vahid5835
8th October 2013, 11:45 AM
http://www.beytoote.com/images/stories/scientific/hhs803.jpg (http://www.beytoote.com/scientific/chera/aurora2-what-aurora.html)
شفق قطبی چیست؟
شفق قطبی (aurora) که به آن سپیده قطبی و نور قطبی هم می*گویند یکی از پدیده*های جوی بسیار زیبای کره زمین است. نورهایی بسیار زیبا و خیره*کننده که در آسمان حرکت می*کنند و معمولا شکل*های منحنی*مانندی دارند.
آسمان تابان می*شود و نقش*هایی با رنگ*ها و شکل*های گوناگون در آن دیده می*شود. این نقش و نگارهای رنگین گاهی دارای شکل کمان یکنواخت است، گاهی ساکن است و گاهی تپنده. گاهی متشکل از شمار زیادی پرتو است با طول موج*های متفاوت که مانند پرده*ها و نوارها در آسمان بازی می*کنند و پیچ و تاب می*خورند. رنگ درخشنده نورهای از سبز مایل به زرد به سرخ و بنفش مایل به خاکستری تغییر می*کند.
زیبایی شفق، پدیده*ای که برخی قبایل کانادایی به آن رقص ارواح می*گویند، چشم هر ناظری را به آسمان خیره می*کند.این نورهای طبیعی زیبا که در عرض*های جغرافیایی نزدیک به قطب دیده می شوند، در سپیده*دم قطبی قابل مشاهده هستند.
هر چقدر به قطب شمال نزدیک *شوید با توجه به مجاورت با قطب مغناطیسی شمالی زمین احتمال بیشتری برای دیدن شفق قطبی وجود دارد.شهرهای شمالی کانادا که بسیار نزدیک به قطب شمال هستند و ایسلند مناطقی مناسب برای رویت این پدیده*اند.
شفق*های قطبی در نزدیکی قطب مغناطیسی شمالی ممکن است خیلی بالا باشد ولی در افق شمالی به صورت سبز بر افروخته و در صورت طلوع خورشید به صورت قرمز کمرنگ دیده می*شوند. از ماه* سپتامبر تا اکتبر و همچنین از مارس تا آوریل بیشترین احتمال دیده این پدیده وجود دارد.
در قطب جنوب نیز این پدیده اتفاق می*افتد ولی فقط در جنوبی*ترین عرض جغرافیایی قابل رویت است و گاهی اوقات در آمریکای جنوبی و استرالیا شفق مشاهده می*شود.
http://www.beytoote.com/images/stories/scientific/hhs802.jpg (http://www.beytoote.com/scientific/chera/aurora2-what-aurora.html)
سپیده قطبی چگونه به وجود می*آید؟
طبیعت و علت شفق قطبی زمان درازی به کلی پوشیده مانده بود و قرن*ها بود که در مورد این پدیده خیال*پردازی می شد.اسکیموهای ساکن در مناطق مختلف افسانه*های جالبی در مورد سپیده قطبی داشتند.
گروهی معتقد بودند روح انسان*های خوب پس از مرگ به منطقه*ای از آسمان می*رود که شفق قطبی در آن وجود دارد؛ جایی که پر از نور و شادی است، از سرما و کولاک خبری نیست و شکار حیوانات در آن منطقه بسیار آسان است!
گروهی دیگر اعتقاد داشتند شفق نتیجه توپ*بازی ارواح انسان*ها در آسمان با جمجمه شیر*ماهی است و جریان*های نور نشان دهنده کشمکش ارواح است!
سرخپوستان کانادای شرقی و جنوب آلاسکا هم شفق قطبی را ارواح رقصان انسان*ها در آسمان می*دانستند.در این میان گروهی از سرخپوستان شفق را نشانه جنگ و طاعون می*دانستند و عده*ای در میان اسکیمو*ها برای دفاع از خود در برابر شفق باخود چاقو حمل می*کردند.اما گذشته از همه این افسانه*ها، تحقیقات علمی در مورد سپیده قطبی از قرن 18 میلادی آغاز شد و در طول این سال*ها نظریه*ها در مورد این پدیده طبیعی به تدریج کامل شد. نظریه*هایی که از انتشار تعداد رصد*های شفق قطبی، تهیه نقشه فراوانی شفق در مناطق مختلف کره زمین، ثبت زمان وقوع این پدیده، اندازه*گیری فاصله وقوع شفق از سطح زمین و ... آغاز شد و به بیان تئوری*هایی در مورد چرایی این پدیده انجامید.
