簡介
極光是常常出現(xiàn)于緯度靠近地磁極地區(qū)上空大氣中的彩色發(fā)光現(xiàn)象。極光一般呈帶狀、弧狀、幕狀、放射狀,這些形狀有時穩(wěn)定有時作連續(xù)性變化。
極光的產(chǎn)生原理和極光的分布區(qū)域極光是來自太陽活動區(qū)的帶電高能粒子(可達1萬電子伏)流使高層大氣分子或原子激發(fā)或電離而產(chǎn)生的。由于地磁場的作用,這些高能粒子轉(zhuǎn)向極區(qū),所以極光常見于高磁緯地區(qū)。
在大約離磁極25~30的范圍內(nèi)常出現(xiàn)極光,這個區(qū)域稱為極光區(qū)。在地磁緯度45~60之間的區(qū)域稱為弱極光區(qū),地磁緯度低于45的區(qū)域稱為微極光區(qū)。 極光下邊界的高度,離地面不到100公里,極大發(fā)光處的高度離地面約110公里左右,正常的最高邊界為離地面300公里左右,在極端情況下可達1000公里以上。根據(jù)關(guān)于極光分布情況的研究,極光區(qū)的形狀不是以地磁極為中心的圓環(huán)狀,而是卵形。極光的光譜線范圍約為3100~6700埃,其中最重要的譜線是5577埃的氧原子綠線,稱為極光綠線。 早在2000多年前,中國就開始觀測極光,有著豐富的極光記錄。
極光多種多樣,五彩繽紛,形狀不一,綺麗無比,在自然界中還沒有哪種現(xiàn)象能與之媲美。任何彩筆都很難繪出那在嚴寒的兩極空氣中嬉戲無常、變幻莫測的炫目之光。 極光有時出現(xiàn)時間極短,猶如節(jié)日的焰火在空中閃現(xiàn)一下就消失得無影無蹤;有時卻可以在蒼穹之中輝映幾個小時;有時像一條彩帶,有時像一團火焰,有時像一張五光十色的巨大銀幕,仿佛上映一場球幕電影,給人視覺上以美的享受。
產(chǎn)生
極光出現(xiàn)于星球的高磁緯地區(qū)上空,是一種絢麗多彩的發(fā)光現(xiàn)象。而地球的極光,來自地球磁層或太陽的高能帶電粒子流(太陽風)使高層大氣分子或原子激發(fā)(或電離)而產(chǎn)生。極光產(chǎn)生的條件有三個:大氣、磁場、高能帶電粒子。這三者缺一不可。極光不只在地球上出現(xiàn),太陽系內(nèi)的其他一些具有磁場的行星上也有極光。
特征
極光被視為自然界中最漂亮的奇觀之一。如果我們乘著宇宙飛船,越過地球的南北極上空,從遙遠的太空向地球望去,會見到圍繞地球磁極存在一個閃閃發(fā)亮的光環(huán),這個環(huán)就叫做極光卵。由于它們向太陽的一邊有點被壓扁,而背太陽的一邊卻稍稍被拉伸,因而呈現(xiàn)出卵一樣的形狀。極光卵處在連續(xù)不斷的變化之中,時明時暗,時而向赤道方向伸展,時而又向極點方向收縮。處在午夜部分的光環(huán)顯得最寬最明亮。長期觀測統(tǒng)計結(jié)果表明,極光最經(jīng)常出現(xiàn)的地方是在南北磁緯度67度附近的兩個環(huán)帶狀區(qū)域內(nèi),分別稱作南極光區(qū)和北極光區(qū)。在極光區(qū)內(nèi)差不多每天都會發(fā)生極光活動。在極光卵所包圍的內(nèi)部區(qū)域,通常叫做極蓋區(qū),在該區(qū)域內(nèi),極光出現(xiàn)的機會反而要比緯度較低的極光區(qū)來得少。在中低緯地區(qū),尤其是近赤道區(qū)域,很少出現(xiàn)極光,但并不是說壓根兒觀測不到極光。1958年2月10日夜間的一次特大極光,在熱帶都能見到,而且顯示出鮮艷的紅色。這類極光往往與特大的太陽耀斑暴發(fā)和強烈的地磁暴有關(guān)。在寒冷的極區(qū),人們舉目瞭望夜空,常常見到五光十色,千姿百態(tài),各種各樣形狀的極光。毫不夸大地說,在世界上簡直找不出兩個一模一樣的極光形體來,從科學研究的角度,人們將極光按其形態(tài)特征分成五種:一是底邊整齊微微彎曲的圓弧狀的極光??;二是有彎扭折皺的飄帶狀的極光帶;三是如云朵一般的片朵狀的極光片;四是面紗一樣均勻的帳幔狀的極光幔;五是沿磁力線方向的射線狀的極光芒。
