ابری و آفتاب در اتحاد جماهیر شوروی. بهترین مکان برای دیدن شفق شمالی کجاست؟ تاثیر فعالیت خورشیدی

معرفی

مدت زمان تابش خورشید توسط یک دستگاه هلیوگراف ثبت می شود که به طور خودکار دوره های زمانی را که در طی آن خورشید می تابد را مشخص می کند. در حال حاضر، در شبکه ایستگاه های هواشناسی اتحاد جماهیر شوروی، ابزار اصلی برای ثبت نور خورشید یک هلیوگراف از یک مدل معمولی یا جهانی است. سوختگی روی نوار مطابق با هلیوگراف مدل جهانی زمانی شروع می شود که ولتاژ تابش به 0.3 - 0.4 کالری در سانتی متر برسد.

به طور معمول، یک هلیوگراف در ارتفاع 2 متری از سطح زمین در مکانی باز نصب می شود که توسط پرتوهای خورشید در هر زمانی از سال از طلوع تا غروب خورشید روشن می شود.

ویژگی های آفتاب

گستره وسیع قلمرو از شمال به جنوب (از 62 تا 52 درجه شمالی) و وجود کوه های اورال تقریباً نصف النهار، تنوع زیادی را در توزیع نور خورشید تعیین می کند. به طور کلی، با حرکت از شمال به جنوب، مدت تابش آفتاب افزایش می یابد. در زمستان، مدت تابش آفتاب با افزایش عرض جغرافیایی سریعتر از تابستان کاهش می یابد، هم به دلیل کاهش طول روز و هم به دلیل افزایش ابر با عرض جغرافیایی.

طولانی ترین مدت تابش خورشید در یک سال در ژوئن و کوتاه ترین آن در ماه دسامبر مشاهده می شود. در برخی مناطق، بیشترین ساعات آفتابی در ماه جولای رخ می دهد.

جدول 4.4. مدت زمان تابش آفتاب.

من

II

III

IV

V

VI

VII

هشتم

IX

ایکس

XI

XII

سال

کورگان، شهر

کورگان-ورونوفکا

4.2. دمای هوا و خاک

4.2.1. دمای هوا

اطلاعات در مورد دمای هوا بر اساس خوانش دماسنج های مایع قرار داده شده در یک غرفه روان سنجی در ارتفاع 2 متری داده می شود.

دمای ذاتی سطوح مختلف که به صورت باز قرار گرفته اند، به طور همزمان اندازه گیری می شوند، به درجات مختلفی با دمای اندازه گیری شده در غرفه در همان لحظه متفاوت است.

جدول 4.5. میانگین دمای ماهانه و سالانه هوا.

من	II	III	IV	V	VI	VII	هشتم	IX	ایکس	XI	XII	سال
کورگان، شهر
-18,5	-16,7	-10	2,9	11,8	16,8	18,8	16,1	10,4	2,0	-7,8	-15,6	0,8

جدول 4.6. میانگین حداقل دمای هوا.

من	II	III	IV	V	VI	VII	هشتم	IX	ایکس	XI	XII	سال
کورگان، شهر
-23,4	-22,1	-15,7	-2,4	4,9	9,8	12,3	10,2	5,3	-1,8	-11,7	-20,4	-4,6

4.2.2. دمای خاک

مشاهده وضعیت حرارتی خاک از سطح تا عمق 3.2 متر انجام می شود.

میانگین ماهانه حداکثر و حداقل دمای سطح خاک

دمای سطح خاک با دماسنج های مایع اندازه گیری می شود: جیوه (فوری و حداکثر) و الکل (حداقل).

جدول 4.7. میانگین ماهانه حداکثر و حداقل دمای سطح خاک.

دمای سطح خاک	من	II	III	IV	V	VI	VII	هشتم	IX	ایکس	XI	XII	سال
تپه
میانگین	-20	-17	-10								-8	-16
میانگین حداکثر	-14	-10	-1								-4	-11
میانگین حداقل	-26	-25	-18	-5						-4	-14	-23	-7

جدول 4.8. عمق انجماد خاک (سانتی متر)

4.3.1. باد

رژیم باد در عرض های جغرافیایی معتدل اتحاد جماهیر شوروی تحت تأثیر مراکز اصلی اقلیمی کنش جوی (سیکلون ها و پاد سیکلون ها) ساکن بر فراز اقیانوس اطلس شمالی و بر روی قاره اوراسیا شکل می گیرد.

توزیع جغرافیایی جهت های مختلف باد و سرعت آن توسط رژیم فصلی سازندهای فشار تعیین می شود. در زمستان، تحت تأثیر جهش غربی پاد سیکلون آسیایی، افزایش بادهای جنوبی و جنوب غربی مشاهده می شود.

در تابستان، رژیم باد بر روی قلمرو UGMS اورال در درجه اول با تأثیر خار آنتی سیکلون آزور همراه است. توزیع فرکانس جهت باد در این دوره بسیار پیچیده است. جهت باد غالب شمال، شمال غرب و غرب است، اما درصد آنها از تعداد بادها در همه جهات کم است (15-25 درصد موارد). در تابستان، اغلب دو جهت غالب وجود دارد، یا از شمال و شمال غرب، یا از شمال و غرب.

به طور کلی، در طول سال، وزش باد در جهت جنوب غربی بر بیشتر قلمرو غالب است، اما به دلیل پیچیدگی زمین و موقعیت تقریبا نصف النهار (در امتداد 60 درجه شرقی) رشته اورال، جهت غالب در مناطق خاصی است. اغلب جنوبی یا غربی.