کریستین بیرکلند نروژی از نخستین افرادی بود که با یک آزمایش علمی پدیده شفق قطبی را شبیه*سازی کرد. بیرکلند یک توپ مغناطیسی را که نماد زمین است در یک جعبه شیشه*ای خلا آویزان کرد و پرتوهای الکترونی را به آن تاباند . او از این آزمایش نتیجه گرفت که یک دسته پرتو الکترونی که در مسیر راست به طرف زمین می*آیند به دو قطب مغناطیسی آن متمایل می شوند و دو حلقه نورانی در قطب*ها به وجود می*آورند.
آزمایش بیرکلند این تئوری را پدید آورد که شفق قطبی هم می*تواند از راهی مشابه این به وجود آید: « الکترون*ها از لکه*های خورشیدی سطح خورشید خارج می*شوند و به سمت زمین می*آیند و توسط میدان مغناطیسی زمین به طرف نواحی قطبی هدایت می*شوند و شفق مرئی را ایجاد می*کنند.»
این تئوری به مرور توسط محققان دیگر تکمیل شد. آلفون فیزیکدان سوئدی محققی بود که نظریه ارتباط میان طوفان*های خورشیدی و شفق قطبی را مطرح کرد.
همیشه پای یک خورشید در میان است
امروزه فرضیه مورد تایید محققان در مورد پدیده شفق قطبی به چند عامل وابسته است: خورشید و میدان مغناطیسی آن، بادهای خورشیدی و جریان پلاسما، میدان مغناطیسی زمین و جو زمین.
مطالعات و مشاهدات نشان می*دهند که شدت میدان مغناطیسی خورشید در لکه*های خورشیدی (نقاط تاریک بر سطح خورشید که دمایشان از دمای سایر نقاط سطح خورشید کمتر است و کمتر تابش می*کنند) تقریبا هزار برابر شدت میدان مغناطیسی در سایر نقاط است . بنابراین می*توان نتیجه گرفت که اختلالات میدان مغناطیسی خورشید عامل شکل گیری لکه*ها است.
http://www.beytoote.com/images/stories/scientific/hhs801.jpg (http://www.beytoote.com/scientific/chera/aurora2-what-aurora.html)
تعداد لکه*های سطح خورشید به طور متناوب تغییر می*کند. تعداد لکه*ها تقریبا هر 11 سال ماکزیمم می*شود . این دوره 11 ساله را چرخه لکه خورشیدی می*نامند.
زمانی که تعداد لکه*های خورشیدی ماکزیمم است فعالیت سطح خورشید بیشتر است، در این حالت خورشید را خورشید فعال می*نامند. برعکس هنگامی که تعداد لکه*های خورشیدی مینیمم است فعالیت خورشید کاهش پیدا می*کند و خورشید آرام است.
چرخه لکه خورشیدی رابطه نزدیکی با شفق قطبی دارد: شدت شفق قطبی هم مانند تعداد لکه*های خورشیدی تقریبا هر سال یک*بار ماکزیمم می*شود.با مقایسه نمودار فراوانی لکه*های خورشیدی و شفق قطبی می*توان به هم*زمان بودن مینیمم و ماکزیمم*شان پی برد بنابراین دیگر تردیدی در دخالت خورشید در شفق قطبی باقی نمی*ماند.
از سوی دیگر تاج خورشیدی که دمای آن 2 میلیون درجه کلوین است به طور پیوسته جریانی از پلاسمای داغ و رقیق را در همه جهات در منظومه شمسی می*پراکند. پلاسما، گازی است که از ذرات مثبت و منفی مانند الکترون و پروتون تشکیل شده است.به این پلاسمای داغ و رقیق که از خورشید به اطراف جریان می*یابد باد خورشیدی می*گویند. شدت باد خورشیدی زمانی که خورشید فعال است افزایش می*یابد. بادهای خورشیدی دائما در اطراف زمین در جریان اند و می*توان گفت زمین در پلاسما غوطه*ور است.بادهای خورشیدی میدان مغناطیسی خورشید را در سراسر منظومه شمسی گسترش می*دهند.برخورد ذرات باردار پلاسمای خورشیدی با اتم*ها و مولکول*های جو زمین در لایه یونسفر جو موجب پدید آمدن شفق قطبی می*شود.
با برخورد ذرات بادهای خورشیدی به مولکول*های جو ، مولکول*های جو تحریک می*شوند و انرژی دریافت می*کنند . الکترون*ها کمی پس از برانگیخته شدن دوباره به حالت پایدار بر می*گردند و انرژی اضافه را به صورت تابش*های مرئی یا نامرئی آزاد می*کنند.
