Северное сияние: где и когда видно
Вопрос «когда будет сияние» не имеет ответа без второго вопроса — где вы стоите. Причем считать надо не по той широте, что написана в атласе: овал сияния держится за магнитную ось Земли, а она наклонена. Прибор ниже берет ваш город, считает его геомагнитную широту, сверяет с живым индексом, проверяет, будет ли ночью темно, и смотрит на облака.
- геомагнитная широта
- 51,8°
- географическая — 55,8°
считаем…
Прогноза геомагнитной активности на эту ночь нет: он публикуется на трое суток вперед. Темнота и пороги ниже посчитаны и остаются верными.
Двигайте индекс и смотрите, как кольцо наползает на карту. Точка Москва входит в него при Kp 5,3.
- сейчас
- запрашиваем…
- порог для города
- прямо над головойKp 7,3
- высоко на севереKp 6,3
- низко у горизонтаKp 5,3
- темное небо
- 20:51 — 04:077,3 ч, из них 5,4 ч полной ночи
- облачность
- запрашиваем…
- луна
- убывающая луна, диск освещен на 77 %. В середине ночи стоит на 36° над горизонтом и мешает.
- прогноз Kp
- —
- темнота
- 7,3 ч
- облачность
- —
- прогноз Kp
- —
- темнота
- 7,3 ч
- облачность
- —
- прогноз Kp
- —
- темнота
- 7,4 ч
- облачность
- —
Пустой столбец — месяц, в котором сияние не увидеть ни при какой буре: небо не темнеет. Это второе условие после геомагнитного, и статьи о нем обычно молчат.
Мы R&D-лаборатория: компьютерное зрение, инференс на железе объекта, баллистика и наведение. Что собираем, ломаем и замеряем — пишем в morana.log.
Широта из атласа отвечает на другой вопрос
Сияние загорается там, где заряженные частицы солнечного ветра проваливаются в атмосферу вдоль силовых линий магнитного поля. Линии сходятся не к географическому полюсу, а к магнитному: ось диполя наклонена, и сейчас ее северный конец выходит на поверхность в точке 80,9° с. ш., 72,6° з. д. — это Канадская Арктика, почти на тысячу километров в сторону от полюса на глобусе.
Отсюда следствие, которое переворачивает все списки «где смотреть сияние». Норильск стоит севернее Мурманска — 69,4° против 69,0° по атласу. Но по геомагнитной широте это 60,6° против 65,0°, и порог там втрое строже: Kp 2,3 вместо Kp 0,7. Якутск, 62,0° по карте, проигрывает Санкт-Петербургу с его 59,9°.
Ниже — та же таблица, отсортированная так, как ее видит магнитное поле. Числа посчитаны тем же кодом, что крутится в приборе выше.
| город | широта в атласе | геомагнитная | Kp у горизонта | Kp в зените |
|---|---|---|---|---|
| Мурманск | 69,0° | 65,0° | 0,7 | 1 |
| Норильск | 69,4° | 60,6° | 2,3 | 3 |
| Архангельск | 64,5° | 59,8° | 2,3 | 3,3 |
| Санкт-Петербург | 59,9° | 56,8° | 3,3 | 5 |
| Якутск | 62,0° | 53,4° | 4,7 | 6,7 |
| Калининград | 54,7° | 53,2° | 4,7 | 6,7 |
| Москва | 55,8° | 51,8° | 5,3 | 7,3 |
| Екатеринбург | 56,8° | 50,1° | 5,7 | 8,3 |
| Новосибирск | 55,0° | 46,6° | 7 | — |
| Владивосток | 43,1° | 34,7° | — | — |
Прочерк — режим, недостижимый даже при Kp 9, то есть в сильнейшую бурю шкалы. Это касается наблюдения глазом; камера с длинной выдержкой ловит слабое красное свечение и южнее.
Почему прогноза на неделю не существует
Солнце постоянно сдувает с себя плазму. Когда поток уплотняется — из корональной дыры или после выброса вещества, — он давит на магнитосферу Земли и перекачивает в нее энергию. Часть заряженных частиц уходит по силовым линиям в атмосферу и выбивает свечение кислорода и азота на высотах от 100 до 400 км.
Ключевой параметр — не скорость потока, а знак его магнитного поля. Пока вертикальная составляющая Bz смотрит на север, магнитосфера держит удар. Как только она разворачивается на юг, линии поля Солнца и Земли пересоединяются, и энергия идет внутрь. Предсказать этот разворот заранее нельзя — его меряют приборами, когда поток уже долетел.
Меряют в точке L1, за полтора миллиона километров от Земли. При типичной скорости 400–600 км/с плазме остается лететь оттуда от 30 до 60 минут. Это и есть настоящий горизонт прогноза сияния — час. Все, что дальше, — либо общий индекс на трое суток, либо климатология.
- 30–60 минут
Измерение солнечного ветра на L1. Единственный способ узнать, что будет с сиянием, с точностью до города.
