Посвящённый событию PDF

 Северные Сияния
24-29 августа 2013, 04:30-05:30 Мск (00:30-1:30 UT), Гренландия
Природное явление
Год 2013: Максимум солнечной активности.
Согласно последним прогнозам учёных, до конца 2013 года Солнце вступит в свой 24й период
максимальной активности. Солнечная активность определяется количеством пятен,
наблюдаемых на его поверхности. По мере приближения к максимуму количество пятен
возрастает, как видно из Рисунка 1. Кроме этого, происходит переполюсовка магнитного поля
Солнца. Согласно данным наблюдений, это происходит прямо сейчас, в середине августа.
Рисунок 1. Солнечная активность за последние 13 лет (количество солнечных пятен в зависимости от
времени). Первый максиум соответствует последнему максимуму солнечной активности в 2001 году.
Согласно оценкам, следующий максимум наступит до конца 2013 года. Изображение с сайта http://sidc.be.
Из наблюдательных данных, полученных за последние 200 лет, известно, что максимумы
солнечной активности (максимальные количества солнечных пятен) наступают периодически
примерно каждые 11 лет (см. Рисунок 2).
Северные Сияния 2013 1
Рисунок 2. Солнечная активность за последние 50 лет (количество пятен на поверхности Солнца как
функция времени).
Одним из эффектов солнечного максимума является возрастание количества выбрасываемых
Солнцем частиц высоких энергий (“солнечного ветра”) во время так называемых “солнечных
бурь”. Основными следствиями солнечного максимума для Земли являются:
1. Проблемы с помехами в сетях связи (как наземных, так и спутниковых).
2. Возможные проблемы с электроснабжением в связи с достижением большим числом
электронов земной поверхности.
3. Возможные эффекты влияния на земной климат.
4. Увеличение частоты и интенсивности полярных сияний (северных и южных).
Во время солнечного максимума 1989 года мощные солнечные бури привели к серьёзным
проблемам с электроснабжением в нескольких городах севера США и Канады. Некоторые
спутники тоже испытывали временные сложности в работе во время этих бурь. Связь
солнечной активности с климатом Земли широко обсуждается в последние годы. Есть указания
на то, что на Земле холодает во время минимумов солнечной активности. Так, из истории
известен длительный интервал “спокойного” Солнца 1645-1715 годов (Маундеровский
минимум, см. Рисунок 3), который, как считается, послужил причиной малого ледникового
периода, повлиявшего на погоду в Северной Европе.
Северные Сияния 2013 2
Рисунок 3. Солнечная активность за последние 400 лет. Виден длительный спад активности,
называемый Маундеровским минимумом.
Во время же максимумов солнечной активности возрастает интенсивность солнечного ветра,
что приводит к повышению потока элементарных частиц, приходящего на Землю от Солнца.
Земное магнитное поле направляет эти частицы к полюсам, где они влетают в атмосферу и
сталкиваются с её атомами и молекулами, вызывая северные и южные сияния. Лучшие места
для наблюдения северных сияний лежат в окрестностях Северного Магнитного Полюса, на
широтах от 60 до 70 (северная широта). Магнитный полюс не совпадает с географическим и
перемещается со временем; сейчас он лежит вблизи побережья канадского острова ЭллефРингнес. Это делает юг Гренландии замечательным местом для наблюдения северных сияний.
Полярные сияния
Как уже писалось выше, это красочное и восхитительное небесное зрелище возникает, когда
высокоэнергетические частицы солнечного ветра достигают земной атмосферы. Движение этих
частиц (главным образом - электронов) вблизи от Земли направляется земным магнитным
полем, имеющим дипольную структуру и, благодаря ей, канализирующим эти частицы по
направлению к полюсам, где они и влетают в атмосферу. Столкновения высокоэнергетических
частиц с атомами и молекулами атмосферы приводят к свечению неба в близких к северному
(северное сияние, Aurora Borealis) и южному (южное сияние. Aurora Australis) областях.
Полярные сияния (общее название таких явлений) часто выглядят как разноцветные
светящиеся полотнища, быстро меняющие свою форму. Свечение возникает в слое атмосферы,
называемом термосферой, на высотах от 100 до 400 км. Столкновения частиц с атомами
кислорода дают зеленоватое свечение, а красные оттенки появляются в результате
столкновений с атомами азота. В течение 2011 и 2012 годов неоднократно наблюдались
интенсивные северные сияния, соответствующие нынешнему периоду возросшей солнечной
активности (см. Рисунок 1).
Северные Сияния 2013 3
Экспедиция
Экспедиция “Shelios 2013” (более подробная информация о ней доступна по адресу
http://www.shelios.com/sh2013a) организована научно-культурной ассоциацией Shelios и
координируется её президетном доктором Мигелем Серра-Рикаром (Dr. Miquel Serra-Ricart),
астрономом Института Астрономии Канарских Островов. Главной целью её являются
наблюдения и получение снимков северного сияния на юге Гренландии в период максимума
солнечной активности (см. Рисунок 1).