تابش*های مرئی شفق از روی زمین به راحتی قابل رویت هستند اما تابش*های X و فرابنفش باید از فضا دیده شوند چون جو زمین بسیاری از تابش*ها را جذب می*کند.
رنگ*های متنوع شفق قطبی هم مربوط به تحریک شدن مولکول*های متفاوت موجود در جو زمین است. همان*طور که می*دانید نیتروژن و اکسیژن بیشترین قسمت جو زمین را تشکیل داده*اند. رنگ*های قرمز و سبز در شفق قطبی نتیجه تحریک شدن اکسیژن و رنگ*های بنفش و آبی نتیجه تحریک شدن نیتروژن هستند.
به این ترتیب هر سال ایالت آلاسکای آمریکا و همچنین شمال*غربی کانادا میزبان گردشگران زیادی است که به دنبال شفق قطبی راهی این مناطق می*شوند.
تصاویری بسیار زیبا از شفق قطبیhttp://www.beytoote.com/images/stories/scientific/hhs800.jpg (http://www.beytoote.com/scientific/chera/aurora2-what-aurora.html)شفق قطبیhttp://www.beytoote.com/images/stories/scientific/hhs799.jpg (http://www.beytoote.com/scientific/chera/aurora2-what-aurora.html)شفق قطبیhttp://www.beytoote.com/images/stories/scientific/hhs798.jpg (http://www.beytoote.com/scientific/chera/aurora2-what-aurora.html)شفق قطبیhttp://www.beytoote.com/images/stories/scientific/hhs797.jpg (http://www.beytoote.com/scientific/chera/aurora2-what-aurora.html)شفق قطبیhttp://www.beytoote.com/images/stories/scientific/hhs796.jpg (http://www.beytoote.com/scientific/chera/aurora2-what-aurora.html)شفق قطبیhttp://www.beytoote.com/images/stories/scientific/hhs795.jpg (http://www.beytoote.com/scientific/chera/aurora2-what-aurora.html)شفق قطبیhttp://www.beytoote.com/images/stories/scientific/hhs794.jpg (http://www.beytoote.com/scientific/chera/aurora2-what-aurora.html)شفق قطبیhttp://www.beytoote.com/images/stories/scientific/hhs793.jpg (http://www.beytoote.com/scientific/chera/aurora2-what-aurora.html)شفق قطبیhttp://www.beytoote.com/images/stories/scientific/hhs792.jpg (http://www.beytoote.com/scientific/chera/aurora2-what-aurora.html)شفق قطبی
شفق قطبی چیست؟
شفق قطبی (aurora) که به آن سپیده قطبی و نور قطبی هم می*گویند یکی از پدیده*های جوی بسیار زیبای کره زمین است. نورهایی بسیار زیبا و خیره*کننده که در آسمان حرکت می*کنند و معمولا شکل*های منحنی*مانندی دارند.
آسمان تابان می*شود و نقش*هایی با رنگ*ها و شکل*های گوناگون در آن دیده می*شود. این نقش و نگارهای رنگین گاهی دارای شکل کمان یکنواخت است، گاهی ساکن است و گاهی تپنده. گاهی متشکل از شمار زیادی پرتو است با طول موج*های متفاوت که مانند پرده*ها و نوارها در آسمان بازی می*کنند و پیچ و تاب می*خورند. رنگ درخشنده نورهای از سبز مایل به زرد به سرخ و بنفش مایل به خاکستری تغییر می*کند.
زیبایی شفق، پدیده*ای که برخی قبایل کانادایی به آن رقص ارواح می*گویند، چشم هر ناظری را به آسمان خیره می*کند.این نورهای طبیعی زیبا که در عرض*های جغرافیایی نزدیک به قطب دیده می شوند، در سپیده*دم قطبی قابل مشاهده هستند.
هر چقدر به قطب شمال نزدیک *شوید با توجه به مجاورت با قطب مغناطیسی شمالی زمین احتمال بیشتری برای دیدن شفق قطبی وجود دارد.شهرهای شمالی کانادا که بسیار نزدیک به قطب شمال هستند و ایسلند مناطقی مناسب برای رویت این پدیده*اند.
شفق*های قطبی در نزدیکی قطب مغناطیسی شمالی ممکن است خیلی بالا باشد ولی در افق شمالی به صورت سبز بر افروخته و در صورت طلوع خورشید به صورت قرمز کمرنگ دیده می*شوند. از ماه* سپتامبر تا اکتبر و همچنین از مارس تا آوریل بیشترین احتمال دیده این پدیده وجود دارد.
