• A
  • A
  • A
  • АБВ
  • АБВ
  • АБВ
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта

Ученые описали возможную причину зеленого свечения в небе

Ученые описали возможную причину зеленого свечения в небе

© iStock

Группа российских ученых из НИУ ВШЭ, ИКИ РАН, ИЗМИРАН описала развитие в пылевой плазме ионосферы модуляционной неустойчивости электромагнитных волн, которая возникает при больших интенсивностях электромагнитного излучения. Исследователи учли неупругие столкновения частиц плазмы ионосферы, а также сформулировали новые задачи и приложения, которые необходимо рассмотреть в будущем. Результаты исследования опубликованы в журнале Physics of Plasmas.

Модуляционное взаимодействие важно для объяснения различных природных явлений. Это ключевой процесс при переходе плазмы от состояния слабой турбулентности к состоянию сильной турбулентности. При слабой турбулентности волны в плазме ведут себя хаотично, но слабо коррелируют друг с другом, в отличие от сильной турбулентности, когда взаимодействие между ними существенное, в результате чего образуются сильно коррелированные структуры (солитоны, кавитоны, филаменты), генерируются магнитные поля, происходит нагрев и эффективное ускорение частиц.

В предыдущей работе 2009 года ученые изучили возможность развития модуляционной неустойчивости в плазме ионосферы на высотах от 80 до 120 км в присутствии высокоскоростных метеорных потоков. Оказалось, что метеорные потоки приводят к формированию пылевой плазмы на этих высотах, что, в свою очередь, оказывает существенное влияние на характер протекания нелинейных процессов в плазме.

В новом исследовании авторы отмечают важную роль неупругих столкновений нейтралов (нейтральных атомов) с электронами и ионами пылевой плазмы ионосферы. При этом влияние модуляционной неустойчивости на распространение электромагнитных волн в пылевой ионосферной плазме очень важно на высотах 90–120 км. Это высота плотных слоев атмосферы, на которой нагреваются космические аппараты. Попадая на эти высоты, метеороиды испаряются, после чего метеорное вещество конденсируется, и образуются мелкие частицы, которые становятся частью пылевой плазмы.  

Модуляционная неустойчивость в пылевой плазме воздействует на низкочастотную область спектра электромагнитных шумов, способствует генерации инфразвуковых волн, которые могут достигать поверхности Земли. 

Сергей Попель

«Инфразвуковые волны могут возбуждаться вследствие извержений вулканов, землетрясений, полетов сверхзвуковых самолетов, взрывов на земле и т.д. В этой связи для нас важно представлять себе характер источников инфразвука, что позволяет понять его происхождение», — считает автор статьи, профессор факультета физики НИУ ВШЭ, заведующий лабораторией ИКИ РАН Сергей Попель.

Модуляционное взаимодействие на высотах 110–120 км позволяет объяснить усиление зеленого свечения в небе на длине волны 557,7 нм. Оно приводит к генерации пылевых звуковых волн, которые на высотах более 110 км оказываются неустойчивыми, в результате чего формируются вихри. Вихри, в свою очередь, перемешивают вещество на разных высотах — появляются условия для химических реакций, сопровождающихся выделением фотонов. Именно они проявляют себя в виде зеленого свечения неба.

Также модуляционное взаимодействие приводит к образованию неоднородностей электронной и ионной концентраций в ионосфере при работе мощных нагревных стендов, таких как HAARP, EISCAT и другие. 

Помимо этого, авторы статьи исследовали пылевую плазму хвостов метеоров. Оказалось, что и в этом случае модуляционное взаимодействие объясняет наблюдаемые эффекты, например электрофонные шумы при пролете метеоров. 

«Наши результаты важны для объяснения и описания природных явлений в ионосфере и атмосфере Земли, в частности распространения электромагнитных волн на высотах от 90 до 120 км. Планируется продолжение исследований эффекта модуляционного возбуждения неоднородностей в ионосфере при работе таких установок, как HAARP, EISCAT и другие, влияющих на состояние атмосферы Земли», — комментирует Сергей Попель.

Вам также может быть интересно:

Модель, описывающая отношения хищников и их жертв, стала основой для прогноза распространения COVID-19

Исследователи факультета экономических наук НИУ ВШЭ предложили математическую модель, описывающую течение пандемии COVID-19 с учетом ограничительных мер, принимаемых в разных странах. Она поможет правительствам принимать взвешенные и своевременные решения о введении или отмене ограничений. Работа опубликована в журнале Eurasian Economic Review.

