Nový typ polární záře

Ledva v roce 2018 Minna Palmrothová vydala Průvodce pro pozorovatele polárních září, ozvalo se několik finských amatérských pozorovatelů, že sledovali typ polární záře, který v průvodci nebyl popsán. Měl charakter několika za sebou jdoucích pásů zelenavého světla. Pozorovatelé ho nazvali „duny“. Rozprostíraly se od západního Švédska po západní Finsko. Když 7. října 2018 tentýž jev zpozorovali znovu, spojili se občanští pozorovatelé s vědci a zorganizovali řadu pozorování  na různých lokalitách a s kalibrovanými hodinami fotoaparátů a kamer. Vědci určili, že se zářící pásy nacházejí ve výšce kolem 100 km. Oblast atmosféry mezi 80 a 120 km je pro balony příliš vysoko, pro kosmické družice příliš nízko, takže se není co divit, že je méně prozkoumaná. Její spodní okraj je sice v dosahu lidarů, meteorologické radary dosáhnou do výšek až 100 km, v zeměpisných šířkách výskytu polárních září (65 až 80 stupňů s. š.) je však takových zařízení poskrovnu. Vědci hledali mechanismus vzniku těchto vln, vysvětlení jejich výskytu v konstantní výšce a monochromatičnosti záře. Zelená barva odpovídá přechodu excitovaného atomárního kyslíku do základního stavu. Co však způsobuje ony duny? Vědci se přiklánějí k vysvětlení, že duny jsou způsobeny hustotními vlnami atomů kyslíku vytvořenými gravitační vlnou¹⁾ v atmosféře, která pronikla inverzní vrstvou (viz schéma).

Mezopauza a inverzní vrstva jsou chladnější než okolní atmosféra. Pás mezi těmito vrstvami může fungovat jako vlnovod. Gravitační vlna, která pronikla inverzní vrstvou, se v tomto pásu může šířit bez podstatnějšího útlumu. Atomy kyslíku excitované slunečním větrem vyzařují zelené světlo.Schéma Jani Närhi, University of Helsinky, podkladový snímek NASA

Duny pozorované z několika míst. Svislé fialové sloupy v levé části svědčí o směru lokálního magnetického pole.Snímek z publikace M. Palmroth et al., DOI: 10.1029/2019AV000133

M. Palmroth et al.: AGU Advances, 2020, DOI: 10.1029/2019AV000133