در قطب جنوب نیز این پدیده اتفاق می*افتد ولی فقط در جنوبی*ترین عرض جغرافیایی قابل رویت است و گاهی اوقات در آمریکای جنوبی و استرالیا شفق مشاهده می*شود.
http://www.beytoote.com/images/stories/scientific/hhs802.jpg (http://www.beytoote.com/scientific/chera/aurora2-what-aurora.html)
سپیده قطبی چگونه به وجود می*آید؟
طبیعت و علت شفق قطبی زمان درازی به کلی پوشیده مانده بود و قرن*ها بود که در مورد این پدیده خیال*پردازی می شد.اسکیموهای ساکن در مناطق مختلف افسانه*های جالبی در مورد سپیده قطبی داشتند.
گروهی معتقد بودند روح انسان*های خوب پس از مرگ به منطقه*ای از آسمان می*رود که شفق قطبی در آن وجود دارد؛ جایی که پر از نور و شادی است، از سرما و کولاک خبری نیست و شکار حیوانات در آن منطقه بسیار آسان است!
گروهی دیگر اعتقاد داشتند شفق نتیجه توپ*بازی ارواح انسان*ها در آسمان با جمجمه شیر*ماهی است و جریان*های نور نشان دهنده کشمکش ارواح است!
سرخپوستان کانادای شرقی و جنوب آلاسکا هم شفق قطبی را ارواح رقصان انسان*ها در آسمان می*دانستند.در این میان گروهی از سرخپوستان شفق را نشانه جنگ و طاعون می*دانستند و عده*ای در میان اسکیمو*ها برای دفاع از خود در برابر شفق باخود چاقو حمل می*کردند.اما گذشته از همه این افسانه*ها، تحقیقات علمی در مورد سپیده قطبی از قرن 18 میلادی آغاز شد و در طول این سال*ها نظریه*ها در مورد این پدیده طبیعی به تدریج کامل شد. نظریه*هایی که از انتشار تعداد رصد*های شفق قطبی، تهیه نقشه فراوانی شفق در مناطق مختلف کره زمین، ثبت زمان وقوع این پدیده، اندازه*گیری فاصله وقوع شفق از سطح زمین و ... آغاز شد و به بیان تئوری*هایی در مورد چرایی این پدیده انجامید.
کریستین بیرکلند نروژی از نخستین افرادی بود که با یک آزمایش علمی پدیده شفق قطبی را شبیه*سازی کرد. بیرکلند یک توپ مغناطیسی را که نماد زمین است در یک جعبه شیشه*ای خلا آویزان کرد و پرتوهای الکترونی را به آن تاباند . او از این آزمایش نتیجه گرفت که یک دسته پرتو الکترونی که در مسیر راست به طرف زمین می*آیند به دو قطب مغناطیسی آن متمایل می شوند و دو حلقه نورانی در قطب*ها به وجود می*آورند.
آزمایش بیرکلند این تئوری را پدید آورد که شفق قطبی هم می*تواند از راهی مشابه این به وجود آید: « الکترون*ها از لکه*های خورشیدی سطح خورشید خارج می*شوند و به سمت زمین می*آیند و توسط میدان مغناطیسی زمین به طرف نواحی قطبی هدایت می*شوند و شفق مرئی را ایجاد می*کنند.»
این تئوری به مرور توسط محققان دیگر تکمیل شد. آلفون فیزیکدان سوئدی محققی بود که نظریه ارتباط میان طوفان*های خورشیدی و شفق قطبی را مطرح کرد.
همیشه پای یک خورشید در میان است
امروزه فرضیه مورد تایید محققان در مورد پدیده شفق قطبی به چند عامل وابسته است: خورشید و میدان مغناطیسی آن، بادهای خورشیدی و جریان پلاسما، میدان مغناطیسی زمین و جو زمین.
مطالعات و مشاهدات نشان می*دهند که شدت میدان مغناطیسی خورشید در لکه*های خورشیدی (نقاط تاریک بر سطح خورشید که دمایشان از دمای سایر نقاط سطح خورشید کمتر است و کمتر تابش می*کنند) تقریبا هزار برابر شدت میدان مغناطیسی در سایر نقاط است . بنابراین می*توان نتیجه گرفت که اختلالات میدان مغناطیسی خورشید عامل شکل گیری لکه*ها است.
http://www.beytoote.com/images/stories/scientific/hhs801.jpg (http://www.beytoote.com/scientific/chera/aurora2-what-aurora.html)
تعداد لکه*های سطح خورشید به طور متناوب تغییر می*کند. تعداد لکه*ها تقریبا هر 11 سال ماکزیمم می*شود . این دوره 11 ساله را چرخه لکه خورشیدی می*نامند.
