ВРЕМЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОПТИЧЕСКИХ ВСПЫШЕК ИЗЛУЧЕНИЯ НОЧНОГО НЕБА
А.Б. Белецкий
Институт Солнечно-Земной Физики СО РАН, Иркутск
Представлены распределения по длительностям и частоте появления оптических вспышек в излучении ночного неба средних широт, полученные в результате обработки данных фотометрических наблюдений.
При регистрации излучения ночного неба отмечаются оптические вспышки длительностью от единиц миллисекунд до десятков секунд, природа которых до конца не изучена. Подобные явления впервые были обнаружены на высоких широтах в длинах волн 557.7 нм и 630 нм при наблюдении полярных сияний [1,2]. Позднее оптические вспышки были зарегистрированы и в средних широтах [3]. По своим морфологическим характеристикам они близки к вспышкам, регистрируемым в высоких широтах [1,2], что позволяет предполагать одинаковую природу этих явлений [3].
При исследовании оптических вспышек возникают трудности отделения полезного сигнала от шума и других источников свечения, таких как метеоры, грозы (летом) или антропогенные факторы (возможно, что вспышки могут вызывать самолеты, спутники, отраженный свет с земли и т.д.). Для отсечения не вспышечных сигналов хорошо помогает использование телевизионной техники, с помощью которой можно уверенно отделять вспышки от сигналов видимых объектов. К тому же с помощью электронно – оптических преобразователей становится возможным визуальное наблюдение вспышек. В работе [4] описано два случая регистрации вспышки одновременно на телевизионной системе и фотометре.
Данные для настоящей работы получены с помощью четырехканального зенитного фотометра в обсерватории ИСЗФ, расположенной рядом с п. Торы в Бурятии (52°
N, 103°
E). Каналы фотометра работали в разных диапазонах длин волн: 557.7 нм, 630 нм, 720 - 830 нм и 360 – 410 нм. Некоторое время вместо диапазона 360 – 410 нм использовался диапазон 360 – 480 нм. Каналы 557.7 нм и 630 нм работали в сканирующем режиме, меняя длину волны на 2 –3 нм. Программное обеспечение фотометра позволяет записывать данные на диск циклами по 12 с. При появлении импульсного сигнала (вспышки), превышающего заданный порог, запись ведется с временным разрешением 8 мс, без вспышки сохраняется среднее значение сигнала за 12 с. Пример вспышки, полученной на фотометре, приведен на рис. 1.
|
|
В данной работе рассматривается распределение вспышек излучения ночного неба в диапазоне 360 нм – 830 нм по длительностям и частоте появления в период с февраля 1998 г по апрель 1999 г. Время наблюдения на разных диапазонах в часах составило: 336 ч для диапазона длин волн 360 нм – 410 нм, 228 ч для диапазона длин волн 360 нм – 480 нм, 568 ч для длин волн 557.7 нм и 630 нм, 448 ч для диапазона длин волн 720 нм – 830 нм.
Частота появления вспышек по месяцам на длинах волн 557.7 нм и 630 нм имеет максимум в ноябре и менее выраженный максимум в апреле. Наибольшая частота появления вспышек зарегистрирована в диапазоне длин волн 360 нм – 480 нм, она составила в среднем 1.6 событий/час. Частоты вспышек на остальных каналах соответственно: 0.3 соб./час для диапазона длин волн 360 нм – 410 нм, 0.39 соб./час для длины волны 557.7 нм, 0.32 соб./час для длины волны 630 нм и 0.08 соб./час для диапазона длин волн 720 нм –830 нм. Гистограммы длительностей по диапазонам представлены на рисунках 2–6.
По результатам наблюдений можно предположить, что максимальная частота появления вспышек приходится на диапазон длин волн 410 нм – 480 нм (~ 1.3 соб./час). Наиболее вероятные значения длительностей вспышек различаются для разных диапазонов.
|
|
Так для диапазона длин волн 360 нм – 480 нм наибольшее количество вспышек имеют длительность 100 – 200 мс, а для длин волн 557.7 нм и 630 нм более часто встречаются длительности 20 – 60 мс. В диапазоне длин волн 720 нм – 830 нм выражены три наиболее вероятных диапазона длительностей: 40 мс – 240 мс, 400 мс – 520 мс и менее 20 мс. В работе [5] приведены распределения длительностей вспышек в синей и красной областях спектра, зарегистрированных в субавроральной зоне. Для красной области дано наиболее вероятное значение длительности около 20 мс, что довольно хорошо согласуется с представляемыми здесь результатами (630 нм). Максимум распределения в синей области (100 мс – 200 мс) отличается от данных работы [5] (20 мс), что может быть связано с различием исследуемых диапазонов длин волн.
Полученные особенности в распределениях длительностей оптических вспышек могут быть обусловлены излучением различных атмосферных составляющих и могут использоваться при определении источников и механизмов возбуждения оптических вспышек.
Автор выражает благодарность сотрудникам лаборатории динамики верхней атмосферы за помощь в организации экспериментальных наблюдений и полезные обсуждения результатов.
Литература.
- Кузакова Л.П. // Геомагнетизм и аэрономия. 1972. Вып. 12, №3. С. 560-561.
- Надубович Ю.А.// Геомагнетизм и аэрономия. 1970. В.10, №5. С. 926-929.
- Ермилов С.Ю. Михалев А.В. // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. М.: Наука. 1989. Вып. 84. С. 119-125.
- Михалев А.В. Белецкий А.Б. // Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике Солнца. Изд. СО РАН. 1998. Вып. 109. Ч. 1. С. 131-135.
Коробцова Л.П. // Характеристики вспышек оптического излучения по наблюдениям в Якутске. Неоднородности в ионосфере. Якутск: изд. ЯФ СО АН СССР. 1981. С. 96 – 102.