میانگین بلند مدت سرعت باد مقایسه خوبی است. با وجود پیچیدگی و تنوع نقش برجسته در قلمرو، تکرارپذیری سرعت باد، مشخصه این شرایط، در شرایط فیزیکی و جغرافیایی خاصی قابل ردیابی است. بیشتر قلمرو با بادهای ضعیف و متوسط ​​(از 0 تا 5 متر بر ثانیه) مشخص می شود. فرکانس سرعت باد 5-0 متر بر ثانیه 75 تا 90 درصد مواقع است که بادهای خفیف (1-0 متر بر ثانیه) 20 تا 35 درصد مواقع را تشکیل می دهند و در دره های واقع در بین تپه ها، خفیف. بادها 40 درصد مواقع را تشکیل می دهند. بر اساس ماهیت منحنی‌های فرکانس، گروه‌هایی از ایستگاه‌ها بسته به درجه حفاظت (باز، نیمه حفاظت‌شده و حفاظت‌شده) و همچنین ایستگاه‌هایی که رژیم باد آنها با ویژگی‌های زمین تعیین می‌شود، متمایز می‌شوند.

بیشترین فراوانی بادهای ضعیف و متوسط ​​(تا 5 متر بر ثانیه) در ماه های تابستان و سرعت باد 10-6 متر بر ثانیه در فصل سرد یا فصول انتقالی رخ می دهد. سرعت باد بیش از 10 متر بر ثانیه نسبتاً نادر مشاهده می شود و فراوانی وقوع اغلب کمتر از 8٪ است.

جدول 4.9. میانگین سرعت باد ماهانه و سالانه (m/sec).

جدول 4.10. تکرارپذیری جهت باد و آرامش (%).

ماه	با	NE	که در	SE	YU	SW	ز	شمال غربی	آرام
کورگان، شهر
من
II
III
IV
V
VI
VII
هشتم
IX
ایکس
XI
XII
سال

نکته: 1. فرکانس باد به صورت درصدی از تعداد وقوع باد محاسبه می شود. 2. فراوانی آرامش به عنوان درصدی از تعداد کل موارد مشاهده داده می شود.

4.4. رطوبت هوا، بارش و پوشش برف

4.4.1. رطوبت هوا

رطوبت هوا برای بسیاری از بخش های اقتصاد ملی از اهمیت بالایی برخوردار است: کشاورزی، صنایع مختلف.

بخار آب جزء ناپایدار جو است. محتوای آن بسته به شرایط فیزیکی و جغرافیایی منطقه، زمان سال و ویژگی های گردش جو، وضعیت سطح خاک و غیره بسیار متفاوت است. رطوبت هوا را می توان با مقدار فشار بخار آب، نسبی ارزیابی کرد. رطوبت و عدم اشباع هوا از بخار آب.

مقدار کشسانی بخار آب، محتوای رطوبت هوا را مشخص می کند و به دلیل ناهمگونی زیاد توپوگرافی قلمرو، تغییر در ماهیت و وضعیت سطح زیرین، در معرض تغییرات قابل توجهی است.

تغییرات سالانه فشار بخار آب بسیار شبیه به تغییرات سالانه دمای هوا است. به همین دلیل، فشار بخار آب به طور کلی تقریباً در طول سال و به دنبال توزیع دمای هوا از شمال به جنوب (توزیع منطقه ای) افزایش می یابد. استثناء مناطق کوهستانی است که مناطق عرضی به سمت جنوب تغییر می کند.

رطوبت نسبی هوا، که درجه اشباع هوا با بخار آب را مشخص می کند، نیز توزیع عجیبی دارد. تأثیر ویژگی‌های گردش، و همچنین شکل نقش برجسته، مجاورت مخازن، جنگل‌ها، تالاب‌ها و غیره به وضوح بر میزان تغییر رطوبت نسبی تأثیر می‌گذارد. در دوره سالانه، توزیع رطوبت نسبی هوا در طول روز که رطوبت نسبی نزدیک به حداقل است و شدیدترین تبخیر مشاهده می شود، بیشترین توجه را دارد. رطوبت نسبی معمولاً در شب در طول سال زیاد است.

جدول 4.11. میانگین رطوبت نسبی ماهانه و سالانه (شماره).

ایستگاه

من

II

III

IV

V

VI

VII

هشتم

IX

ایکس

XI

XII

سال

کورگان-ورونوفکا

میزان کمبود اشباع هوا با بخار آب به دلایل مشابه رطوبت نسبی در طول سال توزیع می شود. مطابق با رطوبت نسبی بالا و دمای پایین، حداقل عدم اشباع هوا با بخار آب در ماه نوامبر - ژانویه رخ می دهد، زمانی که مقدار متوسط ​​آن از 0.5 مگابایت تجاوز نمی کند. حداکثر مقادیر عدم اشباع در ژوئن مشاهده می شود. میانگین مقدار آن در مناطق کوهستانی 6-7 مگابایت و در دشت های مجاور - 8-10 مگابایت است که از شمال به جنوب افزایش می یابد. عدم اشباع قابل توجهی در جولای و اوت مشاهده می شود. از شهریور ماه با افزایش رطوبت نسبی و کاهش دمای هوا، عدم اشباع کاهش می یابد.

جدول 4.12. میانگین کسری اشباع ماهانه و سالانه (hPa).

ایستگاه	من	II	III	IV	V	VI	VII	هشتم	IX	ایکس	XI	XII	سال
کورگان-ورونوفکا	0,4	0,4	0,7	3,3	8,1		8,5	6,9	4,3	2,1	0,7	0,4	3,8

4.4.2. ته نشینی

میزان و توزیع بارندگی در طول سال با توجه به فعالیت طوفانی جو و ویژگی های امدادی قلمرو مورد بررسی تعیین می شود. جهت گیری نصف النهاری رشته کوه های اورال باعث افزایش بارندگی در دامنه های بادگیر غربی و کاهش آن در دامنه های بادگیر شرقی می شود.

