Сказки полярной ночи

Немая музыка ночи, свет, который можно услышать, пляски духов и лисьи огни – так народы Севера называют одно из красивейших и завораживающих явлений природы. Догадались, о чем идет речь? Конечно, о полярном сиянии, сезон наблюдений за которым стартовал еще в конце сентября. Но рассказать вам о нем подробнее мы решили именно сейчас, когда космический шторм небывалой силы захватил ближний космос.

Когда древние викинги заприметили в ночном небе радужное сияние, они сразу поняли: бликуют мечи валькирий, предрекая воинам чертоги Вальхаллы. По мнению саамов, это могли быть весточки живым из мира мертвых или искры от взмаха лисьего хвоста. Некоторые саамские легенды живы и по сей день и даже дают ученым пищу для ума: неужели этот «свет» и правда «можно услышать»? Оказывается – да!

Почему, собственно, возникает полярное сияние? Причина кроется в солнечном ветре. Солнце – это огромный шар из газа, где постоянно взаимодействуют атомы гелия и водорода.

Когда на Солнце случаются «вспышки», его корона выбрасывает в космос атомы газа, которые разлетаются со скоростью около 1000 км/с. Ученые называют это явление солнечным ветром. Достигнув атмосферы Земли за 5 дней, заряженные частицы солнечного ветра частично отражаются обратно в космос, но большая часть прорывается в магнитное поле нашей планеты и сталкивается с молекулами в атмосфере. А так как силовые линии магнитного поля сходятся на полюсах, то столкновения происходят именно там. Они и приводят к магнитным бурям в виде свечения атмосферы зеленого, синего, красного и фиолетового цветов.

Научное название – Aurora Borealis (северное полярное сияние) – явление получило в честь римской богини утренней зари, которая путешествовала с востока на запад, предвосхищая приход солнца. Древнегреческие поэты метафорически использовали это название для обозначения рассвета, часто упоминая его игру цветов на еще темном небе (например, «rosy-fingered dawn» – «розовоперстый рассвет»). Не все знают, что у Aurora Borealis есть кузина – Aurora Australis – сияние неба у Южного полюса.

От чего же зависит цвет полярного сияния? Дело здесь в высоте, на которой произошло столкновение частиц в атмосфере. Синий и фиолетовый цвет говорит о том, что молекулы гелия и водорода столкнулись с азотом в высших слоях атмосферы (около 100 км над поверхностью Земли). В нижних же слоях содержится больше кислорода, в результате чего сияние приобретает желтые, зеленые или красные оттенки.

Исследования показывают, что наиболее интенсивные полярные сияния совпадают с 11-летним циклом активности Солнца, когда выбросы корональной массы увеличивают интенсивность солнечного ветра. К слову, сейчас мы находимся в конце такого цикла.

Больше всего шансов увидеть северное сияние дарит период времени с осеннего по весеннее равноденствие – с 21 сентября по 21 марта, когда в северной полярной области устанавливается полярная ночь. И только в ясную погоду. При этом необходимо держаться подальше от крупных городов, где искусственное освещение помешает насладиться этим явлением.

Следите за прогнозом вспышек на Солнце! Данные по солнечной активности размещаются обсерваториями на специальных сайтах. После значительного выброса солнечных частиц у вас будет еще 5 дней, чтобы насладиться немой музыкой ночи!

А что касается звучания полярного сияния, то его действительно можно услышать. Из-за резкой потери заряда в атмосфере в момент, когда выбросы солнечного вещества достигают Земли, может возникать характерное потрескивание – как звук статического электричества, или шепот – как едва различимые звуки помех.

Фото – Татьяна Матвеева, лаборатория климатологии Института географии РАН. Снято с палубы НЭС «Академик Федоров» во время круглогодичной международной экспедиции в Центральную Арктику «MOSAiC»

Ученые зафиксировали масштабное сокращение ледников в Центральной Сибири

В журнале «Лёд и снег» опубликована статья, посвященная динамике ледников Кузнецкого Алатау и других районов Центральной Сибири в условиях изменения климата. Исследование демонстрирует тревожные темпы сокращения оледенения за последние десятилетия.

