الشفق القطبي

حدوث الشفق القطبي

تحدث معظم ظواهر الشفق في المنطقة المعروفة باسم منطقة الشفق القطبي المحدّدة بدائرتي العرض 3° و 6° وخطي الطول 10° و20 ° من الأقطاب المغناطيسية الأرضية في جميع الأوقات المحلية (أو خطوط الطول)، وتظهر بوضوح ليلاً في الظلام. والمنطقة التي تظهر على الشفق في أي وقت من الأوقات كما هو معروف البيضاوي الشفقي، وهو شريط ضوئي يظهر في الجانب

.المظلم من الأرض

وقد سميت هذه الظاهرة باسم “اورورا” كاسم احد الالهة في الثقافة اليونانية اما عن غاليليو في .1619 فقد اسماها الريح الشمالية بوراليس

كما يظهر تطابق في سمات الضوء من الناحية الجنوبية إلى الشفق في الناحية الشمالية، كما أن التغيرات في كلا القطبين متزامنان.

وقد سميت هذه الظاهرة باسم “اورورا” كاسم أحد الآلهة في الثقافة اليونانية أما عن غاليليو في 1619 فقد اسماها الريح الشماليه “بوراليس”. كما يظهر تطابق في سمات الضوء من الناحية الجنوبية إلى الشفق في الناحية الشمالية، كما أن التغيرات في كلا القطبين متزامنان. تظهر هذه الاضواء باللونين الأخضر الخافت والأحمر يظهر الشفق القطبي في المناطق ذات خطوط العرض الأقرب للقطبين ومن المناطق التي يمكن رؤية الظاهرة فيها بوضوح جنوبا هي: تشيلي والأرجنتين وأستراليا. كما يحدث الشفق في كواكب أخرى غير الأرض وتكون مرتبطة أيضا بالأقطاب المغناطيسية لتلك الكواكب “تكون على شكل بقع منتشره وبعض الأقواس المرئية

الأشكال البصرية والألوان

الشفق تأخذ العديد من الأشكال البصرية المختلفة. الأكثر تميزا وتألقا هي أقواس الشفق القطبي مثل الستارة. أنها في نهاية المطاف تفتيت أو “تفكك” في منفصلة، وسريع التغير، وغالبا ما بالأشعة الميزات التي قد تملأ السماء كلها. هذه هي الشفق “المنفصلة” التي هي في بعض الأحيان مشرقة بما فيه الكفاية لقراءة الصحف التي كتبها ليلا. الشفق “نشر”، من ناحية أخرى، هو توهج ملامح ونسبيا في بعض الأحيان على مقربة من حدود الرؤية. ويمكن تمييزها عن السحب مقمرة من حقيقة أن النجوم يمكن رؤية غير المنقوص من خلال توهج. منتشر في كثير من الأحيان تتألف من بقع الشفق الذي يسلك نبضات العادية أو شبه العادية السطوع. فترة نبض يمكن أن يكون العديد من عادة ثواني، لذلك ليست دائما واضحة. أحيانا هناك، والثانية الفرعية السريعة، الخفقان. وعرض الشفقي نموذجي يتكون من هذه الأشكال التي تظهر في النظام المذكور أعلاه طوال الليل

• الأحمر: في أعلى الارتفاعات، وتنبعث الأكسجين الذري متحمس في 630.0 نانومتر (الأحمر)؛ تركيز منخفض من الذرات وحساسية أقل من العيون في هذا الطول الموجي جعل هذا اللون مرئية إلا في ظل النشاط الشمسي أكثر كثافة. على كمية قليلة من ذرات الأكسجين وتركيزهم تناقص تدريجيا هو المسؤول عن ظهور خافت من الأجزاء العليا من لستائر

• الأخضر: في ارتفاعات أقل من الاصطدامات أكثر تواترا قمع هذا الوضع وانبعاث 557.7 نانومتر (الأخضر) يهيمن. إلى حد ما نسبة عالية من الأكسجين الذري وارتفاع حساسية العين باللون الأخضر يجعل الشفق الخضراء الأكثر شيوعا. النيتروجين الجزيئي متحمس (النيتروجين الذري يجري نادرة بسبب ارتفاع الاستقرار للجزيء N2) يلعب دوره هنا كذلك، لأنه يمكن نقل الطاقة عن طريق الاصطدام إلى ذرة الأوكسجين، والذي ثم يشع بعيدا في الطول الموجي الأخضر. (الأحمر والأخضر ويمكن أيضا مزج معا لإنتاج الأشكال الوردي أو الأصفر.) الانخفاض السريع في تركيز الأكسجين الذري أدناه حوالي 100 كم هي المسؤولة عن نهاية مفاجئة المظهر من الحواف السفلية من الستائر

