Это описание одного из самых красивых, самых захватывающих явлений природы принадлежит Г. А. Ушакову, который назвал полярное сияние «улыбкой Арктики».
Полярное сияние возникает в верхних слоях атмосферы на высоте от 60 до 1000 км. Из верхней ионосферы в нижнюю проникает поток заряженных частиц высокой энергии. Под его воздействием при быстром колебании силы магнитного поля Земли разреженные газы атмосферы начинают светиться (люминесцировать). Явление это наблюдается преимущественно в высоких широтах. Причину этого ученые объясняют тем, что земное магнитное поле отклоняет поток частиц высокой энергии к полярным областям.
Формы полярного сияния бывают самые разнообразные: это рассеянный свет, дуги беспорядочных или сходящихся в одну точку горизонта лучей, ленты, пятна, драпри (завесы). Длительность этого явления различна — от десятков минут до нескольких суток.
Изучение полярных сияний имеет не только теоретический, но и практический интерес, так как они влияют на распространение радиоволн и работу высоковольтных линий электропередач, а возможно, и на явления погоды.
1. Это очень редко встречающиеся мимолетные явления, которые, внезапно возникнув на небосклоне, бесследно исчезают. Одно из них, необычное, красочное, называется «игрой Солнца». Во время восхода или захода Солнце то прячется, то снова возникает над горизонтом. При этом его диск приобретает самые необычные геометрические формы — овала, сильно вытянутого или, наоборот, мало отличимого от окружности эллипса, квадрата, треугольника и т. п. Какова природа этого атмосферного явления?
2. Летом 1816 г. население французского города Лиона наблюдало такое необычное явление: над Солнцем было большое светлое пятно в форме треугольной шляпы, похожей на ту, которую носил Наполеон. Это видение породило слухи о скором возвращении низвергнутого императора.
Световые круги с пятнами и дисками на них возникают и вокруг Луны. Это ложные Луны (параселены) — редко наблюдаемое оптическое явление. Гораздо чаще можно видеть только один, реже два, еще реже — три цветных круга вокруг Луны, наиболее ярко окрашенных в красный цвет с внутренней стороны и бледно — в остальные цвета радуги — с внешней стороны. Такое необычное лунное видение в ореоле трех цветных колец наблюдали, например, в конце октября 1955 г, жители Фрейбурга в Германии.
Гало может возникнуть и вокруг месяца. 25 марта 2004 г. жители города Рассказово Тамбовской области наблюдали с 9 часов вечера гало, возникшее вокруг молодого растущего месяца.
Какие же причины обусловили возникновение всех этих интересных оптических явлений?
3. В прошлом это явление нередко вызывало у людей ужас. На фоне неба вдруг начинает четко вырисовываться крест. Иногда он принимает вид рыцарского меча с длинным лезвием, короткой рукояткой и перекладиной. В лучах вечерней зари крест нередко принимает кроваво-красную окраску.
Вот как описал это явление писатель В. И. Костылев в романе «Иван Грозный»: «Дрожащей рукой царь Иван отодвинул занавес. Иступленными глазами взглянул на небо. Лицо его перекосилось от страха: на небе в темной тишине застыло крестообразное небесное знамение…!»
Какое объяснение нашли ученые этому явлению?
4. Описание этого явления можно прочитать в повести Н. В. Гоголя «Страшная месть»: «За Киевом показалось неслыханное чудо… вдруг стало видимо далеко во все концы света. Вдали засинел Лиман, за Лиманом разливалось Черное море. Бывалые люди узнали и Крым, горой подымавшийся из моря, и болотистый Сиваш. По левую руку видна была земля Галичская.
— А то что такое? — допрашивал собравшийся народ старых людей, указывая на далеко мерещившиеся на небе и больше похожие на облака серые и белые вихри.
— То Карпатские горы! — говорили старые люди».
А вот описание этого же явления в книге Б. А, Федоровича «Лик пустыни»: «Наш караван как-то выбирался из Каракумов к оазису низовий Амударьи, Прошло четыре дня, как мы последний раз запаслись водой и напоили верблюдов… Но вдруг люди сразу ускорили шаг. Впереди совсем невдалеке расстилалась широкая гладь реки. До воды оставалось метров 300–400; было видно, как переливалась рябь, вода блестела среди кустов тамариска. Очевидно, какой-то неожиданный разлив Амударьи. Вот повезло! Но почему вода не приближается? Почему один из кустов как-то странно выплывает из воды и становится выше? А другой идет? Ведь он был среди воды, а теперь вода далеко от него, Так, значит, это не вода?»