از نظر درجه رطوبت، قسمت کوهستانی قلمرو و دامنه‌های کوهستانی به‌ویژه غربی، جزو زون رطوبت مازاد است. نواحی مجاور مستقیم دامنه های کوهستانی متعلق به منطقه رطوبت کافی است.

جدول 4.13. میانگین بارش، نرمال شده به قرائت سنج بارش (میلی متر).

ایستگاه

من

II

III

IV

V

VI

VII

هشتم

IX

ایکس

XI

XII

سال

کورگان-ورونوفکا

میزان بارندگی سالانه شامل جامد، مخلوط و مایع است. به طور متوسط، سهم بارش جامد در قلمرو مورد بررسی 20 - 35٪، سهم بارش مایع - 50 - 75٪، و سهم بارش مخلوط (برف مرطوب، برف با باران و غیره) -10 است. -15% مبلغ سالانه. طول دوره با یک یا نوع دیگری از بارش در قلمرو نسبتاً کمی تغییر می کند، زیرا نوع بارندگی عمدتاً به عوامل اقلیمی کلی بستگی دارد.

جدول 4.14. بارش جامد (t)، مایع (l) و مخلوط (ج) به عنوان درصدی از کل.

(-) - نیم درصد یا کمتر

دوره بارندگی سالانه در سرتاسر قلمرو دارای ویژگی های مشترک مشخصه آب و هوای قاره ای است: میزان اصلی بارش در فصل گرم است و انتقال از بارش زمستانی کم به قابل توجه در اکثر مناطق به ویژه در ماوراءالنهر به سرعت رخ می دهد.

4.4.3. پوشش برفی

زمستان در قلمرو مورد بررسی طولانی ترین فصل از تمام فصول سال است. از مجموع بارندگی در یک سال. 20 تا 35 درصد از رسوبات جامد حاوی بخش عمده ای از ذخایر آب تشکیل شده است. این پوشش برفی است که منبع اصلی تغذیه بهاره رودخانه ها را ایجاد می کند. پوشش برف یکی از مهم ترین عوامل موثر بر شکل گیری اقلیم است.

کلیه فرآیندهای فیزیکی و جغرافیایی در زمستان از جمله شرایط دمایی، یخ زدگی خاک، شرایط زمستان گذرانی محصولات زمستانه، تجمع رطوبت در خاک و ... هم به ارتفاع و هم به ماهیت پوشش برف بستگی دارد.

ماهیت پوشش برف تا حد زیادی به سرعت باد و شرایط باز بودن یا حفاظت مکان بستگی دارد.

جدول 4.15. میانگین عمق برف ده روزه بر اساس چنگک ثابت (سانتی متر).

ادامه جدول.

جدول 4.16. تراکم پوشش برف بر اساس بررسی های برف در آخرین روز دهه (g/cm3).

ادامه جدول.

4.5. ابرها و پدیده های جوی

رژیم ابری و پدیده های جوی (مه، طوفان برف، رعد و برق، تگرگ) در قلمرو مورد بررسی عمدتاً توسط ویژگی های گردش جوی در فصول فردی و تأثیر امداد تعیین می شود.

قلمرو مورد بررسی به وضوح به مناطق با درجات مختلف رطوبت تقسیم می شود. چنین تنوعی از مناظر طبیعی با ناهمگونی قابل توجه نقش برجسته منجر به تنوع زیادی در توزیع ابر و پدیده های جوی در سراسر قلمرو می شود.

4.5.1. ابری

میانگین رژیم ابری طولانی مدت تحت تأثیر فرآیندهای گردشی است که جهت غالب توده های هوا و میزان رطوبت آنها و همچنین تحت تأثیر سطوح زیرین را تعیین می کند.

تحت تأثیر تغییرات هجوم تابش خورشید و ماهیت سطح زیرین، فرآیندها در طول فصول تغییر می کنند که بر اساس آن میزان پوشش ابر و شکل ابرها تغییر می کند.

در ماه های پاییز و نیمه اول زمستان، زمانی که آب و هوای سیکلونی توسعه یافته است، ابرهای پیوسته کل منطقه را می پوشاند. در قسمت پایین اورال میانه، کل ابری به 80٪ کاهش می یابد. در نواحی کوهپایه ای و کوهستانی ابری به طور محسوسی افزایش می یابد و در زمان های گرم تاثیر ارتفاع محل بیشتر از شکل نقش برجسته است. در منطقه Trans-Ural تعداد کمی از موارد ابری کم در طول سال مشاهده می شود (حدود 7٪) و در ژانویه و فوریه هیچ موردی با چنین ابری ثبت نشده است.

تشکیل ابرهای کم ارتفاع در شرایط سخت کوه نگاری تا حد زیادی به جهت باد بستگی دارد.

جدول 4.17. تعداد روزهای صاف و ابری بر اساس کل و کم ابری.

تعداد روزها	ابری	من	II	III	IV	V	VI	VII	هشتم	IX	ایکس	XI	XII	سال
کورگان-ورونوفکا
پاک کردن	عمومی	3,7	4,4	4,6	4,1	2,5	2,7	2,5	3,7	2,3	1,7	2,8	3,4
پایین تر	13,4	16,6	15,8	13,6	11,7	9,9	9,7	11,6	9,1	8,3	9,9	11,5
ابری	عمومی	10,1	8,1	10,0	9,0	9,5	7,5	9,6	8,2	11,4	15,3	13,7	13,2
پایین تر	1,4	1,4	2,1	2,1	2,4	1,2	2,4	2,4	3,7	4,5	5,0	3,9

جدول 4.18. فراوانی شرایط آسمان صاف (0-2)، نیمه صاف (3-7) و ابری (8-10) بر اساس ابر کلی و کمتر (%).