• الأصفر: والوردي هي مزيج من الأحمر والأخضر أو الأزرق

• الأزرق: في ارتفاعات بعد أقل الأكسجين الذري هو، من غير المألوف، والنيتروجين الجزيئي المتأينة يأخذ أكثر في إنتاج الانبعاثات الضوء المرئي. كان يشع في عدد كبير من الأطوال الموجية في كل أجزاء الأحمر والأزرق من الطيف، مع 428 نانومتر (الأزرق) كونها المهيمنة. انبعاثات الأزرق والبنفسجي، وعادة عند الحواف السفلية من “الستائر”، تظهر على أعلى مستويات من النشاط الشمسي

اسباب الشفق

إن الفهم الكامل للعمليات الفيزيائية التي تؤدي إلى أنواع مختلفة من الشفق لا يزال غير مكتمل، ولكن السبب الأساسي ينطوي على تفاعل الرياح الشمسية مع المجال المغنطيسي للأرض. كثافة متفاوتة من الرياح الشمسية تنتج آثار بأحجام مختلفة، ولكن تشمل واحدة أو أكثر من السيناريوهات المادية التالية

جسيمات الشفق القطبي

تم اكتشاف السبب المباشر للالتأين والإثارة من مكونات الغلاف الجوي مما يؤدي إلى انبعاثات الشفق القطبي في عام 1960، مع رحلة الصاروخ رائدة مصنوعة من فورت تشرشل في كندا، ليكون تدفق الإلكترونات التي تدخل الغلاف الجوي من أعلاه. ومنذ ذلك الحين ل وقد تم الحصول على مجموعة واسعة من القياسات بشق الأنفس ومع تحسين مطرد قرار منذ 1960s من قبل العديد من فرق البحث باستخدام الصواريخ والأقمار الصناعية لاجتياز منطقة الشفق القطبي. وكانت النتائج الرئيسية التي أقواس الشفق القطبي وأشكال زاهية أخرى ترجع إلى الإلكترونات التي تم تسارع خلال النهائي قليل من 10,000 كم أو نحو ذلك من يغرق في الجو. وهذه الإلكترونات في كثير من الأحيان، ولكن ليس دائما، تظهر ذروة في توزيع الطاقة لديها، وتتماشى تفضيلي على طول اتجاه المحلي للمجال المغناطيسي. الإلكترونات التي هي المسؤولة أساسا عن الشفق انتشارا والنبض لديهم، في المقابل، توزيع الطاقة تراجع بشكل سلس، والزاوي (الملعب الزاوية) التوزيع لصالح الاتجاهات عموديا على المجال المغناطيسي المحلي. تم اكتشاف نبضات أن تنشأ عند أو بالقرب من معبر الاستوائية خطوط المجال المغناطيسي منطقة الشفق القطبي. وترتبط البروتونات أيضا مع الشفق، سواء منفصلة أو منتشرة

الشفق والغلاف الجوي

الشفق تنتج عن الانبعاثات من الفوتونات في الغلاف الجوي العلوي للأرض، وفوق 80 كم (50ميل) من ذرات النيتروجين المتأينة استعادة الإلكترون، وذرات الأكسجين وجزيئات النيتروجين استنادا عودته من الحالة المثارة إلى الأرض الدولة. والمتأينة وهي أو متحمس من قبل اصطدام الجسيمات عجلت في الغلاف الجوي. على حد سواء قد تصاب الإلكترونات والبروتونات واردة. يتم فقدان طاقة الإثارة داخل الغلاف الجوي عن طريق انبعاث فوتون، أو عن طريق الاصطدام مع ذرة أو جزيء آخر:

انبعاثات الأكسجين الأخضر أو البرتقالي والأحمر، وهذا يتوقف على مقدار الطاقة الممتصة. انبعاثات النيتروجين الأزرق أو الأحمر. الأزرق إذا كانت ذرة تستعيد الإلكترون بعد أن تم المتأينة ذلك، أحمر إذا العائدين إلى أرض الدولة من حالة مثارة. الأكسجين هو غير عادي من حيث عودتها إلى الحالة الأرضية: يمكن أن يستغرق ثلاثة أرباع ثانية لتنبعث منها الضوء الأخضر وتصل إلى دقيقتين لينبعث الأحمر. اصطدام مع الذرات أو الجزيئات الأخرى تمتص طاقة الإثارة ومنع الانبعاثات. لأن أعلى الغلاف الجوي يحتوي على نسبة أعلى من الأكسجين ويتم توزيع قليلة مثل هذه التصادمات نادرة بما فيه الكفاية لإتاحة الوقت لالأكسجين إلى ينبعث الأحمر. اصطدام تصبح أكثر تواترا تتقدم باستمرار في الغلاف الجوي، بحيث انبعاثات الحمراء ليس لديهم الوقت ليحدث، وفي نهاية المطاف يتم منع حتى انبعاثات الضوء الأخضر. وهذا هو السبب في وجود فارق اللون مع الارتفاع. في يهيمن الحمراء عالية الأكسجين ارتفاعات، ثم الأكسجين والنيتروجين الأخضر الأزرق / أحمر، ثم أخيرا الأزرق النيتروجين / أحمر عندما منع الاصطدامات الأكسجين من انبعاث أي شيء. الأخضر هو اللون الأكثر شيوعا. ثم يأتي الوردي، وهي مزيج من الضوء الأخضر والأحمر، تليها الأحمر النقي، ثم الأصفر (مزيج من الأحمر والأخضر)، وأخيرا والأزرق النقي