Рисунок 4. Цифрами 1, 2, 3 обозначены места, с которых будет проводиться прямая трансляция
северного сияния.
Трансляция
Если позволят погодные условия, будет проводиться ежедневная трансляция в срок с 24 по 29
августа 2013 года, одновременно с трёх различных точек на юге Гренландии (см. Рисунок 4).
Точка 1 выбрана в окрестностях ледника Qaleraliq (долгота = 46.6791W; широта = 60.9896N, см.
Рисунок 5), вторая - на ферме Tasiusaq (Рисунок 6), а третья - в посёлке Quasiarsuk (отель Лейфа
Эриксона, см. Рисунок 7). Трансляция будет вестись в ночное время и длиться один час,
Северные Сияния 2013 4
начиная с 04:30 и до 05:30 по Москве (00:30 - 1:30 по Гринвичу), что соответствует 22:30–
23:30 часам местного времени предыдущих суток в Гренландии. Трансляция будет проводиться
на сайте live.gloria-project.eu и будет включать в себя:
1) Прямую трансляцию
Будет проводиться видео-трансляция с чёрно-белой видеокамеры, направленной в небо, для
того, чтоб показывать движения и изменения северного сияния.
2) Слайд-шоу
Раз в минуту во время прямой трансляции на вышеуказанных сайтах будут обновляться два
цветных изображения звёздного неба. Изображения будут получаться одновременно двумя
цветными фотокамерами Canon 5D Mark II, оснащёнными идентичными объективами и
расположенными в двух местах, разнесённых на некоторое расстояние (до 50 км). Эти снимки,
доступные на веб-сайте, позволят учащимся рассчитать высоту северного сияния методом
тригонометрического параллакса (подробности можно найти в руководстве по
образовательному мероприятию).
Рисунок 5. Лагерь у ледника Qaleraliq, который будет служить основным местом трансляций. Его
положение отмечено цифрой 1 на Рисунке 4. (Снимок сделан J.C. Casado, starryearth.com).
Северные Сияния 2013 5
Рисунок 6. Ферма Tasiusaq, вторая точка трансляции, отмеченная на Рисунке 4 (J.C. Casado starryearth.com).
За трансляцией можно следить либо через портал проекта GLORIA live.gloria-project.eu, либо
через портал основного партнёра
sky-live.tv. Портал GLORIA будет также сообщать
актуальную информацию о погодных условиях и о любых изменениях в расписании
трансляций. Информация о трансляции будет распространяться на нескольких веб-сайтах, а
также, за несколько часов до события, через социальные сети.
Северные Сияния 2013 6
Рисунок 7. Северное сияния над посёлком Quasiarsuk в южной Гренландии в конце августа 2011 года
(точка 3 на Рисунке 4). Снимок получен во время экспедиции Shelios 2011 (см. информацию на сайте
http://shelios.com/sh2011). Снимок сделан D. Padrón, starryearth.com.
Образовательное мероприятие
Используя снимки, полученные в ходе экспедиции, мы предлагаем провести следующее
образовательное мероприятие:
Расчёт высоты северного сияния по снимкам с использованием методов цвета и параллакса.
Смотрите подробности на посвящённой событию странице веб-сайта GLORIA gloria-project.eu.
Ссылки
Во время трансляции мы будем получать ежедневные обновления информации о солнечной
активности со следующих сайтов:
Северные Сияния 2013 7
○
Самые свежие изображения Солнца в различных спектральных диапазонах со
спутника SOHO (совместный проект космических агентств ESA и NASA):
http://sohowww.estec.esa.nl/data/realtime-images.html
○
Солнечная активность и её прогноз:
■ Европа: http://sidc.oma.be/index.php3
■ США: http://www.sec.noaa.gov/SWN/
Благодарности
Седьмая рамочная программа Европейского Содружества (EU, FP7/2007-2013,
INFRASTRUCTURES-2011-2, INFRA-2011-1.2.1: e-Science environments) участвует в
трансляции через проект GLORIA – GLObal Robotic telescopes Intelligent Array for escience” (грантовое соглашение номер 283783).
Помощь в видео-трансляции
Помощь в сети Интернет
Северные Сияния 2013 8
Примут участие в сетевой трансляции:
- National Institute for Astrophysics (INAF) IASF Bologna
- Institute of Astrophysics of Canary Islands (IAC)
- Warsaw University
- Oxford University
- Supercomputer Center of Catalunya (CESCA)
- Alared Web Solutions
- Canarcloud company
- HEAnet from Ireland
- Astronomical Institute of the Academy of Sciences of the Czech Republic
- University College Dublin, Ireland
Другие участники
- Армейское командование Канарских островов предоставляет спутниковую связь
- Компания Tasermiut South Greenland занимается логистикой в южной Гренландии
Северные Сияния 2013 9