Ученые проанализировали состояние малых форм оледенения в ключевых горных районах – Кузнецкий Алатау, Прибайкалье (хребты Байкальский, Баргузинский и Верхнеангарский), Таймыр (горы Бырранга). Используя спутниковые снимки Sentinel‑2, а также архивные данные Corona и Hexagon (1960–1973 гг.), исследователи определили контуры ледников и снежно‑ледовых образований; сравнили современные параметры с данными Каталога ледников СССР (1970‑е гг.); оценили связь колебаний размеров ледников с климатическими параметрами (температура, осадки) с помощью реанализа ERA5‑Land.

Среди ключевых выводов исследования указано:
- с 1960‑х (горы Бырранга, Байкальский регион) и 1980‑х (Кузнецкий Алатау) годов оледенение регионов значительно сократилось;
- в Кузнецком Алатау идентифицировано 78 ледников (53 из них описаны в Каталоге ледников СССР) и 57 снежно‑ледовых образований;
- с 1980 года площадь ледников и снежно‑ледовых образований в Кузнецком Алатау сократилась на 50-75%;
- наибольшее сокращение зафиксировано у присклоновых ледников, за ними следуют каровые;
- колебания размеров ледников зависят от комплекса факторов: потепления климата, количества зимних осадков, метелевого переноса снега, лавин и температурных условий лета.

«Наши данные наглядно демонстрируют, как изменение климата влияет на оледенение Центральной Сибири, – говорит один из авторов исследования, старший научный сотрудник Института географии РАН Мария Ананичева. – Сокращение площади ледников на 50-75% за несколько десятилетий – это тревожный сигнал. Мы продолжаем мониторинг, чтобы лучше понимать процессы, происходящие в горной криосфере, и прогнозировать их последствия. Но уже сейчас понятно, что глобальные тренды подтверждаются: потепление климата приводит к деградации горных ледников. Это не только индикатор климатических изменений, но и фактор, влияющий на водный баланс регионов, экосистемы и даже безопасность инфраструктуры».

Для повышения достоверности результатов исследования параметры ледников по спутниковым снимкам 2021-2023 гг. были верифицированы данными полевой экспедиции августа 2024 г. Кроме того, было проведено сравнение современных данных с архивными снимками и Каталогом ледников СССР.

Проведенная учеными работа позволяет отслеживать динамику оледенения в условиях меняющегося климата; прогнозировать последствия сокращения ледников для водных ресурсов и экосистем региона; уточнять климатические модели для Центральной Сибири.

Работы поддержаны Российским научным фондом, проект № 24-27-00310 «Изменение климата и гляциальных систем Кузнецкого Алатау в контексте оценки современных природных рисков и сравнение с другими ледниковыми системами Сибири», руководитель – Мария Ананичева.

Среди ключевых элементов агроландшафта были выделены лесополосы различного назначения; прибрежно‑водные комплексы; балки; островные леса. Среди вспомогательных – изолированные участки деградированных степных сообществ; межи; курганы; охранные зоны хозяйственных объектов.

Среди важных выводов ученые отмечают:
- даже в условиях практически полной распашки и неразвитости системы особо охраняемых природных территорий (ООПТ) степной биом способен сохранять типичное флористическое и фаунистическое разнообразие – не менее 115 редких и охраняемых видов;
- элементы экологического каркаса занимают около 7% площади района, распределены повсеместно и связаны между собой экологическими коридорами;
- существующие элементы обеспечивают устойчивость природных комплексов, смягчают влияние сельского хозяйства на биоразнообразие и поддерживают функционирование экосистем.

«Наше исследование демонстрирует, что даже в интенсивно используемых агроландшафтах можно сохранить значимое биоразнообразие, – говорит главный автор исследования, старший научный сотрудник Института географии РАН Ирина Петрова. – Ключевой инструмент – это формирование экологического каркаса из сохранившихся природных фрагментов. Важно учитывать их разноуровневую ценность: от ключевых элементов, таких как лесополосы и прибрежные комплексы, до вспомогательных – деградированных участков и межей. Только системный подход, включающий мониторинг, оценку и картографирование, позволит эффективно управлять этими природными островами в море сельскохозяйственных угодий».

Результаты исследования имеют практическое значение для разработки региональных стратегий охраны природы; планирования сельскохозяйственной деятельности с учетом природоохранных требований; создания сети экологических коридоров и буферных зон; обоснования расширения системы ООПТ в степных регионах.

Фото – Ирина Петрова, отдел картографии и дистанционного зондирования Земли Института географии РАН