زمانی که تعداد لکه*های خورشیدی ماکزیمم است فعالیت سطح خورشید بیشتر است، در این حالت خورشید را خورشید فعال می*نامند. برعکس هنگامی که تعداد لکه*های خورشیدی مینیمم است فعالیت خورشید کاهش پیدا می*کند و خورشید آرام است.
چرخه لکه خورشیدی رابطه نزدیکی با شفق قطبی دارد: شدت شفق قطبی هم مانند تعداد لکه*های خورشیدی تقریبا هر سال یک*بار ماکزیمم می*شود.با مقایسه نمودار فراوانی لکه*های خورشیدی و شفق قطبی می*توان به هم*زمان بودن مینیمم و ماکزیمم*شان پی برد بنابراین دیگر تردیدی در دخالت خورشید در شفق قطبی باقی نمی*ماند.
از سوی دیگر تاج خورشیدی که دمای آن 2 میلیون درجه کلوین است به طور پیوسته جریانی از پلاسمای داغ و رقیق را در همه جهات در منظومه شمسی می*پراکند. پلاسما، گازی است که از ذرات مثبت و منفی مانند الکترون و پروتون تشکیل شده است.به این پلاسمای داغ و رقیق که از خورشید به اطراف جریان می*یابد باد خورشیدی می*گویند. شدت باد خورشیدی زمانی که خورشید فعال است افزایش می*یابد. بادهای خورشیدی دائما در اطراف زمین در جریان اند و می*توان گفت زمین در پلاسما غوطه*ور است.بادهای خورشیدی میدان مغناطیسی خورشید را در سراسر منظومه شمسی گسترش می*دهند.برخورد ذرات باردار پلاسمای خورشیدی با اتم*ها و مولکول*های جو زمین در لایه یونسفر جو موجب پدید آمدن شفق قطبی می*شود.
با برخورد ذرات بادهای خورشیدی به مولکول*های جو ، مولکول*های جو تحریک می*شوند و انرژی دریافت می*کنند . الکترون*ها کمی پس از برانگیخته شدن دوباره به حالت پایدار بر می*گردند و انرژی اضافه را به صورت تابش*های مرئی یا نامرئی آزاد می*کنند.
تابش*های مرئی شفق از روی زمین به راحتی قابل رویت هستند اما تابش*های X و فرابنفش باید از فضا دیده شوند چون جو زمین بسیاری از تابش*ها را جذب می*کند.
رنگ*های متنوع شفق قطبی هم مربوط به تحریک شدن مولکول*های متفاوت موجود در جو زمین است. همان*طور که می*دانید نیتروژن و اکسیژن بیشترین قسمت جو زمین را تشکیل داده*اند. رنگ*های قرمز و سبز در شفق قطبی نتیجه تحریک شدن اکسیژن و رنگ*های بنفش و آبی نتیجه تحریک شدن نیتروژن هستند.
به این ترتیب هر سال ایالت آلاسکای آمریکا و همچنین شمال*غربی کانادا میزبان گردشگران زیادی است که به دنبال شفق قطبی راهی این مناطق می*شوند.
تصاویری بسیار زیبا از شفق قطبیhttp://www.beytoote.com/images/stories/scientific/hhs800.jpg (http://www.beytoote.com/scientific/chera/aurora2-what-aurora.html)شفق قطبیhttp://www.beytoote.com/images/stories/scientific/hhs799.jpg (http://www.beytoote.com/scientific/chera/aurora2-what-aurora.html)شفق قطبیhttp://www.beytoote.com/images/stories/scientific/hhs798.jpg (http://www.beytoote.com/scientific/chera/aurora2-what-aurora.html)شفق قطبیhttp://www.beytoote.com/images/stories/scientific/hhs797.jpg (http://www.beytoote.com/scientific/chera/aurora2-what-aurora.html)شفق قطبیhttp://www.beytoote.com/images/stories/scientific/hhs796.jpg (http://www.beytoote.com/scientific/chera/aurora2-what-aurora.html)شفق قطبیhttp://www.beytoote.com/images/stories/scientific/hhs795.jpg (http://www.beytoote.com/scientific/chera/aurora2-what-aurora.html)شفق قطبیhttp://www.beytoote.com/images/stories/scientific/hhs794.jpg (http://www.beytoote.com/scientific/chera/aurora2-what-aurora.html)شفق قطبیhttp://www.beytoote.com/images/stories/scientific/hhs793.jpg (http://www.beytoote.com/scientific/chera/aurora2-what-aurora.html)شفق قطبیhttp://www.beytoote.com/images/stories/scientific/hhs792.jpg (http://www.beytoote.com/scientific/chera/aurora2-what-aurora.html)شفق قطبی