南极光介绍
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发布时间：2024-10-05 03:20
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时间：2024-10-11 05:59
在地平线上的城市灯光和高层建筑可能会妨碍我们看光，所以最佳的极光景象要在乡间空旷地区才能观察得到。在加拿大的丘吉尔城，一年在有300个夜晚能见到极光；而在罗里达州，一年平均只能见到4次左右。 大多数极光出现在地球上空90—130千米处。但有些极光要高得多。1959年，一次北极光所测得的高度是160千米，宽度超过4800千米。
人们知道极光至少己有2000年了，并且极光一直是许多神话的主题。在中世纪早期，斯堪的纳维亚的海盗相信，极光是骑马奔驰越过天空的勇士。在北极地区，因纽特人认为，极光是神灵为最近死去的人照亮归天之路而创造出来的。
1938年在英格兰出现的一次壮观的北极光被许多人误认为是一场大火。在第二次世界大战期间，1941年美国首都华盛顿上空出现的另一次极光引起了全城恐慌，因为人们以为德国轰炸机开始攻击了。
极光作为一种天象，自古以来为人注目。但对极光及其空间物理现象的研究取得重大进展，则是最近二、三十年的事。在太阳创造的诸如光和热等形式的能量中，有一种能量可称 之为“太阳风”。这是一束由覆盖地球的强大的带电亚原子颗粒流，该太阳风在地球上空环绕地球流动，以大约每秒400公里的速度撞击地球磁场，磁场使该颗粒流偏向地磁极，从而导致带电颗粒与地球上层大气发生化学反应，由些产生的电流照亮黑空，在南极地区形成著名的南极光。其英文名字为“Aruora Australis”。在北极地区同样可看到这一现象，一般称之为北极光，其英文名字为“Aurora Borealis”。
太阳风作用于地球上层大气的稀薄气体，其产生的光与不同的气体相对应，在空中显出黄绿色、蓝色和红色等。 科学家已经了解到，地球磁场并不是对称的。在太阳风的吹动下，它已经变成某种“流线型”。就是说朝向太阳一面的磁力线被大大压缩，相反方向却拉出一条长长的，形似慧尾的地球磁尾。磁尾的长度至少有1，000个地球半径长。由于与日地空间行星际磁场的偶合作用，变形的地球磁场的两极外各形成一个狭窄的、磁场强度很弱的极尖区。因为等离子体具“冻结”磁力线特性，所以，太阳风粒子不能穿越地球磁场，而只能通过极尖区进入地球磁尾。当太阳活动发生剧烈变化时(如耀斑爆发)，常引起地球磁层亚暴。于是这些带电粒子被加速，并沿磁力线运动。从极区向地球注入，这些带电粒子撞击高层大气中的气体分子和原子，使后者被激发——退激而发光。不同的分子，原子发生不同颜色的光，这些单色光混合在一起，就形成多姿多彩的极光。 事实上，人们看到的极光，主要是带电粒子流中的电子造成的。而且，极光的颜色和强度也取决于沉降粒子的能量和数量。用一个形象比喻，可以说极光活动就像磁层活动的实况电视画面。沉降粒子为电视机的电子束，地球大气为电视屏幕。地球磁场为电子束导向磁场。科学家从这个天然大电视中得到磁层以及日地空间电磁活动的大量信息。例如，通过极光谱分析可以了解沉降粒子束来源，粒子种类，能量大小，地球磁尾的结构，地球磁场与行星磁场的相互作用，以及太阳扰乱对地球的影响方式与程度等。