С возрастом мозгу требуется больше усилий для координации движений руками

Группа ученых с участием ведущего научного сотрудника Центра нейроэкономики и когнитивных исследований НИУ ВШЭ Вадима Никулина обнаружила, что падение с возрастом способности к противофазным билатеральным движениям связано с изменением альфа- и бета-активности мозга.

Новые соединения редкоземельных элементов открыты при участии исследователей из Вышки

Коллектив российских ученых осуществил синтез нового кристаллического лактата иттрия, а также аморфного лактата иттрия, имеющего необычную структуру. Участие в работе приняли коллеги из Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН, Петербургского института ядерной физики НИЦ «Курчатовский институт», Высшей школы экономики, РХТУ им. Д.И. Менделеева и Лаборатории нейтронной физики им. И.М. Франка Объединенного института ядерных исследований. Синтезированные ими новые соединения являются первыми представителями солей редкоземельных элементов и молочной кислоты. В коллектив авторов также вошла студентка 2-го курса ОП «Химия» НИУ ВШЭ Анна Селиверстова.

Студенты ВШЭ представили свои стартапы на выставке в Экспоцентре

В рамках Года науки и технологий с 18 по 21 октября в Экспоцентре проходит 28-я международная специализированная выставка «Реклама-2021». На стенде ВШЭ были представлены проекты студентов, изучающих майнор «Стартап с нуля: практика создания собственного бизнеса», а одним из событий выставки стало подписание соглашения о сотрудничестве между университетом и АО «Экспоцентр».

Диалог поколений в цифровом интерьере: началась международная научная конференция по форсайту

Гаджеты все сильнее влияют на повседневные практики россиян. Роботы помогают автоматизировать рутинные задачи, а также учатся принимать вполне автономные решения, за которые пока неясно, кому отвечать. С комплексного анализа социальных эффектов усиливающейся цифровизации началась XI Международная научная конференция НИУ ВШЭ «Форсайт и научно-техническая и инновационная политика», которая проходит 15–26 октября 2021 года в онлайн-формате.

Ученые научили искусственный интеллект предсказывать банкротство компаний

Сотрудники Высшей школы бизнеса ВШЭ  предложили новый метод  предсказывать банкротство компаний на основе машинного обучения. Он позволяет использовать по максимуму информацию о финансовом состоянии компаний и показывает более высокие результаты по сравнению с классическими статистическими подходами. Исследование опубликовано в журнале Expert Systems with Applications.

Вышка формирует глобальную цепочку прогнозирования будущего

Пандемия показала возможности быстрого реагирования на большие вызовы и усилила взаимосвязи исследователей, политиков, предпринимателей как на национальном, так и на мировом уровне. Накопленные практики жизни и целеполагания в новой реальности обсудят 15–26 октября 2021 года участники XI Международной научной конференции «Форсайт и научно-техническая и инновационная политика», которую организует Институт статистических исследований и экономики знаний (ИСИЭЗ) НИУ ВШЭ.

Человек и общество: взгляд ученых Вышки

Почему важно знать, что происходит с экономиками стран мира после пандемии, что ждет общество в эпоху цифровой трансформации, как изменится мир профессий, что приходит на смену предсказуемому будущему, что делает горожанина «умным». Этим и другим актуальным темам посвятили свои доклады на XVI фестивале NAUKA 0+ исследователи Высшей школы экономики.

Ученые ВШЭ объяснили поведение хаотических систем

Исследователи Научно-учебной лаборатории моделирования и управления сложными системами ВШЭ предложили недостающую составляющую механизма самоорганизованной критичности, которая позволяет воспроизвести степенные закономерности, наблюдаемые в реальном мире. По мнению ученых, это приближает нас к пониманию того, как возникают землетрясения, распространяются лесные пожары, работают финансовые рынки и социальные сети. Результаты исследования исследования, проведенного при поддержке Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Scientific Reports.

Как местное самоуправление укрепляет авторитет власти

Экономисты из Института институциональных исследований ВШЭ, проанализировав работу сообществ территориального общественного самоуправления (ТОС), пришли к выводу, что они эффективны преимущественно там, где жители готовы коллективно решать городские вопросы, а местные власти активно поддерживают такие инициативы. О результатах своего исследования ученые рассказали в статье, опубликованной в журнале Europe-Asia Studies.