Большая Советская Энциклопедия (ПО)

Большая Советская Энциклопедия

Вторжение в атмосферу частиц, вызывающих П. с., есть результат сложного взаимодействия солнечного ветра с геомагнитным полем. Под действием солнечного ветра магнитосфера становится асимметричной, вытягиваясь в антисолнечном направлении (рис. 3 ). П. с. на ночной стороне Земли связаны с процессами в плазменном слое магнитосферы. Во время магнитных бурь внутри магнитосферы на расстоянии 3—5 радиусов Земли образуется кольцевой ток протонов. Магнитное поле этого тока деформирует силовые линии магнитосферы, и П. с. наблюдаются значительно ближе к экватору, чем район их обычного существования. На дневной стороне Земли плазма солнечного ветра достигает верхних слоев атмосферы через воронку, образованную расходящимися силовыми линиями (дневной касп). Последовательность форм П. с. и их движений находится в тесной связи со специфическими явлениями, происходящими в магнитосфере, — магнитосферными суббурями, во время которых магнитосфера приходит в

неустойчивое состояние. Возвращение в состояние с меньшей энергией носит взрывной характер и сопровождается высвобождением за 1 ч энергии ~ 10²²эрг, что вызывает свечение атмосферы — т. н. авроральную суббурю.

При взаимодействии быстрых электронов с атомами и молекулами атмосферы образуются рентгеновские лучи как тормозное излучение электронов. Тормозное излучение гораздо более проникающее, чем частицы, поэтому оно достигает высот 30—40 км. П. с. испускают инфразвуковые волны с периодами от 10 до 100 сек, которые сопровождаются колебаниями атмосферного давления с амплитудой от 1 до 10 дин/см² .

Изучение П. с. имеет два существенно различных аспекта. Во-первых, оптическое излучение, являясь одним из конечных результатов процессов в пространстве между Землёй и Солнцем, может служить источником информации о процессах в околоземном космическом пространстве, в частности для диагностики магнитосферы. Во-вторых, по данным об оптическом излучении можно судить о воздействии первичного потока частиц на ионосферу. Такие исследования необходимы в связи с проблемой распространения радиоволн и др. явлениями в радиодиапазоне [появлением спорадических слоев Е, рассеянием радиоволн, возникновением ОНЧ-излучения (см. Радиоволны ) и радиошумов]. Наблюдения П. с. с использованием телевизионной техники позволили установить сопряженность П. с. в двух полушариях, исследовать быстрые изменения и тонкую структуру П. с. Не все проблемы, связанные с П. с., могут быть решены наземными средствами или наблюдениями естественных П. с. Появление спутников и ракет позволило проводить изучение П. с. в тесной связи с исследованиями околоземного космического пространства и ставить прямые эксперименты во внешней атмосфере Земли и межпланетном пространстве. Так, США в 1969, СССР в 1973 и СССР совместно с Францией в 1975 провели эксперименты по созданию искусственных П. с., во время которых с ракеты на высоте в несколько сот км инжектировался в атмосферу пучок электронов высоких энергий. Проведение контролируемых экспериментов совместно с наземными наблюдениями открывает новые пути в исследовании П. с. и процессов в верхней атмосфере. В 1971—1972 измерения интенсивности отдельных эмиссий и фотографирование П. с. начато из космоса со спутников на полярных орбитах, что позволяет получать распределение свечения во всей области высоких широт за несколько минут.

Лит.: Исаев С. И., Путков Н. В., Полярные сияния, М., 1958; Красовский В. И., Некоторые результаты исследований полярных сияний и излучения ночного неба во время МГГ и МГС, «Успехи физических наук», 1961, т. 75, в. 3; Чемберлен Дж., Физика полярных сияний и излучения атмосферы, пер. с англ., М., 1963; Акасофу С. И,, Полярные и магнитосферные суббури, пер. с англ., М., 19712 Исаев С. И., Пудовкин М. И., Полярные сияния и процессы в магнитосфере-Земли, Л., 1972; Омхольт А., Полярные сияния, пер. с англ., М., 1974; St"ormer С., The polar aurora, Oxf., 1955; International Auroral atlas, Edinburgh, 1963.

Я. И. Фельдштейн.

Рис. 2д. Фотография полярных сияний различных форм и структур. Диффузное однородное пятно.

Рис. 2в. Фотография полярных сияний различных форм и структур. Лучистая полоса.

Рис. 2г. Фотография полярных сияний различных форм и структур. Корона.

Рис. 1. Овалы полярных сияний над поверхностью Земли: а — в виде узкого кольца в магнитно-спокойные периоды и б — в виде заштрихованной области в магнитно-возмущённые периоды. Цифрами указаны высоты овала над поверхностью Земли.