ابری، نقاط (از تا)

من

II

III

IV

V

VI

VII

هشتم

IX

ایکس

XI

XII

کورگان-ورونوفکا

عمومی

0-2

3-7

8-10

پایین تر

0-2

3-7

8-10

4.5.2. پدیده های جوی

4.5.2.1. مه ها

توزیع مه در منطقه مورد بررسی بسیار متغیر است. این با تنوع زیاد شرایط فیزیکی و جغرافیایی قلمرو و ویژگی‌های گردش جوی توضیح داده می‌شود.

دلیل اصلی تشکیل مه سرد شدن هوا از سطح زیرین در اثر تشعشعات موثر است. بنابراین، در نتیجه خنک شدن سطح زمین توسط تشعشع، و همچنین در نتیجه آب و هوای قاره ای، مه تشعشعی عمدتاً در کل قلمرو غالب است.

در یک شهر بزرگ در زمستان، مه تشعشع زیادی تشکیل می شود. حداکثر تعداد روزهای مه آلود در ژانویه رخ می دهد. این امر به این دلیل است که در دوره سرد، در هنگام یخبندان شدید، دود و دوده صنعتی نقش هسته های تراکم را ایفا می کنند و با تامین اضافی بخار آب، به شکل قابل توجهی در تشکیل مه کمک می کنند.

در زمستان، مدت مه معمولا بیشتر از تابستان است.

جدول 4.19. میانگین تعداد روزهای همراه با مه.

من

II

III

IV

V

VI

VII

هشتم

IX

ایکس

XI

XII

X-III

IV-IX

سال

کورگان-ورونوفکا

جدول 4.20. بیشتر روزها با مه.

من

II

III

IV

V

VI

VII

هشتم

IX

ایکس

XI

XII

دوره زمانی

سال

X-III

IV-IX

کورگان-ورونوفکا

4.5.2.2. کولاک

در قلمرو مورد بررسی، در فصل زمستان، زمانی که فعالیت طوفانی تشدید می شود، طوفان برف یک اتفاق رایج است. بسته به شرایط فیزیکی-جغرافیایی و گردشی و حفاظت عمومی منطقه، در برخی مناطق فراوانی و شدت آن بیشتر و در برخی دیگر فراوانی کمتر و ضعیف‌تر است.

نقش اصلی در فرآیندهای سینوپتیکی که باعث ایجاد طوفان های برفی می شوند متعلق به طوفان ها است. هنگامی که طوفان ها عبور می کنند، باد افزایش می یابد و باعث طوفان برف می شود. آنها می توانند در طول طوفان های با منشاء مختلف رخ دهند، اما اغلب آنها با عبور طوفان های جنوبی و غربی همراه هستند، که باعث افزایش کوتاه مدت دمای هوا، افزایش باد و طوفان های برفی قوی می شوند تشدید آنتی سیکلون، زمانی که شیب باریک افقی به طور قابل توجهی افزایش می یابد و سرعت باد افزایش می یابد. تشکیل شیب‌های باریک بزرگ جلوتر از طوفان معمولاً منجر به گسترش منطقه طوفان برفی می‌شود، زیرا وقتی باد افزایش می‌یابد، حرکت برف و وزش برف مدت‌ها قبل از عبور از جبهه گرم آغاز می‌شود.

مدت کولاک و همچنین تعداد روزهای کولاک در دامنه‌های باز، تپه‌ها و قله‌های کوه‌ها بیشتر است.

رانش برف بیشتر در ناحیه پادسیکلون مشاهده می شود. آنها معمولا در دماهای پایین تر زمانی که برف خشک است رخ می دهند. در این مواقع افزایش جزئی باد برای ایجاد کولاک زمینی کافی است.

میانگین تعداد روزهایی که برف در حال حرکت است، بسته به شکل تسکین، وضعیت پوشش برف و حفاظت کلی منطقه متفاوت است. بیشترین بارش برف در قسمت استپی قلمرو و در مکان های باز و مرتفع (بیش از 15 روز در سال) رخ می دهد.

در زمستان، در شرایط غلبه خار غربی آنتی سیکلون آسیایی، افزایش بادهای جنوب غربی و غربی در ترانس اورال مشاهده می شود که در طی آن طوفان های برفی اغلب مشاهده می شود. به ندرت طوفان برف همراه با بادهای شمالی رخ می دهد.

سرعت باد در طوفان های برفی، حتی بیشتر از جهت، به شرایط فیزیکی و جغرافیایی و حفاظت عمومی منطقه بستگی دارد. کولاک در هر دو سرعت باد کم و زیاد مشاهده می شود.

جدول 4.21. میانگین تعداد روزهای با طوفان برف.

4.5.2.3. رعد و برق

تشکیل رعد و برق با عبور از جبهه های سرد، با فرآیندهای قراردادی و جریان های صعودی قدرتمند در جو همراه است.

رعد و برق درون توده ای حرارتی نادر است. وقوع رعد و برق ارتباط تنگاتنگی با شرایط کوه نگاری دارد.

اغلب، رعد و برق ها در حضور یک پاد سیکلون قطب شمال در منطقه اورال میانه رخ می دهد. این رعد و برق ها هم در هنگام عبور از یک جبهه و هم در داخل یک توده هوا شکل می گیرند.

در منطقه مورد بررسی، رعد و برق عمدتاً از فروردین تا شهریور مشاهده می شود.

جدول 4.23. میانگین تعداد روزهای همراه با رعد و برق.

تگرگ

تگرگ عمدتاً در دوره گرم مشاهده می شود. معمولاً به صورت تکه‌ای می‌ریزد. به ندرت تگرگ به صورت نوارهایی به طول چندین کیلومتر و عرض 1-1.5 کیلومتر می بارد. بارش تگرگ معمولا با بارش باران، رعد و برق و گاهی وزش باد شدید همراه است. تگرگ در طوفان رعد و برق اغلب زمانی می‌بارد که توده‌های هوای سرد هجوم می‌آورند و اغلب از نظر اندازه بزرگ هستند.

