شفق قطبی چگونه تشکیل میشود؟

آسمان یکی از زیباترین پدیده هایی است که می توان با نگاه کردن به آن لذت برد و احساس آرامش کرد. دیدن طلوع و غروب خورشید، دیدن رنگین کمان زیبا، ستاره های درخشان، ماه تابان و … همه و همه از زیبایی های بی نظیر آسمان هستند. اما گاهی پدیده هایی طبیعی روی می دهد که زیبایی ای دو چندان دارند و آسمان را بیش از پیش زیبا جذاب می سازند.

شفق قطبی یکی از پدیده های طبیعی است که آسمان را دیدنی می کند.

شفق قطبی یک نور طبیعی است که در آسمان می درخشد و تنها در شب و آن هم در نواحی پایین قطبی قابل مشاهده است. شفق قطبی را غالبا با نام نورهای شمالی هم می شناسند. این پدیده به علت برخورد ذرات باردار خورشید به اتم ها و ملکول هایی که در سطح زمین وجود دارند، ایجاد می شود. این برخورد سبب می شود تا ذرات تحریک شده و همین امر سبب روشن شدن آنها می شود.

در پدیده شفق قطبی ما شاهد رنگ های بسیاری هستیم که زیبایی خاصی به این پدیده بخشیده اند.

اما این پدیده چه زمانی روی می دهد و در چه مکان هایی قابل مشاهده است؟

با ما همراه باشید تا به بررسی دقیق تر این پدیده زیبا و جادویی بپردازیم.

شفق قطبی چیست؟

شفق قطبی یک پدیده اتفاقی پراکنده و به طور کلی ضعیف است که معمولاً در آسمان شب از مکان‌هایی با عرض‌های جغرافیایی زیاد دیده می‌شود. این پدیده معمولاً به عنوان نورهای شمالی نیز شناخته می‌شود. این پدیده ممکن است در ابتدا به صورت یک درخشش کم رنگ و شیری رنگ ظاهر شود. همچنین شفق قطبی در شمال کم و برای چشم انسان بسیار کم نور است و نمی‌تواند هر رنگی را تشخیص دهد اما به اندازه کافی درخشان است تا ابرهای نزدیک افق را نشان دهد.

شفق قطبی یا Aurora ممکن است به شکل قوس‌های مایل به سبز درآید یا پرده‌های تابان و چرخشی از نور زرد-سبز ایجاد کند. در طول چشمگیرترین نمایش‌هایی که از مناطق در عرض جغرافیایی میانی مانند اروپای مرکزی و ایالات متحده قابل مشاهده است، درخشندگی زرشکی بیشتر آسمان را فرا گرفته است. این شکل بود که دانشمندان اروپایی در دهه ۱۶۰۰ را تشویق کرد تا پدیده شفق قطبی را به معنای واقعی کلمه سپیده دم شمالی بنامند، اما شفق قطبی در عرض‌های جغرافیایی جنوبی بالا نیز، جایی که به طور رسمی شفق قطبی سپیده دم جنوبی نامیده می‌شود نیز رخ می‌دهد.

فرآیندهای مشابهی در هر دو نیمکره نه فقط در زمین، بلکه در سایر سیارات نیز در حال انجام است و امروزه دانشمندان به سادگی از این پدیده به عنوان شفق قطبی یاد می‌کنند. اشکال شبح مانند یک شفق قطبی شامل تکه‌های آرام، نقاب، قوس و پرتوهای سریع و پرده‌ها نیز است.

بسیاری از گزارش‌های تاریخی از نورهای شمالی از مناطق بسیار جنوبی محل معمول آن نیز وجود دارد. در یک رکورد اولیه چین، این پدیده را ابر سرخی که در سراسر آسمان پخش شده است، توصیف می‌کند. سنکا فیلسوف رومی نوشت که یک شفق قطبی در قرن ۳۷ امپراتور را فریب داد تا نیروهایی را برای کمک به بنیاد سوزان اوستیا بفرستد، زیرا که درخشش آسمان در قسمت اعظم شب ادامه داشت و مانند آتشی وسیع و دودزا و کم نور می‌درخشید. در سال ۱۵۸۳ شفق قطبی که مشابه آتش سوزی در هوا بود هزاران زائر فرانسوی را بسیج کرد تا دعا کنند و از خشم خدا جلوگیری شود. در ۱۵ سپتامبر ۱۸۳۹، یک شفق قطبی آتش نشانان را در سراسر لندن اعزام کرد.

