كيف يحدث الشفق القطبي؟
كيف يحدث الشفق القطبي؟
يحدث الشفق القطبي عندما تتدفق رياح شمسية محملة بالإلكترونات بسرعة تقدر بـ 1.5 مليون كم/ ساعة نحو الأرض، والتي تصل بعد قرابة 40 ساعة من تدفقها، لتنجذب لخطوط القوة المغناطسية في الأقطاب الشمالية والجنوبية، وعندها تتفاعل القوى المغناطسية والكهربائية (الجزيئات الشمسية) على نحو متواصل والتي تتحرك مع التيارات الجوية، ضمن خطوط العرض (60) و(75) مشكّلة الشفق القطبي، تجدر الإشارة إلى أن تفاعل جزيئات الرياح الشمسية يحدث مع جزيئات معينة من الهواء في الغلاف الجوي على ارتفاعات معينة، مما ينتج عنه طاقة ضوئية متعددة الألوان تشكل الشفق القطبي، وذلك كالآتي:
لون الشفق | نوع التفاعل | الارتفاع الذي يحدث عنده التفاعل |
الأخضر | تفاعل الإلكترونات الشمسية مع الأكسجين | 241 كم |
الأحمر | تفاعل الإلكترونات الشمسية مع الأكسجين | أعلى من 241 كم |
الأزرق | تفاعل الإلكترونات الشمسية مع النيتروجين | 95 كم |
أرجواني/ بنفسجي | تفاعل الإلكترونات الشمسية مع النيتروجين | أعلى من 95 كم |
مراحل الشفق القطبي
يحدث الشفق القطبي ضمن 3 مراحل أساسية، وهي:
النمو
تحتاج مرحلة نمو الشفق إلى ما يقارب الساعتين قبل حدوث مرحلة التوسع وظهور ألوان الشفق، وفي بعض الأحيان قد تحتاج هذه المرحلة لعدة ساعات، يشار إلى أن الأفق في هذه المرحلة يَظهر باللون الأحمر الوردي، والذي يستمر إلى ما يقارب 60 دقيقة.
التوسع
تظهر ألوان الشفق القطبي الخضراء الأكثر سطوعًا في السماء بشكل مشع في هذه المرحلة، نتيجة ارتفاع نسبة التفاعل في المجالات المغناطسية للأرض مع الجزيئات الشمسية.
الاستعادة
تبدأ مرحلة الاستعادة أو التراجع عندما يبدأ الضوء الأخضر في الأفق بالتضاؤل، إذ يصبح النشاط التفاعلي قليل مقارنة بمرحلة التوسع، ومن الجدير بالذكر أن النشاط المغناطيسي في أقطاب الأرض في هذه المرحلة يعود إلى مستوياته الطبيعية أي إلى ما قبل التفاعل مع الإلكترونات المندفعة من الرياح الشمسية.
متى يحدث الشفق القطبي؟
يحدث الشفق القطبي على مدار العام، إلا أن الفترة الواقعة ما بين الخريف وحتى منصف الربيع هي الأمثل لرصده في الجزء الشمالي من الكرة الأرضية،وعادة ما يظهر الشفق القطبي في الفترة المسائية ويستمر لوقت متأخر، ويطلق عليه اسم (الشفق الليلي)، وتظهر أقوى أضواء الشفق ما بين الساعة 9-2 فجرًا، كما يحدث نهارًا ويطلق عليه (الشفق النهاري)، والذي يشاهد نادرًا، بشرط توفر سماء صافية، ومن الجدير بالذكر أن الفترة الزمنية ما بين أواخر شهر آب وحتى نهاية شهر نيسان تحديدًا، توفر العوامل المهمة لرؤية الشفق القطبي، ومن أهمها:
- وجود سماء صافية
- توفر أجواء جوية مستقرية.
- وجود نشاط مغناطيسي أكبر في فترة الاعتدالات (الاعتدال الربيعي والخريفي)، مما يجذب أكبر قدر ممكن من الإلكترونات الشمسية، وبالتالي حدوث تفاعلات أكبر بين جزيئات الرياح الشمسية والغلاف الجوي.
- وجود فترة استثنائية ما بين تشرين ثاني، وشهر شباط، لمشاهدة الشفق القطبي، إذ يتوفر الظلام على مدار الأسبوع، لغياب الشمس عن المناطق الشمالية للكرة الأرضية.