Введение. 
Электронные полярные сияния

Актуальность. В последнее время геофизические науки обогатились большим потоком научной информации, способствовавшей развитию теории явлений и расширившей применение ее на практике. Исследования, сочетающие наземные и прямые методы изучения геофизических процессов при помощи ракет и искусственных спутников земли, раскрыли по-новому проблему солнечно-земной физики. В результате проведения таких научных мероприятий как Международный геофизический год (1957;1958 гг.), международное геофизическое сотрудничество (1958;1959 гг.) и Международный год спокойного Солнца (1964;1965 гг.), был собран настолько большой фактический материал, что стало возможным составить более полное представление о физических свойствах полярной ионосферы, о природе геомагнитных бурь и полярных сияний. В период указанных международных научных исследований согласованные наблюдения за полярными сияниями проводились во многих странах мира. Полярные сияния, во время которых происходит выделение огромной энергии, возникают при вторжении в атмосферу потоков быстрых электрически заряженных частиц — протонов и электронов. Оптические эмиссии этого излучения значительно усиливаются во время возмущенного состояния атмосферы и изменяются по своему характеру. Электроны полярных сияний непосредственно были зарегистрированы приборами, поднятыми на ракетах, когда одновременно удалось наблюдать причину и следствие, т. е. потоки частиц и само свечение. При запусках ракет выявилось, что электронные потоки наиболее интенсивны в областях яркого свечения; они сильно варьируют во времени и пространстве. Поток протонов относительно постоянен и его энергии недостаточно для поддержания ярких форм сияния. В полярном сиянии наглядно проявляется поведение плазмы в магнитном поле в таких масштабах, которые невозможно создать в лабораторных условиях. Поэтому долгое время они оставались уникальным объектом для исследований. Спектроскопические данные, геометрическая структура видимых полярных сияний и другие параметры этого свечения также свидетельствуют о том, что они вызываются в основном электронами и в меньшей степени протонами, внедряющимися в верхние слои атмосферы, где завершается винтовое движение частиц вдоль силовых линий геомагнитного поля. В период МГГ и МГС были широко распространены не только визуальные наблюдения, но и инструментальные методы; были поставлены визуальные наблюдения в северном и южном полушариях, и, кроме того, работало более 120 фотокамер полного обзора неба, в том числе 35 на территории СССР. Примерно 30 камер было размещено в Антарктике (в период МГСС число камер всего неба в высоких широтах существенно уменьшилось). Наземные данные о полярных сияниях дополнялись наблюдениями, проведенными с борта кораблей и самолетов. Большое число станций было оснащено спектральными камерами С-180−8. На многих станциях действовали спектрометры и фотоэлектрическая аппаратура. Во многих пунктах функционировали радиолокационные установки для исследования электронных неоднородностей полярной ионосферы. Проведение МГГ и МГСС позволило на основе однородного материала детально сопоставить данные за периоды максимума и минимума солнечной активности. Впервые за время исследований полярных сияний были получены обширные сведения для южного полушария, что дало возможность сопоставить явления в сопряженных точках, связанных магнитной силовой линией, и выявить роль геомагнитного поля в формировании полярных сияний.

Поскольку полярные сияния долгое время оставались необъяснимым природным явлением, будоражащим воображение многих людей, вызывающим огромный интерес и необъяснимый страх, поэтому темой данной работы мы выбрали «Электронные полярные сияния». И поставили перед собой цель — изучить это явление природы.

В связи с этим мы сформировали задачи:

• 1) изучить историю восприятия и постижения полярного сияния;
• 2) дать представление о полярных сияниях;
• 3) рассмотреть их виды и формы;
• 4) объяснить, причины возникновения и процесс образования полярных сияний.

Таким образом, объектом наших исследований мы выбрали электронные полярные сияния.

Практическая значимость исследования: с зонами полярных сияний и с самим сиянием сложным образом связано необычайно большое число других геофизических явлений, таких, например, как геомагнитные и ионосферные возмущения, рентгеновское тормозное излучение, поглощение космического шума и др.