Рис. 2а. Фотография полярных сияний различных форм и структур. Однородная полоса.

Рис. 3.

Структура магнитосферы и овал полярных сияний. Магнитосфера разрезана по меридиану полдень — полночь и в плоскости геомагнитного экватора (толстые линии): 1 — полуденная северная граница овала; 2 — полуденная южная граница овала; 3 — полуночная северная граница плазменного слоя; 4 — полуночная северная граница овала; 5 — полуночная южная граница овала и внутренняя граница плазменного слоя; 6 — Дрейфующие во внутренней магнитосфере электроны из плазменного слоя хвоста.

Рис. 2б. Фотография полярных сияний различных форм и структур. Однородная и лучистая полосы.

Полярные станции

Поля'рные ста'нции , научно-наблюдательные пункты, созданные на побережье континентов и островах Северного Ледовитого океана, а также в Антарктике. На П. с. ведутся систематические аэрометеорологические, актинометрические, геомагнитные, гидрологические и гляциологические наблюдения. Аэрометеорологические наблюдения передаются по радио несколько раз в день в органы службы погоды для составления синоптических карт и вместе с аналогичными данными др. широт являются исходными материалами для гидрометеорологических прогнозов.

Первые П. с. начали создаваться в Арктике (13) и в Антарктике (2) в период 1-го Международного полярного года (1882—83). В России были организованы две временные П. с. (в Малых Кармакулах на Новой Земле и на острове Сагастырь в дельте р. Лены). В 30-х гг. в Арктике было 57 П. с., из них русских — более 20. К 1974 в Арктике работало более 200 П. с. Около половины из них — советские, которые находятся в ведении Главного управления гидрометеорологической службы при Совете Министров СССР. Научно-методическое руководство работой советских станций осуществляет Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт. Для оперативного руководства и организации быстрого сбора, обработки научных данных в 1973 созданы управления Гидрометеорологической службы СССР: Амдерминское, Диксонское, Тиксинское, Певекское. В зарубежной Арктике П. с. размещены на полуострове Аляска, на острове Гренландия и островах Канадского Арктического архипелага.

В Антарктике основная сеть П. с. была создана в период подготовки и проведения Международного геофизического года (1957—58) и в последующие годы. В организации станций участвовали 12 государств: Австралия, Аргентина, Бельгия, Великобритания, Новая Зеландия, Норвегия, СССР, США, Франция, Чили, Япония, ЮАР. Некоторые антарктические П. с. функционировали 1—2 года, но около 30 станций существуют много лет. СССР создал временные П. с. (Пионерская , Комсомольская, Восток-1, Советская , Оазис, Лазарев ) в наименее исследованных районах, которые функционировали 1—3 года и были закрыты после завершения комплекса научных исследований. Постоянные станции — Мирный ,«Восток» , Новолазаревская , Молодёжная , Беллинсгаузен , Ленинградская — являются базами для полевых геофизических исследований. До 1971 главной базой советских антарктических исследований был Мирный, с 1971 — Молодёжная, превращенная в региональный антарктический центр, передающий прогнозы погоды для судов и самолётов, работающих в Южном полушарии, а также органам Мировой службы погоды.

Программы работ антарктических П. с. координируются Специальным международным научным комитетом антарктических исследований (SCAR).

Лит.: Гаккель Я. Я., Наука и освоение Арктики, Л., 1957.

А. Ф. Трешников.

Полярные тельца

Поля'рные тельца' , направительные тельца, полоциты, образования, содержащие ядерный материал и небольшое количество цитоплазмы. П. т. отделяются от ооцита животных при первом и втором делениях мейоза , впоследствии дегенерируют. См. Оогенез .

Полярные флоры

Поля'рные фло'ры , совокупность видов растений, обитающих в безлесных районах Арктической подобласти (области), а также на безлесных субантарктических островах Антарктиды. П. ф. включают несколько сот видов лишайников и мхов и до тысячи видов сосудистых растений — злаков, осоковых, ситниковых, ивовых, гвоздичных, лютиковых, крестоцветных, камнеломковых, розоцветных, вересковых, норичниковых, сложноцветных. Многие виды эндемичны; среди родов эндемиков почти нет. Богатство видов возрастает к Ю. П. ф. — молодое образование, сложившееся 1—1,5 млн. лет назад и развивавшееся первоначально на не подвергавшихся сплошному оледенению высокоарктических пространствах. В дальнейшем флора обогатилась за счёт переселения видов более южного происхождения и за счёт местного видообразования. П. ф. Южного полушария приурочены к обособленным друг от друга островам. Они беднее арктических, но более дифференцированы. Есть узкие эндемики; некоторые роды те же, что в Северном полушарии, общих видов немного.