极光有时被称为北极光或南极光，其实他们本质上是一回事，只不过在北极出现的极光被称为北极光，在南极出现的极光被称为南极光。我国的黑龙江省和新疆维吾尔自治区都曾经出现过极光，只是非常难得一见，甚至比海市蜃楼还不容易看到，但在南北极的高纬度地区，极光出现则是司空见惯的事。极光是天空中一种奇特的自然光，是人们能用肉眼看得见的唯一的超高层大气物理现象。在南、北极的高空，大多位于100公里以上，在漫长的极夜或极昼时，常会出现鲜艳的极光。
用来形容极光的词很多，但无论用哪一个都难以表达出极光的神奇和美妙。极光是令人神往的自然奇观，是南极和北极最为瑰丽的景色。在南极的漫漫长夜，有时几乎整个天空都是一幅南极光的美妙景象，极光时而像高耸在头顶上的美丽的圆柱，突然变成一幅拉开的帐幕，以后，又迅速卷成螺旋的条带；有时，极光就想传说中天女手中慢舞的长长的彩色飘带，有时变化迅猛，形状转瞬即逝，有时又象天边一缕淡淡的烟霭，久久不动；有时似漫天光箭从天而降，几乎举手可触，有时又象原子弹爆炸后的蘑菇云腾空而起，令人望而生畏。当然，这一切都发生在距离地面100千米以上的大气层里。这在南极的种种景象中，再没有比这更壮丽的了。”
五彩缤纷、变幻莫测的极光给在南极洲越冬的科学家们带来了无穷的乐趣，也减低了漫长冬季给人们心理上带来的压抑。极光的亮度有强有弱，强极光的亮度可以把考察站建筑物的轮廓照亮，甚至照出物体影子。
极光的形成如同日常所见到的氖气灯管一样，灯管中稀薄的气体受到带电粒子的强烈碰撞因而发光，而极光就是高空大气中的一种发光过程。具体地说，极光是太阳放射出大量的质子和电子等带电微粒，这些微粒以高速度射进地球外围的高空大气层里，同大气层中的稀薄气体中的原子和分子进行剧烈地碰撞，而激发出来的光。极光出现的高度一般在离地面100千米到500千米的高空，实际上在那里的空气是十分稀薄的，只有人造卫星可以在这一高度经过。
那么，为什么极光只在地球的南、北极地区频繁出现呢?人们知道，地球本身就像一个巨大的吸铁石，它两端的磁极，也就是地球磁场的磁南极、磁北极分别在南、北极地区。当太阳放射出来的大量带电微粒射向地球时，受到地球南、北磁极的吸引，纷纷向南、北极地区涌入，所以，极光就集中出现于南、北极地区。 太阳是一个庞大而炽热的气体球，在它的内部和表面进行着各种化学元素的核反应，产生了强大的带电微粒流，并从太阳发射出来，用极大的速度射向周围的空间。当这种带电微粒流射入地球外围那稀薄的高空大大气层时，就与稀薄气体的分子猛烈地冲击起来，于是产生了发光现象，这就是极光。
极光，常常出现于纬度靠近地磁极地区上空大气中的彩色发光现象。一般是带状、孤状、幕状或放射状。这些形状有时稳定有时作连续性变化。极光是来自太阳活动区的带电高能粒子（可达10千电子伏）流使高层大气分子或原子激发或电离而产生的。由于地磁场的作用，这些高能粒子转向极区，故极光常见于高磁纬地区。在大约离磁极25°-30°的范围内常出现极光，这个区域称为极光区。在地磁纬度60°-45°之间的区域称为弱极光区，地磁纬度低于45°的区域称为微极光区。极光的下边界的高度，离地面不到100公里，极大发光处的高度为110公里左右，正常的最高边界为300公里左右，在极端情况下可达1，000公里以上。根据近些年来关于极光分布情况的研究，极光区的形状不是以地磁极为中心的圆环形，而是更象卵形。极光的光谱线范围约为3100-6700埃。其中最重要的谱线是5577埃的原子氧绿线称极光绿线。极光的出现同磁暴、地冕、太阳风和宇宙线有关，因而也同太阳活动有关。早在二千多年前，中国就开始观测极光，此后有丰富的极光记录。
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时间：2024-10-11 05:53