بارش تگرگ با عبور از مناطق کم فشار، ناپایداری توده های هوا و عوامل اوروگرافی محلی همراه است. افزایش یا کاهش تعداد رویدادهای تگرگ به شدت تحت تأثیر تپه ها و کوه ها و همچنین مخازن و جنگل های بزرگ است. در شرایط مسطح، حتی ارتفاعات کوچک بر افزایش تعداد رویدادهای تگرگ تأثیر می گذارد.

جدول 4.25. میانگین تعداد روزهای همراه با تگرگ.

IV	V	VI	VII	هشتم	IX	ایکس	سال
کورگان-ورونوفکا
0,1	0,1	0,3	0,4	0,3	0,1	-	1,3

شفق قطبی یا شفق قطبی (Aurora Borealis) درخشش طبیعی (لومینسانس) آسمان است که به‌ویژه در عرض‌های جغرافیایی بالا به وضوح قابل مشاهده است و در اثر برخورد ذرات باردار با اتم‌های لایه‌های بالایی جو (ترموسفر) ایجاد می‌شود. .

شفق قطبی چگونه تشکیل می شود؟ ذرات باردار مگنتوسفر که از باد خورشیدی می گیرد، توسط میدان مغناطیسی زمین به جو هدایت می شوند. بیشتر شفق های قطبی در مناطقی به نام مناطق شفق قطبی رخ می دهند که معمولاً در فاصله 10 تا 20 درجه از قطب مغناطیسی قرار دارند که توسط محور دوقطبی مغناطیسی زمین تعریف می شود. در طول یک طوفان ژئومغناطیسی، این مناطق به عرض های جغرافیایی پایین تر گسترش می یابد، به طوری که مشاهده شفق قطبی در مسکو امکان پذیر می شود.

طبقه بندی

نورهای شمالی بر فراز دریاچه

شفق های قطبی به عنوان یک پدیده طبیعی به دو دسته پراکنده و نقطه ای (گسسته) طبقه بندی می شوند. پراکنده به عنوان یک درخشش بی خاصیت در آسمان ظاهر می شود که ممکن است با چشم غیر مسلح حتی در یک شب تاریک قابل مشاهده نباشد. نقطه - در روشنایی متفاوت است، از به سختی قابل مشاهده با چشم غیر مسلح تا روشنایی کافی برای خواندن روزنامه در شب. شفق های شمالی دقیق فقط در آسمان شب دیده می شوند زیرا به اندازه کافی روشن نیستند که در روز قابل مشاهده باشند. شفق قطبی در شمال روسیه به شفق قطبی معروف است.

شفق شمالی باعث می شود

شفق‌های شمالی در استراتوسفر نزدیک قطب مغناطیسی ظاهر می‌شوند و به صورت درخششی مایل به سبز، گاهی اوقات با قرمز مخلوط می‌شوند. شفق های نقطه ای اغلب خطوط میدان مغناطیسی را نشان می دهند و می توانند از چند ثانیه تا چند ساعت تغییر شکل دهند. چه زمانی می توانید شفق شمالی را ببینید؟ اغلب در نزدیکی اعتدال رخ می دهد.

میدان مغناطیسی زمین و شفق قطبی ارتباط نزدیکی با هم دارند. میدان مغناطیسی زمین ذرات باد خورشیدی را به دام می اندازد، بسیاری از آنها سپس به سمت قطب ها می روند و در آنجا با جو زمین برخورد می کنند. برخورد بین این یون ها و اتم ها و مولکول های اتمسفر منجر به انتشار انرژی به شکل درخشش هوا می شود که در دایره های بزرگ در اطراف قطب ها ظاهر می شود. شفق قطبی در طول فاز شدید چرخه خورشیدی، زمانی که پرتاب جرم تاجی شدت باد خورشیدی را به شدت افزایش می‌دهد، درخشان‌تر است. شفق قطبی در مشتری، زحل، اورانوس و نپتون را می توان در این مشاهده کرد.

قطب جنوب

آیا شفق شمالی در قطب جنوب وجود دارد؟ بله، شفق قطبی در قطب جنوب دارای همان ویژگی هایی است که تقریباً مشابه قطب شمال است. می‌پرسید آیا در قطب جنوب چراغ‌های شمالی وجود دارد؟ بله، آنها از عرض های جنوبی جنوبی قطب جنوب، آمریکای جنوبی، نیوزلند و استرالیا قابل مشاهده هستند.

شفق شمالی چگونه تشکیل می شود؟

نتیجه انتشار فوتون در قسمت بالایی جو زمین در ارتفاع تقریبی 80 کیلومتری است. مولکول های نیتروژن و اکسیژن، تحت تأثیر ذرات باردار خورشیدی، وارد حالت برانگیخته می شوند و با انتقال به حالت پایه، یک الکترون بازیابی می شود و یک کوانتوم نوری ساطع می شود. مولکول‌ها و اتم‌های مختلف رنگ‌های مختلف نور را از خود ساطع می‌کنند، برای مثال: اکسیژن سبز یا قرمز مایل به قهوه‌ای است، بسته به مقدار انرژی جذب‌شده، نیتروژن آبی یا قرمز است. رنگ آبی نیتروژن زمانی اتفاق می‌افتد که اتم یک الکترون یونیزاسیون را بازیابی می‌کند و رنگ قرمز زمانی اتفاق می‌افتد که از حالت برانگیخته به حالت پایه تبدیل می‌شود.

