام. والمنطقة التي تظهر على الشفق في أي وقت من الأوقات كما هو معروف البيضاوي الشفقي، وهو شريط ضوئي يظهر في الجانب المظلم من الأرض. تعمل إحصاءات مشاهده الشفق القطبي كدليل مبكر على حدوث عاصفة مغنطيسية أرضية بشكل بيضوي شمالا وجنوبا. الياس وميس (1860) وبعده هيرمان فريتز (1881وS. Tromholt (1882) قد أثبتوا أن الشفق يظهر أساسا في "منطقة الشفق القطبي"، وهي منطقة على شكل حلقة نصف قطرها ما يقرب من 2500 كم حول القطب المغناطيسي للأرض. وهو حوالي 2000 كلم من القطب المغناطيسي. ثم بدأت يوما بعد يوم بالانتشار على شبكه الإنترنت.ومن الممكن أن تشهد بعض المناطق غير القطبيه آثار هذه الظاهرة بسبب العاصفة الأرضية المغناطيسية التي تعمل على توسيع نطاق هذه الظاهرة إلى ما يقارب 2000 كم ويكون الانتشار الفوري والعشوائي منحرفا بمقدار درجتين أو ثلاث عن القطب المغناطيسي. يمكن رؤية الظاهرة بأفضل ما يكون في فتره تسمى "منتصف الليلة المغناطيسية" يمكن رؤيتها مباشرة بالنظر إلى الأعلى، تتزامن هذه الظاهرة أيضا مع حدوث البقع الشمسية ويمكن مراقبتها من زاوية وتعرف هذه الزاوية باسم "زاوية الملعب".
تم الكشف عن الارتفاعات التي تحدث انبعاثات الشفق القطبي من قبل كارل ستورمر وزملاؤه الذين استخدموا الكاميرات لتثليث أكثر من 12,000 الشفق. واكتشف العلماء أن يتم إنتاج أكثر من النور ما بين 90 و 150 كيلومترا فوق سطح الأرض، في حين تمتد في بعض الأحيان لأكثر من 1000 كم. صور الشفق بشكل ملحوظ أكثر شيوعا اليوم مما كانت عليه في الماضي بسبب الزيادة في استخدام الكاميرات الرقمية التي لديها حساسيات عالية بما فيه الكفاية. فيلم والتعرض الرقمي ليعرض الشفق القطبي محفوف بالصعوبات، ولا سيما إذا الإخلاص الإنجاب هو هدف. يرجع ذلك إلى مختلف ألوان الطيف الحاضر، والتغيرات الزمنية التي تحدث خلال التعرض، والنتائج لا يمكن التنبؤ بها إلى حد ما. طبقات مختلفة من الفيلم مستحلب تستجيب بشكل مختلف لخفض مستويات الضوء، واختيار الفيلم يمكن أن تكون مهمة جدا. التعرض أطول ركب بسرعة تتغير ملامح، وغالبا ما بطانية السمة الديناميكية للعرض. حساسية أعلى يخلق القضايا مع التحبب.
أضواء على شمال كالجاري يظهر الشفق القطبي في كثير من الأحيان إما توهج منتشر أو "الستائر" التي تمتد تقريبا في اتجاه الشرق والغرب. في بعض الأحيان، فإنها تشكل "أقواس هادئة". في أحيان أخرى ("الشفق النشط")، فإنها تتطور وتتغير باستمرار. ويتكون كل ستارة العديد من أشعة متوازية، واصطف كل ما يصل مع الاتجاه المحلي من الحقل المغناطيسي للأرض، بما يتفق مع الشفق التي شكلت المجال المغناطيسي للأرض. وتؤكد قياسات الجسيمات في الوضع الطبيعي أن تسترشد الإلكترونات الشفق القطبي بواسطة الحقل المغنطيسي الأرضي، ودوامة من حولهم في الوقت الذي يتجه نحو الأرض. وغالبا ما تعزيز تشابه شاشة عرض الشفقي إلى الستائر التي كتبها طيات داخل أقواس.