شفق‌های قطبی در دو بیضی بزرگ و درخشان با مرکزیت قطب‌های مغناطیسی شمال و جنوب زمین قرار دارند. برخورد بین گازهای جوی و باران الکترون‌ها و پروتون‌ها که توسط میدان مغناطیسی زمین هدایت می‌شوند بیضی‌ها را معمولاً بین ارتفاعات ۱۰۰ تا ۲۵۰ کیلومتر (۶۲ تا ۱۵۵ مایل) درخشان می‌کند. هر گاز هنگام بمباران یک رنگ مشخص می‌دهد به عنوان مثال اتم‌های اکسیژن برانگیخته، نور زرد-سبز را روشن می‌کنند و این رنگی است که بیشتر از رنگ‌های دیگر مشاهده می‌شود. نیتروژن که مولکولی یونیزه است نور آبی و بنفش را ساطع می‌کند و این‌ها رنگ‌هایی هستند که چشم انسان نسبت به آن‌ها کمتر حساس است. در ارتفاعات پایین‌تر مولکول‌های برانگیخته نیتروژن و اکسیژن با رنگ قرمز روشن می‌درخشند. این سه رنگ اصلی در کنار هم رنگ‌های بی شمار یک شفق قطبی را ایجاد می‌کنند.

علت پیدایش شفق قطبی

خورشید با فاصله ۹۳ میلیون مایل فاصله از زمین، تاثیرات بسیار فراتری از سطح مرئی خود دارد. طوفان‌های بزرگ خورشیدی، ذرات باردار خورشیدی را به فضا پرتاب می‌کنند. اگر زمین در مسیر جریان این ذرات باردار باشد، میدان مغناطیسی و جو سیاره ما واکنش نشان می‌دهد.
وقتی ذرات باردار خورشید به اتم و مولکول‌های موجود در جو زمین برخورد می‌کنند، این ذرات تحریک شده و باعث روشن شدن آن ها می‌شوند.
تحریک اتم به این معناست: از آن جا که اتم متشکل از هسته‌ی محاصره شده توسط‌ مداری از الکترون هاست، با برخورد ذرات باردار از خورشید به اتمسفر زمین، الکترون‌ها به مدارهای بالاتر و دورتر از هسته منتقل می‌شوند. هنگامی که الکترون به مدار نزدیک هسته و پایدار برمی‌گردد، ذره‌ای نور یا فوتون آزاد می‌کند.
پدیده شفق قطبی، مشابه عملکرد چراغ‌های نئون است که از برق به عنوان محرک برای اتم‌های گاز نئون درون لوله‌های شیشه‌ای استفاده می‌شود.

چرا در شفق قطبی رنگ‌های مختلف می‌بینیم؟

رنگ های پدیدار شده به مکان جغرافیایی بستگی ندارند؛ کاملاً تصادفی است و به فعالیت شفق در نقاط مختلف جهان بستگی دارد. رایج‌ترین رنگ شفق های قطبی، سایه‌های سبز رنگ است. بسته به اینکه چه عناصری در چه ارتفاعی و با چه سرعتی با میدان مغناطیسی زمین در تعامل هستند، رنگ‌های مختلف شروع به ظاهر شدن می‌کنند. اگر ذرات برانگیخته اکسیژن باشند، معمولاً نور سبز یا زرد می‌بینیم؛ اگر ذرات اکسیژن در ارتفاعات بسیار بالا باشند، نور قرمزی در بالای شفق قطبی ساطع می‌شود. اگر ذرات نیتروژن باشند، به احتمال زیاد نور مایل به آبی خواهیم دید. رنگ‌های بنفش، سفید و آبی اغلب در تاج‌ها (نورهایی که به سمت شما می‌آیند) دیده می‌شوند، اما در کل رنگ سبز رایج‌ترین آنهاست.