- до 3 суток
Прогноз индекса Kp по наблюдаемым выбросам и корональным дырам. Время прилета плавает на 6–12 часов.
- 27 суток
Рекуррентный прогноз: Солнце поворачивается той же стороной, и корональная дыра возвращается. Точность невысокая.
- годы
Только фаза солнечного цикла. Цикл 25 прошел максимум на рубеже 2024–2025, сейчас фаза спада — она щедра на бури от корональных дыр.
- Овал дотянулся. Каждая единица Kp опускает границу примерно на 2° широты: от 66,5° геомагнитной широты при Kp 0 до 48,1° при Kp 9.
- Небо темное. Солнце ниже 12° под горизонтом. В Заполярье это вычеркивает 5 месяца подряд.
- Небо чистое. Сплошная облачность отменяет наблюдение при любом Kp, а яркая Луна съедает слабое свечение.
Что здесь считается и где предел
Геомагнитная широта берется из дипольной модели поля по коэффициентам IGRF с поправкой на дрейф полюса. Это не самый точный вариант: честные скорректированные геомагнитные координаты учитывают недипольную часть поля и расходятся с дипольными на 1–3°, сильнее всего над Восточной Сибирью. В переводе на порог это меньше единицы индекса. Платой за точность была бы трассировка силовых линий — сотни килобайт таблиц, которые поехали бы в браузер каждому читателю.
Граница овала считается по таблице NOAA: от 66,5° при Kp 0 до 48,1° при Kp 9. Насколько южнее сияние еще видно — не константа из чужой статьи, а геометрия: свечение висит на высоте и потому выглядывает из-за горизонта. Для зеленой линии на 110 км это 2,0° при подъеме на 25° над горизонтом, для красной на 250 км — 9,7° при подъеме на 8°.
Высота Солнца и Луны — низкоточные ряды, дающие доли градуса. Для границы сумерек это ошибка в минуты, для фазы Луны — в проценты освещенности.
| событие | что было на самом деле | что говорит модель | итог |
|---|---|---|---|
| Буря 10–11 мая 2024, Kp 9 | Сияние наблюдали в Москве и Подмосковье высоко над горизонтом | Порог Москвы: Kp 5,3 у горизонта, Kp 7,3 в зените | совпало |
| Та же буря, Крым и Сочи | Слабое красное свечение поймали камерами с длинной выдержкой | Модель дает «недостижимо»: расчет ведется на наблюдение глазом | модель строже |
| Спокойные ночи, Kp 1–2 | В Мурманске сияние видно регулярно, в Петрозаводске — нет | Мурманск 65,0°, порог Kp 0,7 | совпало |
Расхождение по югу намеренное. Модель отвечает на вопрос «увижу ли я», а камера на штативе с выдержкой в несколько секунд видит то, чего глаз не различает: в мае 2024 года красное зарево ловили далеко за расчетной границей. Если вы едете с камерой, берите строку «низко у горизонта» и вычитайте еще пару градусов.
Частые вопросы о северном сиянии
Когда будет северное сияние?
Где в России видно северное сияние?
Видно ли северное сияние в Москве?
Что такое индекс Kp?
Почему летом северное сияние не видно?
Можно ли предсказать сияние за неделю?
Какого цвета бывает северное сияние?
Кто это посчитал и зачем
MoranaLabs — инженерная R&D-лаборатория. Мы делаем компьютерное зрение для производств, гоняем нейросети на железе объекта без облака и считаем траектории. Этот прибор собран между заказами из той же математики: сферическая геометрия, преобразования координат, работа с внешними источниками, которые имеют привычку отваливаться в самый нужный момент.
Отсюда и устройство страницы. Пороги, окно темноты и сезонная карта считаются прямо в браузере и остаются верными, даже когда все внешние источники молчат, — прибор теряет живой индекс, но не превращается в спиннер. То же требование мы предъявляем к системам на объектах: отказ канала не должен останавливать линию.
- компьютерное зрение
- Детекция людей, техники, СИЗ и дронов на видео в реальном времени. Считаем на кадрах заказчика до подписания договора.
- edge-инференс
- Нейросети на железе объекта: без облака, без абонентской платы за кадр и без канала наружу.
- 1С и учет
- Обмен с любой системой, закупки, первичка, маркетплейсы, Честный знак, СБИС. В том числе нетиповые конфигурации.
- работа с данными
- Сбор из источников, которые падают и врут: очереди, кеши, деградация без отказа всей системы.
- расчеты и геометрия
- Баллистика, наведение по камере, фильтрация измерений, координатные преобразования.
- веб-инструменты
- Вроде этого прибора: расчет в браузере, работает на телефоне, держит нагрузку без серверной фермы.
Индекс геомагнитной активности — GFZ Helmholtz Centre Potsdam, лицензия CC BY 4.0. Прогноз — NOAA Space Weather Prediction Center. Погода — Open-Meteo.