極光形體的亮度變化也是很大的,從剛剛能看得見的銀河星云般的亮度,一直亮到滿月時的月亮亮度。在強極光出現(xiàn)時,地面上物體的輪廓都能被照見,甚至會照出物體的影子來。最為動人的當然是極光運動所造成的瞬息萬變的奇妙景象。我們形容事物變得快時常說:眼睛一眨,老母雞變鴨。極光可真是這樣,翻手為云,覆手為雨,變化莫測,而這一切又往往發(fā)生在幾秒鐘或數(shù)分鐘之內(nèi)。極光的運動變化,是自然界這個魔術(shù)大師,以天空為舞臺上演的一出光的活劇,上下縱橫成百上千公里,甚至還存在近萬公里長的極光帶。這種宏偉壯觀的自然景象,好像沾了一點仙氣似的,頗具神秘色彩。令人嘆為觀止的則是極光的色彩,早已不能用五顏六色去描繪。說到底,其本色不外乎是紅、綠、紫、藍、白、黃,可是大自然這一超級畫家用出神入化的手法,將深淺濃淡、隱顯明暗一搭配、一組合,好家伙,一下子變成了萬花筒啦。根據(jù)不完全的統(tǒng)計,能分辨清楚的極光色調(diào)已達一百六十余種。極光這般多姿多彩,如此變化萬千,又是在這樣遼闊無垠的穹窿中、漆黑寂靜的寒夜里和荒無人煙的極區(qū),此情此景,此時此刻,面對五彩繽紛的極光圖形,親愛的讀者,你說能不令人心醉,不叫人神往嗎?無怪乎在許許多多的極區(qū)探險者和旅行家的筆記中,描寫極光時往往顯得語竭詞窮,只好說些無法以言語形容,再也找不出合適的詞句加以描繪之類的話作為遁辭。是的,普通的美麗、壯觀、奇妙等字眼在極光面前均顯得異常的蒼白無力,可以說,即使有生花妙筆也難述說極光的神采、氣勢、秉性脾氣于萬一。神奇聲音
北極光是指常出現(xiàn)在地球高緯度地區(qū)高層大氣中的發(fā)光現(xiàn)象,是太陽風與地球磁場相互作用的結(jié)果。北極光非常絢爛美麗,而伴隨北極光發(fā)生的,是一種很神秘的聲音。
一直以來,有關(guān)這種神秘的北極光聲音流傳著許多的傳說,也讓在荒野的人們感到恐懼和敬畏。
北極光發(fā)出的這種含混不清的爆裂聲的來源,終于首次在科學上得到了合理的解釋。
芬蘭阿爾托大學的科學家們發(fā)現(xiàn)了北極光神秘聲音的來源,這種聲音產(chǎn)生于距地面70米的空中。與此相比,由地球磁場干擾而產(chǎn)生的絢爛而變幻莫測的北極光,則是產(chǎn)生于距離地面120千米的高空。
為了找到聲音的來源,科學家們利用了三個互相獨立的麥克風,在觀測點記錄下了北極光的聲音。接著,科學家們對這些聲音進行對比分析,從而最終確定了北極光聲音的來源。當北極光在觀測點出現(xiàn)的同時,芬蘭氣象研究所也同步測量到了伴隨北極光產(chǎn)生了地磁干擾。
阿爾托大學的萊恩(Unto K. Laine)教授表示,我們研究發(fā)現(xiàn),在北極光出現(xiàn)期間,人們可以聽見一種伴隨極光自然產(chǎn)生的聲音。過去,我們認為極光離我們太遠,不可能會聽到極光發(fā)出的聲音,這種推斷沒有錯,但事實是,極光是由太陽產(chǎn)生的能量粒子干擾地球磁場而產(chǎn)生的,它們在很遠的天邊,伴隨極光的聲音也是由類似原因而產(chǎn)生,只不過產(chǎn)生這種聲音的地方離地面更近。
有關(guān)北極光神秘聲音產(chǎn)生的具體原因仍然是一個迷,這種聲音并不是每次都會伴隨極光而來。從被記錄下來的聲音來看,這種聲音聽起來像是一種含混不清的爆裂聲,并往往只持續(xù)一小段時間。另外一些聽到過極光聲音的人把這種聲音描述為一種噼啪聲,并且感覺聲音的距離很遠。通過這些不同的描述,科學家們推測北極光聲音產(chǎn)生的背后可能有著若干不同的原理。
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