ديفيد مالين رائدة التعرض متعددة باستخدام مرشحات متعددة للتصوير الفلكي، إعادة توحيد الصور في المختبر لإعادة العرض البصري بشكل أكثر دقة. للبحث العلمي، وغالبا ما تستخدم وكلاء، مثل الأشعة فوق البنفسجية، وتصحيح الألوان لمحاكاة ظهور للبشر. وتستخدم تقنيات التنبؤية أيضا، لبيان مدى الشاشة، أداة مفيدة للغاية للصيادين الشفق. الأرضية ميزات غالبا ما تجد طريقها إلى الصور أورورا، مما يجعلها أكثر سهولة وأكثر عرضة للنشرتها المواقع الرئيسية. فمن الممكن لالتقاط صور ممتازة مع فيلم القياسي (ISO باستخدام التصنيفات بين 100 و 400) والكاميرا العاكسة أحادية العدسة مع فتحة كاملة، عدسة سريعة (F1.4 50 ملم، على سبيل المثال)، والتعرض بين 10 و 30 ثانية، اعتمادا على سطوع الشفق. وقد تم العمل في وقت مبكر على التصوير من الشفق في عام 1949 من قبل جامعة ساسكاتشوان باستخدام الرادار SCR-270.
الأشكال البصرية والألوان :
الشفق تأخذ العديد من الأشكال البصرية المختلفة. الأكثر تميزا وتألقا هي أقواس الشفق القطبي مثل الستارة. أنها في نهاية المطاف تفتيت أو "تفكك" في منفصلة، وسريع التغير، وغالبا ما بالأشعة الميزات التي قد تملأ السماء كلها. هذه هي الشفق "المنفصلة" التي هي في بعض الأحيان مشرقة بما فيه الكفاية لقراءة الصحف التي كتبها ليلا. الشفق "نشر"، من ناحية أخرى، هو توهج ملامح ونسبيا في بعض الأحيان على مقربة من حدود الرؤية. ويمكن تمييزها عن السحب مقمرة من حقيقة أن النجوم يمكن رؤية غير المنقوص من خلال توهج. منتشر في كثير من الأحيان تتألف من بقع الشفق الذي يسلك نبضات العادية أو شبه العادية السطوع. فترة نبض يمكن أن يكون العديد من عادة ثواني، لذلك ليست دائما واضحة. أحيانا هناك، والثانية الفرعية السريعة، الخفقان. وعرض الشفقي نموذجي يتكون من هذه الأشكال التي تظهر في النظام المذكور أعلاه طوال الليل.
الأحمر: في أعلى الارتفاعات، وتنبعث الأكسجين الذري متحمس في 630.0 نانومتر (الأحمر)؛ تركيز منخفض من الذرات وحساسية أقل من العيون في هذا الطول الموجي جعل هذا اللون مرئية إلا في ظل النشاط الشمسي أكثر كثافة. على كمية قليلة من ذرات الأكسجين وتركيزهم تناقص تدريجيا هو المسؤول عن ظهور خافت من الأجزاء العليا من "الستائر".
الأخضر: في ارتفاعات أقل من الاصطدامات أكثر تواترا قمع هذا الوضع وانبعاث 557.7 نانومتر (الأخضر) يهيمن. إلى حد ما نسبة عالية من الأكسجين الذري وارتفاع حساسية العين باللون الأخضر يجعل الشفق الخضراء الأكثر شيوعا. النيتروجين الجزيئي متحمس (النيتروجين الذري يجري نادرة بسبب ارتفاع الاستقرار للجزيء N2) يلعب دوره هنا كذلك، لأنه يمكن نقل الطاقة عن طريق الاصطدام إلى ذرة الأوكسجين، والذي ثم يشع بعيدا في الطول الموجي الأخضر. (الأحمر والأخضر ويمكن أيضا مزج معا لإنتاج الأشكال الوردي أو الأصفر.) الانخفاض السريع في تركيز الأكسجين الذري أدناه حوالي 100 كم هي المسؤولة عن نهاية مفاجئة المظهر من الحواف السفلية من الستائر.
الأصفر: والوردي هي مزيج من الأحمر والأخضر أو الأزرق.
الأزرق: في ارتفاعات بعد أقل الأكسجين الذري هو، من غير المألوف، والنيتروجين الجزيئي المتأينة يأخذ أكثر في إنتاج الانبعاثات الضوء المرئي. كان يشع في عدد كبير من الأطوال الموجية في كل أجزاء الأحمر والأزرق من الطيف، مع 428 نانومتر (الأزرق) كونها المهيمنة. انبعاثات الأزرق والبنفسجي، وعادة عند الحواف السفلية من "الستائر"، تظهر على أعلى مستويات من النشاط الشمسي.