نقش اکسیژن

اکسیژن یک عنصر غیرعادی از نظر بازگشت به حالت اولیه است: این انتقال می تواند ¾ ثانیه طول بکشد و تا دو دقیقه نور سبز ساطع کند و پس از آن قرمز می شود. برخورد با اتم ها یا مولکول های دیگر انرژی تحریک را جذب کرده و از انتشار نور جلوگیری می کند. در قسمت های بالای جو، درصد اکسیژن کم است و چنین برخوردهایی به اندازه کافی نادر است، که به اکسیژن زمان می دهد تا یک کوانتوم قرمز نور ساطع کند. هرچه به عمق جو می رویم، برخوردها بیشتر می شوند، به طوری که به سطح نزدیک تر، انتشار قرمز زمان تشکیل را ندارد و حتی انتشار سبز در نزدیکی سطح متوقف می شود.

گالری تصاویر

امروزه به دلیل افزایش کیفیت و در دسترس بودن دوربین‌های دیجیتالی که حساسیت نسبتاً بالایی دارند، تصاویر شفق بسیار رایج‌تر هستند. در زیر گالری از چشمگیرترین تصاویر را مشاهده می کنید.

باد خورشیدی و مگنتوسفر

زمین دائماً در جریانات غوطه ور است - جریان ضعیفی از پلاسمای داغ (گاز الکترون های آزاد و یون های مثبت) که از خورشید در همه جهات ساطع می شود و در نتیجه دو میلیون درجه گرمای تاج خورشیدی تشکیل می شود.

باد خورشیدی معمولاً با سرعتی در حدود 400 کیلومتر بر ثانیه، چگالی حدود 5 یون در سانتی‌متر مکعب و شدت میدان مغناطیسی 2 تا 5 nT به زمین می‌رسد (قدرت میدان مغناطیسی زمین در تسلا و در سطح زمین اندازه‌گیری می‌شود. معمولاً 30000 تا 50000 nT است). در طی این، جریان پلاسمای خورشیدی می تواند چندین برابر سریعتر باشد و میدان مغناطیسی بین سیاره ای (IMF) می تواند بسیار قوی تر باشد.

میدان مغناطیسی بین سیاره ای بر روی خورشید، در ناحیه لکه های خورشیدی شکل می گیرد و باد خورشیدی در امتداد خطوط میدان خود به فضا گسترش می یابد.

مگنتوسفر زمین

مگنتوسفر زمین تحت تأثیر باد خورشیدی و میدان مغناطیسی زمین تشکیل می شود. در فاصله متوسط ​​حدود 70000 کیلومتر (11 شعاع زمین) مانعی در برابر باد خورشیدی ایجاد می کند و حواس آن را پرت می کند و در فاصله 12000 کیلومتری تا 15000 کیلومتری (1.9 تا 2.4 شعاع) یک شوک کمانی ایجاد می کند. پهنای مگنتوسفر زمین معمولاً 190000 کیلومتر (30 شعاع) است و در سمت شب یک ستون مغناطیسی کره ای طولانی از خطوط میدان کشیده در فواصل بسیار زیاد (بیش از 200 شعاع زمین) گسترش یافته است.

شار پلاسما در مگنتوسفر با افزایش چگالی و تلاطم در جریان باد خورشیدی افزایش می یابد.

علاوه بر برخورد عمود بر میدان مغناطیسی زمین، برخی از جریان‌های پلاسمای مغناطیسی کره زمین در امتداد خطوط میدان مغناطیسی زمین به سمت بالا و پایین حرکت می‌کنند و انرژی خود را در مناطق شفقی جو از دست می‌دهند که همان چیزی است که شفق‌های شمالی را تولید می‌کند. الکترون های مغناطیسی شتاب می گیرند و با گازهای اتمسفر برخورد می کنند و باعث درخشش اتمسفر می شوند.

نقشه های آمریکای شمالی و اوراسیا با مرز شفق های قطبی در سطوح مختلف فعالیت ژئومغناطیسی؛ Kp = 3 مربوط به سطح پایین فعالیت ژئومغناطیسی است، در حالی که Kp = 9 بالاترین سطح است.

شفق های قطبی در روسیه گاهی اوقات در عرض های جغرافیایی معتدل مشاهده می شوند، زمانی که یک طوفان مغناطیسی به طور موقت بیضی شفق را افزایش می دهد. با شاخص فعالیت ژئومغناطیسی Kp=6-9 در عرض جغرافیایی مسکو قابل مشاهده است.

شفق شمالی: پیش بینی

شفق شمالی در زمان واقعی (آنلاین)، هر 30 ثانیه به روز می شود

طوفان های مغناطیسی و شفق های شمالی در اوج چرخه یازده ساله فعالیت خورشیدی و تا سه سال پس از این اوج بیشترین شیوع را دارند. در ناحیه شفق، احتمال تشکیل درخشش عمدتاً به شیب میدان مغناطیسی بین سیاره ای بستگی دارد.

محور چرخش خورشید نسبت به صفحه مداری زمین 8 درجه متمایل است. باد خورشیدی جریان‌های پلاسما را از قطب‌های خورشیدی سریع‌تر از استوا می‌وزاند، بنابراین میانگین سرعت ذرات نزدیک به مگنتوسفر زمین هر شش ماه کاهش می‌یابد. سرعت باد خورشیدی در منطقه 5 سپتامبر و 5 مارس که زمین در بالاترین زاویه نسبت به صفحه چرخش خورشید قرار دارد (به طور متوسط ​​حدود 50 کیلومتر بر ثانیه) بیشترین سرعت را دارد.

چرا شفق شمالی رخ می دهد؟

"نور سرگردان"

به دلیل برخورد بین مولکول ها و اتم های جو زمین و ذرات باردار گرفته شده توسط مگنتوسفر از تابش خورشید. تفاوت در رنگ به دلیل نوع گازی است که با آن مواجه می شود. رایج ترین رنگ درخشش، سبز مایل به زرد کم رنگ است که توسط مولکول های اکسیژن واقع در 80 کیلومتری زمین تشکیل می شود. شفق های نادر قرمز توسط اتم های اکسیژن در ارتفاع حدود 300 کیلومتری تشکیل می شوند. نیتروژن مسئول رنگ آبی یا بنفش قرمز است.