بهترین کشور برای تماشای شفق قطبی کجاست؟

برای این سوال هیچ پاسخ درستی وجود ندارد؛ زیرا مکان‌های زیادی وجود دارد که می توانید شفق های شمالی را ببینید. گردشگران می‌توانند به کشور مورد نظر خود سفر کنند و تا زمانی که به اندازه کافی در موقعیت شمال (در جنوب اگر به شفق قطبی استرالیا فکر می کنید) قرار دارند، شانس دیدن شفق قطبی را خواهند داشت. درجه ۶۳/۶۴ عرض جغرافیایی در شمال، تقریباً مکان خوبی برای دیدن آن‌ها است.
یکی از کشورهای معروف و پربازدید، نروژ است. چندین نقطه مهم برای سفر و مشاهده شفق قطبی نروژ وجود دارد که عبارتند از:
ترومسو (Tromsø): ترومسو «پایتخت قطب شمال» شناخته می‌شود و یکی از بهترین مکان‌های جهان برای مشاهده پدیده شفق شمالی است. این شهر کوچک در طول روز نیز منظره تماشایی زیبایی ایجاد می‌کند. همچنین ترومسو دارای تور «سافاری نورهای شمالی» تا نقاطی عاری از آلودگی نوری است.
کیرکنس (Kirkenes): کیرکنس، شهر کوچکی در نزدیکی مرز روسیه و در قلب قلمرو شفق شمالی است. همچنین هتل معروف برفی نروژ، در این شهر قرار دارد که به طور کامل از برف و یخ ساخته شده و زمستان هر سال بازسازی می‌شود.
جزایر لوفوتن (Lofoten): تماشای زیبایی نورهای شمالی در آسمان و انعکاس آن در دریا فوق العاده است. جزایر لوفوتن به‌خاطر کوه‌های بی‌نظیرش معروف است و بندری محبوب برای سفرهای دریایی ساحلی است.
نرد کپ (Nordkapp): نرد کپ، منظره ای واضح برای تماشا و از نزدیک ترین مناطق به قطب شمال است.
سوالبارد (Svalbard): سوالبارد از خانه خرس‌های قطبی، یخی‌تر است. این مجمع الجزایر دور افتاده، یکی از باورنکردنی‌ترین نقاط برای مشاهده شفق‌های شمالی در خارج از ترومسو است. در راه نروژ و قطب شمال، بازدید از سوالبارد یکی از مواردی است که باید به خاطر بسپارید.
از دیگر کشورها می توان به موارد زیر اشاره کرد:
ایوالو (Ivalo)، فنلاند
آبیسکو (Abisko)، سوئد
کیرونا (Kiruna)، سوئد
ریکیاویک (Reykjavík)، ایسلند
یلونایف (Yellowknife)، کانادا
آلاسکا – فیربنکس (Fairbanks)، بتلز (Bettles)
کانادا – مانیتوبا (Manitoba)

شفق قطبی چه زمانی رخ می دهد؟

بهترین زمان، بین ماه های شهریور تا فروردین است. در طول بهار تا تابستان، نور روز تقریباً ثابت است، بنابراین حتی اگر شفق قطبی بیرون آمده باشد، آن را نخواهید دید.
شهریور – مهر: تابستان رو به تمام شدن است و هنوز تاریکی چندانی وجود ندارد. از آن جا که در این دوره فعالیت‌های خورشیدی زیاد است، یکی از بهترین زمان‌ها برای دیدن شفق های شمالی است.
آبان – بهمن: در این دوره، شب‌ها تاریک و طولانی است. نور خورشید از ساعت ۹ صبح تا ۲ بعد از ظهر کم سو و ضعیف است. در این زمان از سال، احتمال هوای ابری و بارش برف بیشتر است؛ اما می‌تواند تلاش‌های شما برای تماشای نورهای شمالی را مختل کند.
اسفند – فروردین: در بهار، نور روز بیشتر و همچنین فعالیت خورشیدی بیشتری را به همراه دارد. اواسط اسفند، زمان اوج سال برای بازدید از نروژ برای دیدن شفق شمالی است.
تاریکی کامل و آلودگی نوری صفر برای دیدن شفق های شمالی در شکوه کامل آن ضروری است، بنابراین برای داشتن فرصتی خوب به شهرهای کوچک‌تر بروید.