Ч1. МЕЖПЛАНЕТНОЕ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ.
Можно ответить, что на освещенной стороне Земли сияния просто не видны, и это будет верно, но мы немного расширим наш взор. IMF (Interplanetary Magnetic Field) - это межпланетное магнитное поле, которое формируется плазмой Солнца. Когда происходит выброс плазмы, то магнитные поля оказываются "вмороженными" в нее. В зависимости от направления поля будет определяться степень влияния на Землю.
Итак, считается, что силовые линии магнитного поля выходят из Северного магнита, а входят в Южный. Земля единственная планета, у которой полюса инвертированы (вернутся в свои полушария при след. инверсии), поэтому силовые линии поля Земли должны выходить из Южного полушария. Таким образом, мы считаем, что магнитное поле Земли имеет Северную составляющую (N).
Магнитные полюса разных направлений притягиваются, а одних и тех же отталкиваются. Для возникновения полярного сияния нужно передать в магнитосферу Земли максимум энергии. Этого не произойдет, если составляющая IMF имеет то же направление, что и земное поле (N+N).
А вот когда IMF имеет южное направление (S), то при столкновении магнитных полей они начнут активно взаимодействовать (N+S) (1).
В этом случае силовые линии магнитного поля начнут разрываться и переноситься в магнитный хвост на ночную сторону Земли (2). Тут уже собственные силовые линии поля Земли окажутся противоположными (N+S). При их сближении произойдет пересоединение (3). Это будет сопровождаться высвобождением огромного кол-ва накопленной энергии, которая перенесется в атмосферу Земли, вызвав яркое полярное сияние на ночной стороне Земли (4). Начнется суббуря.
ВИДЕО ТУТ:
В спокойном состоянии Солнца значение IMF имеет слабую северную или южную составляющую с интенсивностью 5-10 наноТесла, но во время экстремальных магнитных бурь она достигает огромных для него минусовых (IMF "S") значений. Немаловажную роль и сила IMF. Так, во время последней бури 10 октября 2024 года значение IMF рухнуло до -50 наноТесла. Тут "-" южное направление IMF, 50 наноТесла - сила поля (сила магнитного поля Земли в среднем 50 000 наноТесла в полушариях и 30 000 на экваторе). Тогда мощность полярного сияния в каждом полушарии превысила 350 000 000 000 Ватт ( 350 млрд. или 350 ГигаВатт энергии).
Ч2. ПОЧЕМУ ПОЛЯРНЫЕ СИЯНИЯ НЕ ВОЗНИКАЮТ НА ГЕОМАГНИТНЫХ ПОЛЮСАХ?
ГЕОМАГНИТНЫЕ ПОЛЮСА - это точки на земной поверхности, которые являются удобным и усредненным значением магнитных полюсов. Они не совпадают с ними, потому что магнитные полюса не являются антиподами и смещены относительно друг друга. Проще говоря, Земля - не идеальный магнит.
В случае с геомагнитными полюсами через них можно провести прямую. Они приблизительно находятся в центре аврорального овала.
Магнитный же полюс в Северном полушарии давно уже ушел от центра аврорального овала и стремится, как предполагается, в зону Сибирской магнитной аномалии. Смещение полярного сияния на юг во время магнитных бурь не связано с быстрым движением магнитного полюса. Потому что это не одно и то же.
АВРОРАЛЬНЫЙ ОВАЛ (ЗОНА ФРИЦА) - зона, где наиболее часто появляются полярные сияния. Возможно, лучше бы их называть именно субполярными, так как облегчит понимание того, что сияния могут спускаться на нижние широты и спуск осуществляется далеко не с полюсов. Зона аврорального круга в спокойном состоянии расположена на широте 70°. Авроральный овал смещен в сторону Северной Америки.
Авроральный овал возникает в месте, где силовые линии магнитного поля, по которому движутся частицы, пересекают атмосферу, а это не одна точка (такая точка должны быть в центре Земли), к тому же это происходит на большом расстоянии от земной поверхности. Поэтому полярные сияния возникают в стороне от любых полюсов: магнитных, геомагнитных, географических.
ЧТО НУЖНО ЗНАТЬ?
1. Авроральный овал не смещается вместе с магнитным полюсом, положение первого больше относят к интенсивности магнитного поля Земли. В отличие от резкого скачка в конце 20 - начале 21 века в скорости движения магнитного полюса (сейчас он замедлился), мощность глобального магнитного поля (за исключением отдельных регионов) и положение аврорального круга изменяется монотонно и медленно.
https://wdc.kugi.kyoto-u.ac.jp/poles/dmvar.html
2. У аврорального овала имеются две стороны: ПОЛЯРНАЯ И ЭКВАТОРИАЛЬНАЯ. Одна направлена в сторону полюса, вторая - экватора. Это важно. Потому что именно расширение полярной и смещение экваториальной сторон аврорального круга вместе с увеличением высот полярных сияний в момент сильных геомагнитных бурь, когда начинает светиться атомарный кислород, отвечают за низкоширотные полярные сияния и их геометрическую видимость в тропических широтах.
При этом никаких глобальных смещений и скачков положения полюсов не происходит, так как за эти процессы отвечают недра Земли, в то время как за кратковременное смещение авроральной зоны отвечает сила магнитной бури, а за долгосрочное - интенсивность дипольного магнитного поля.
К сожалению, явления расширения и спуска аврорального круга, а также увеличения вертикальной протяженности полярных сияний во время сильных магнитных бурь освещена в русском сегменте интернета крайне плохо, что приводит к манипуляциям и домыслам.
Утверждение, что движение магнитного полюса привело к появлению низкоширотных сияний тому лучшее подтверждение. Вот только незадача. Полюс движется в Сибирь, а сияния как были видны на юге США ( вплоть до Мексики) лучше, чем в южной Европе и Азии, так остались.
Рекомендованная литература:
Цыганенко Н: Secular Drift of the Auroral Ovals: How Fast Do They Actually Move?