تاثیر فعالیت خورشیدی

ارتباط بین شفق شمالی و فعالیت خورشیدی در حدود سال 1880 مشکوک بود. به لطف تحقیقات از دهه 1950، اکنون می دانیم که الکترون ها و پروتون های باد خورشیدی توسط مگنتوسفر زمین گرفته می شوند و با گازهای موجود در جو برخورد می کنند.

دمای بالای سطح خورشید (در مورد تاج صحبت می کنیم؛ سطح خود خورشید دمایی در حدود 6000 درجه دارد) میلیون ها درجه سانتیگراد است. در این دما، برخورد بین یون ها کاملاً شدید است. الکترون‌ها و پروتون‌های آزاد در اثر چرخش خورشید از جو خورشید آزاد می‌شوند و از سوراخ‌های میدان مغناطیسی خارج می‌شوند. در فضای نزدیک به زمین، ذرات باردار تا حد زیادی توسط میدان مغناطیسی زمین منحرف می شوند. میدان مغناطیسی زمین در قطب ها ضعیف ترین است و بنابراین ذرات باردار وارد جو زمین شده و با ذرات گاز در قطب ها برخورد می کنند. این برخوردها نوری را ساطع می کنند که ما آن را به عنوان شفق در نظر می گیریم.

بهترین مکان برای دیدن شفق شمالی کجاست؟

آنها را می توان در نیمکره شمالی یا جنوبی، به عنوان یک شکل بیضی نامنظم در مرکز بالای قطب مغناطیسی مشاهده کرد. دانشمندان دریافته‌اند که در بیشتر موارد، شفق‌های قطبی در قطب‌های مختلف، تصاویر آینه‌ای از یکدیگر هستند که در یک زمان و با شکل و رنگ مشابهی رخ می‌دهند.

از آنجایی که پدیده ها در نزدیکی قطب های مغناطیسی رخ می دهند، مشاهده شفق های شمالی در دایره قطب شمال راحت است. آنها همچنین در نوک جنوبی گرینلند و ایسلند، سواحل شمالی نروژ و شمال سیبری دیده می شوند. شفق های جنوبی در یک حلقه در اطراف قطب جنوب و اقیانوس هند جنوبی متمرکز شده اند.

شاخه ای از هواشناسی که به مطالعه تابش خورشید، زمین و اتمسفر می پردازد، اکتینومتری نامیده می شود. وظیفه اصلی آن اندازه گیری جریان های انرژی تابشی است. داده های اکتینومتری برای کشاورزی علمی، در ساخت و ساز، در طراحی ساختمان ها و سازه ها، برای کار و تحقیق در زمینه فناوری خورشیدی مورد نیاز است. تابش خورشیدی به طور گسترده ای برای اهداف دارویی در بالنولوژی استفاده می شود.

خورشید منبع انرژی تقریباً تمام فرآیندهای طبیعی روی زمین است. انرژی حاصل از لایه های عمیق زمین و همچنین تشعشعاتی که از ستارگان می آیند در مقایسه با انرژی حاصل از خورشید ناچیز است.

بیایید به تعاریف مورد استفاده در هواشناسی نگاه کنیم. انرژی ساطع شده از خورشید و رسیدن به زمین نامیده می شود تابش خورشیدی. تشعشعات (نباید با رادیواکتیویته – تشعشعات یونیزان) که به صورت پرتویی از پرتوها وارد جو و سپس به سطح زمین می شود، اشتباه گرفته شود. سر راست. بخشی از تابش خورشیدی که از سطح زمین و از ابرها منعکس می شود نامیده می شود تابش منعکس شده. تابش کل- این مقدار است سر راستو تابش پراکنده. ترکیب تابش کل بسته به ارتفاع خورشید، شفافیت جو و ابری متفاوت است. تغییرات روزانه و سالانه تابش کل عمدتاً با تغییر ارتفاع خورشید تعیین می شود. اما تأثیر ابری و شفافیت هوا این رابطه ساده را به شدت پیچیده می‌کند و روند هموار تشعشعات را مختل می‌کند. تابش کل نیز به طور قابل توجهی به عرض جغرافیایی مکان بستگی دارد. با کاهش عرض جغرافیایی، مقادیر روزانه آن افزایش می یابد و دامنه چرخه سالانه آن کاهش می یابد.

در سراسر Primorye، یک دوره نرمال سالانه تابش کلی با حداقل در دسامبر (3.2-6.0 کیلو کالری در سانتی متر مربع - داده های قبل از 1951) و حداکثر در اواخر بهار - اوایل تابستان (9.2-15.4 کیلو کالری بر سانتی متر مربع) وجود دارد. در ایستگاه های شمالی منطقه، حداکثر تابش کل در ماه ژوئن رخ می دهد و هنگام حرکت به عرض های جغرافیایی جنوبی، تغییر به ماه می مشاهده می شود.

اگر مقادیر فصلی تابش کل را برای برخی از نقاط پریموریه و قلمرو اروپایی روسیه و اوکراین که در یک عرض جغرافیایی قرار دارند مقایسه کنیم، معلوم می شود که در زمستان ولادی وستوک تابش خورشیدی بیشتری نسبت به شهرهای کراسنودار و سوچی دریافت می کند. این با این واقعیت توضیح داده می شود که زمستان در Primorye با کمی ابری مشخص می شود. در تابستان، در Primorye، خورشید کمتر ظاهر می شود، ابری و باران مکرر غالب است.