أسباب الشفق القطبي :
والرياح الشمسية هادئة تتدفق الماضي المغنطيسي للأرض يتفاعل بشكل مطرد معها، ويمكن لكل من حقن جزيئات الرياح الشمسية مباشرة على خطوط المجال المغنطيسي الأرضي التي هي 'فتح'، في مقابل يجري "مغلقة" في نصف الكرة الآخر، وتوفير نشرها من خلال القوس صدمة. كما يمكن أن يسبب الجسيمات المحاصرين بالفعل في أحزمة الإشعاع لترسيب في الغلاف الجوي. مرة واحدة تضيع الجسيمات إلى الغلاف الجوي من أحزمة الإشعاع، في ظل ظروف هادئة جديدة تحل محلها إلا ببطء، وفقدان مخروط يصبح المنضب. في الكهرومغناطيسي، ومع ذلك، يبدو أن مسارات الجسيمات باستمرار لخلط، وربما عند عبور الجزيئات الضعيف جدا الحقل المغناطيسي بالقرب من خط الاستواء. ونتيجة لذلك، تدفق الإلكترونات في تلك المنطقة هو تقريبا نفس في كل الاتجاهات ("الخواص")، ويؤكد وجود إمدادات ثابتة من الإلكترونات تسرب. تسرب الإلكترونات لا يترك ذيل موجبة الشحنة، وذلك لأن كل إلكترون تسربت خسر ليتم استبدال الغلاف الجوي عن طريق الإلكترون الطاقة منخفضة رسمها أعلى من الأيونوسفير. هذا الاستبدال من الإلكترونات "الساخنة" التي منها "الباردة" هو في اتفاق تام مع القانون 2 للديناميكا الحرارية. عملية كاملة. الذي يولد أيضا حلقة التيار الكهربائي في جميع أنحاء الأرض، غير مؤكد. اضطراب المغناطيسي الأرضي من الرياح الشمسية تعزيز يسبب تشوهات الكهرومغناطيسي ("العواصف المغناطيسية الجزئية"). تميل هذه 'العواصف الثانوية "تحدث بعد فترات طويلة (ساعة) خلالها المجال المغناطيسي بين الكواكب تمت زيارتها عنصرا جنوبا ملموس. وهذا يؤدي إلى ارتفاع معدل الربط بين خطوط المجال وتلك الأرض. ونتيجة لذلك يتحرك الرياح الشمسية الفيض المغناطيسي (أنابيب خطوط المجال المغناطيسي، "مؤمن" جنبا إلى جنب مع البلازما الخاصة بهم مقيم) من الجانب يوم الأرض إلى الكهرومغناطيسي، وتوسيع عقبة الذي يفرضه على تدفق الرياح الشمسية وتشنجا الذيل على من جانب الليل. في نهاية المطاف بعض البلازما ذيل يمكن فصل ("إعادة الربط المغنطيسي")؛ وتقلص بعض النقط ("plasmoids") المصب ويتم إدراجها بعيدا مع الرياح الشمسية. وتقلص الآخرين نحو الأرض حيث يغذي حركتهم نوبات قوية من الشفق، ولا سيما حول منتصف الليل ("عملية تفريغ"). عاصفة المغنطيسية الأرضية الناتجة عن مزيد من التفاعل وتضيف العديد من الجسيمات إلى البلازما المحاصرين في جميع أنحاء الأرض، وأيضا إنتاج تعزيز "حلقة الحالية". أحيانا التعديل الناتج عن المجال المغناطيسي للأرض يمكن أن تكون قوية بحيث تنتج الشفق واضحة في خطوط العرض الوسطى، على خطوط المجال أقرب إلى خط الاستواء من تلك التي للمنطقة الشفق القطبي. تسريع الجسيمات المشحونة الشفق القطبي يرافق دائما اضطراب الغلاف المغناطيسي للأرض التي تسبب الشفق. هذه الآلية، التي يعتقد أن تنشأ في الغالب من التفاعلات موجة الجسيمات، ويرفع سرعة الجسيمات في اتجاه المجال المغناطيسي التوجيهية. وبالتالي انخفض زاوية الملعب، ويزيد من فرصة أن يكون عجلت في الغلاف الجوي. كل من الموجات الكهرومغناطيسية والكهرباء، أنتجت في وقت أكبر اضطرابات المغناطيسي الأرضي، وجعل مساهمة كبيرة في تنشيط العمليات التي تمكن الشفق أن تستمر. يوفر تسارع الجسيمات عملية وسيطة معقدة لنقل الطاقة من الرياح الشمسية بشكل غير مباشر في الغلاف الجوي.