     النظريات التاريخية والخرافات والأساطير

وذكر التحكم المغناطيسي للشفق التي كتبها اليونانية القديمة المستكشف / جغرافي بيثياس، ووصف مئوية في 1741 دليل على أن التقلبات المغناطيسية كبيرة وقعت عندما لوحظ الشفق في سماء المنطقة. وكان أيضا في وقت لاحق أدركت أن التيارات الكهربائية الكبيرة كانت مرتبطة مع الشفق، التي تتدفق في المنطقة حيث ضوء الشفقي نشأت

شفق الكواكب

كل من المشتري و زحل لهما مجالات مغناطيسية أقوى بكثير من الأرض, وكلاهما تسقط فيه أحزمة الإشعاع واسعة النطاق. وقد لوحظ الشفق عليهما أكثر وضوحا بواسطة تلسكوب هابل الفضائي. كما لوحظ حدوث الشفق على أورانوس ونبتون

للشفق شكلان أساسيان، هما الشكل الشريطي والشكل الغيمي. وعادة ما يبدأ العرض الشفقي في السماء بشكله الشريطي عدة مئات من الكيلومترات ، ويبلغ عرضه (شرقاً وغرباً) عدة آلاف  الكيلومترات، حيث يظهر ذلك واضحاً عند مقارنته مع خلفية النجوم التي تظهر صغيرة مقارنة بمساحته الكبيرة والعظيمة، لكن سماكته تصل عدة مئات من الأمتار فقط

: سنتطرق الان الى بعض افضل الاماكن لمشاهدة الشفق القطبي 

 :يوكون، كندا

تقع في اقصى شمالي غرب كندا قرب ولاية الايكا المريكية، وتشتهر ببعض الثروات المعدنية كالرصاص والزنك والذهب والفضة وغيرها. تغطي الغابات مساحة شاسعة من اراضيها، وتتوفر بها بنية تحتية رائعة، حيث تكثر بها الفنادق والمنتجعات التي تتخصص بالسياحة الجليدية ومشاهدة الشفق القطبي. يعتبر فصلا الخريف والشتاء الفترة المثالية لماشهدة هذه الظاهرة الجميلة

:الاسكا، الولايات المتحدة الامريكية

تقع شمال غرب الولايات المتحدة وتحدها كندا من الشرق، تتميز الاسكا بطبيعتها الخلابة ومساحتها الشاسعة، يوجد بها منتجعات وفنادق فخمة التي يزورها السياح من جميع انحاء العالم، خلال فترة مشاهدة الشفق بالاخص

:ترومسو، النرويج

تقع شمال النرويج، واصبحت من اهم المدن في منطقة اسكندينافيا، والتي يزورها الكثير من السياح للاستمتاع ومشاهدة الشفق القطبي برفقة فرق موسيقية حية وأجواء احتفالية رائعة

:ريكيافك، آيسلندا

ريكيافك تقع بآيسلندا وهي عاصمتها الادارية وهي تعتبر من افضل الوجهات السياحية في منطقة  اسكندينافيا، لاستكشاف القطب الشمالي ورؤية الشفق

:نوك، غرينلاند

تعتبر غرينلاند اكبر جزيرة في العالم من حيث المساحة وتقع في مملكة الدنمارك (تقع في القطب الشمالي)، وعاصمتها نوك. وهي تتميز بظاهرة الشفق القطبي الذي يستمر على مدار 300 يوم في السنة

:لابلاند، فنلندا

يقع اقليم لابلاند في شمال فنلندا، وتعتبر من افضل الاماكن والمناطق في القطب الشمالي لرؤية الشفق، حيث تظهر الوانه مدة 200 يوم على مدار السنة

:جزيرة سكاي، اسكتلندا

تعتبر جزيرة سكاي من اكبر جزر اسكتلندا، كما انها تعتبر وجهة رائعة لرؤية الشفق القطبي حيث تتلون السماء فيها بأفتح الالوان وتتراقص الاضواء في افقها

الاسكيمو

من الشعوب التي حاكت الأساطير حول هذه الظاهرة الطبيعية شعب الأسكيمو واعتقد الأسكيمو أن الشفق ما هو إلا كائن حي فضولي. إذا ما تحدثت بصوت خافت، سوف تقترب لتحاول إشباع فضولها

:شرح مختصر لظاهرة الشفق القطبي

:رابط لعبة الكاهوت

https://create.kahoot.it/share/31e61471-b7ce-4d3c-99ad-8c46d8dfb948

Ourboox By Adriana Johny Sakran.