مقادیر تابش کل (کیلو کالری بر سانتی متر مربع)
برای برخی از نقاط پریمورسکی، روسیه و اوکراین

برای گردشگران و گردشگران در جنوب Primorye، مدت زمان واقعی آفتاب جالب است. بستگی به طول روز، ابری و افق بسته دارد. طولانی ترین مدت تابش خورشید در ماه های مارس، سپتامبر و اکتبر رخ می دهد. حداقل مقادیر در ژوئن و جولای مشاهده می شود. این امر به این دلیل اتفاق می افتد که در بهار و پاییز مدت تابش آفتاب نسبت به ماه های زمستان بسیار طولانی است و فراوانی روزهای ابری و مه بسیار کمتر از تابستان است.

تعادل تشعشعی جو و سطح زیرینمجموع جبری شارهای تشعشعی است که توسط جو جذب و ساطع می شود. این جریان ها عوامل اصلی تشکیل دهنده آب و هوا و مهمترین اجزای تعادل گرمایی جو هستند. می تواند مثبت و منفی باشد.

در منطقه پریمورسکی، تعادل تابش به مدت چهار ماه (نوامبر، دسامبر، ژانویه، فوریه) منفی است. در سایر ماه ها و در طول سال مقادیر آن مثبت است. تعادل تشعشع در قلمرو منطقه از 22 کیلوکالری بر سانتی متر مربع (اگزو) تا 46 کیلوکالری در سانتی متر مربع (ولادیووستوک) متغیر است.

مقایسه مقادیر آن برای برخی از نقاط در Primorye و قلمرو اروپایی روسیه جالب است. مقادیر سالانه تراز تشعشع برای نقاط پریموریه 12 تا 18 کیلو کالری بر سانتی متر مربع کمتر از مقادیر سالانه تراز تشعشعی برای نقاط قسمت اروپایی که به ترتیب در همان عرض های جغرافیایی قرار دارند، است. این عمدتاً با این واقعیت توضیح داده می شود که در Primorye در تابستان ابری به طور قابل توجهی قسمت ورودی تعادل تشعشع را کاهش می دهد.

با توسعه ساخت مناطق تفریحی و اهمیت انرژی خورشیدی برای سیستم های منبع تغذیه مستقل، نیاز به داده های با کیفیت بالا در مورد تشعشعات کل در مناطق منطقه پریمورسکی وجود دارد. چنین اطلاعاتی را می توان از بخش اتوماسیون و آب هواشناسی رژیم Primorskhydromet به دست آورد.

مدت زمان تابش خورشید به تعداد کل ساعات یک روز، ماه یا سال گفته می شود که خورشید در یک منطقه معین بالا است و توسط ابر پوشانده نمی شود. بستگی به عرض جغرافیایی مکان، طول روز و میزان ابر دارد.

در دوره سالانه، حداقل مدت تابش آفتاب در سراسر قلمرو در دسامبر و حداکثر در ژوئیه رخ می دهد. گاهی اوقات بسته به چرخه سالانه به ژوئن تغییر می کند. در خاور دور، حداکثر در ماه مارس مشاهده می شود، زیرا در تابستان، به دلیل تعداد زیاد روزهای ابری در طول موسمی تابستان، مدت تابش آفتاب به شدت کاهش می یابد (جدول، کیپ لوپاتکا را ببینید).

توزیع مدت زمان تابش آفتاب در سراسر روسیه در دوره پاییز و زمستان با افزایش از شمال به جنوب مشخص می شود. بالاترین مقادیر در جنوب منطقه پریمورسکی (تا 200 ساعت در ماه) مشاهده می شود. در دوره بهار و تابستان، توزیع مدت زمان تابش خورشید در قلمرو یک تصویر نسبتاً پیچیده است، زیرا تأثیر عرض جغرافیایی با تأثیر ابری همپوشانی دارد. بنابراین، در ماه آوریل، حداکثر مدت زمان تابش خورشید (بیش از 300 ساعت) در شمال غربی جمهوری ساخا (یاکوتیا) رخ می دهد، در حالی که در همان عرض های جغرافیایی قسمت اروپایی روسیه، جایی که نفوذ اقیانوس اطلس است. شدید و در نتیجه ابر افزایش می یابد، مدت تابش آفتاب 180 ساعت یا کمتر است.

در تیرماه کاهش مدت تابش آفتاب در سواحل شمالی و شرقی نیز به دلیل افزایش ابری مشاهده می شود. در شمال، این به دلیل افزایش فعالیت سیکلونی در جبهه قطبی، در شرق - با نفوذ موسمی است. در , و جزایر کوریل هوا ابری است و مدت تابش آفتاب به 120-160 ساعت کاهش می یابد. حداکثر مدت تابش آفتاب در ماه ژوئیه در مناطق شمالی سیبری شرقی و جنوب بخش اروپایی روسیه (بیش از 320 ساعت) مشاهده می شود که 50-70٪ از زمان ممکن است. در عین حال، مدت تابش آفتاب در یک روز با خورشید به طور متوسط ​​10-11 ساعت است.

به طور کلی، برای سال، بیشترین تعداد ساعات آفتابی در روسیه برای منطقه آمور و جنوب قلمرو پریمورسکی (بیش از 2400-2600 ساعت) معمول است، که کمترین آن برای مناطق ساحلی شمالی، جنوب کامچاتکا است. و جزایر کوریل (1200 ساعت یا کمتر).

در مناطق کوهستانی، مدت تابش آفتاب به‌ویژه در دره‌ها، حوضه‌ها و دامنه‌های کوهستانی حفاظت‌شده به شدت کاهش می‌یابد. فقط برای ایستگاه هایی که در مناطق باز قرار دارند، طول مدت تابش آفتاب با عرض جغرافیایی افزایش می یابد. تفاوت در مدت زمان تابش آفتاب بین ایستگاه های واقع در دره های کوهستانی و در زمین های باز صاف می تواند 200 ساعت یا بیشتر باشد.