تفاعل الرياح الشمسية مع الأرض :
التخطيطي المغنطيسي للأرض الشفق أصبحت أكثر تواترا وأكثر إشراقا خلال مرحلة مكثفة من الدورة الشمسية عندما تزيد الكتل الاكليلية شدة الرياح الشمسية.
تأثير مغناطيسية الأرض :
تأتي الرياح الشمسية المعبأة بجسيمات مشحونة من بروتونات وإلكترونات وغيرها وتنصب على المجال المغناطيسي للأرض الذي يشكل عقبة أمام التدفق، ويقوم بتحويل مساراتها على ارتفاع حوالي 70,000 كم (نصف قطر 11 الأرض أو إعادة). وتنتج صدمة قوسية بين الجسيمات المشحونة والغلاف الجوي الرقيق في طبقات الجو العليا. يتم تعبئة خط العرض المغنطيسي عالية مع البلازما مع مرور الرياح الشمسية الأرض. تدفق البلازما في الغلاف المغناطيسي يزيد مع الاضطرابات إضافية، والكثافة والسرعة في الرياح الشمسية. ويحظي هذا التدفق بواسطة مكون جنوبا لصندوق النقد الدولي والتي يمكن بعد الاتصال مباشرة إلى خطوط العرض العليا خطوط المجال المغنطيسي الأرضي. ونمط تدفق البلازما في الغلاف المغناطيسي هو أساسا من الكهرومغناطيسي نحو الأرض، وحول الأرض ومرة أخرى في الطاقة الشمسية الرياح من خلال المغناطيسي على الجانب اليوم. بالإضافة إلى التحرك عموديا على المجال المغناطيسي للأرض، ويسافر بعض البلازما في الغلاف المغناطيسي نزولا على طول خطوط الحقل المغناطيسي للأرض، ويكتسب طاقة إضافية ويفقد ذلك إلى الغلاف الجوي في المناطق الشفقي. على الشرفات من الغلاف المغناطيسي، وفصل خطوط المجال المغناطيسي الأرضي التي تغلق من خلال الأرض من تلك التي تغلق تسمح بعد كمية صغيرة من الرياح الشمسية لتصل إلى مباشرة الجزء العلوي من الغلاف الجوي، إنتاج توهج الشفقي. في 26 فبراير 2008، كانت THEMIS تحقيقات قادرة على تحديد، لأول مرة، الحدث اثار لبداية العواصف الثانوية المغنطيسي. اثنان من خمسة تحقيقات، وضع ما يقرب من ثلث المسافة إلى القمر، والأحداث يقاس مما يشير إلى الحدث المغناطيسي إعادة الاتصال 96 ثواني قبل تكثيف الشفقي. العواصف المغناطيسية الأرضية التي تشعل الشفق قد يحدث في كثير من الأحيان خلال الأشهر حول الاعتدالات. ليست مفهومة جيدا، ولكن قد تختلف العواصف المغناطيسية الأرضية مع مواسم الأرض. اثنين من العوامل في الاعتبار هي الميل كل من محور الطاقة الشمسية وعلى الأرض إلى طائرة مسير الشمس. كما تتحرك الأرض في مداره طوال العام سيكون تجربة المجال المغناطيسي بين الكواكب (IMF) من خطوط العرض المختلفة من الشمس، والذي يميل في 8 درجات. وبالمثل، فإن الميل 23 درجة من محور الأرض حول القطب المغناطيسي الأرضي التي تدور مع اختلاف نهاري، يتغير متوسط زاوية اليومية التي يعرض الحقل المغناطيسي الأرضي على الحادث صندوق النقد الدولي طوال العام. هذه العوامل مجتمعة يمكن أن تؤدي إلى التغيرات الدورية طفيفة في طريقة مفصلة أن صندوق النقد الدولي يربط اللامغناطيسي. وهذا بدوره يؤثر على متوسط احتمال فتح الباب من خلالها الطاقة من الرياح الشمسية يمكن أن تصل المغناطيسي الداخلي للأرض، وبالتالي تعزيز الشفق.المصدر : ويكيبيديا + مواقع إلكترونية.
الإبتساماتإخفاء