极光是怎么引起的呢?
发布网友
发布时间：2022-05-05 04:13
共1个回答
热心网友
时间：2022-06-29 06:52
几年前的《北京晚报》上，刊载了一位中国人到北极圈观测和拍摄极光的亲身经历，描述生动具体，节录如下：
……北极区的冬夜是十分寒冷的，在山坡小松林里，我一个人在等待极光，支在雪地里的照相机架已结满白霜。晚上8点过后，突然在北方的天空出现一抹淡淡的白色光带，离我很远，几分钟后，它慢慢地消失了。一会儿，在方才出现光带的附近，又出现一抹光带，也是东西走向，在开始出现的一头有个亮边，似乎在变化，变亮。粗看整个光带像中国书法那漫不经心的一抹，头重尾轻。细看光带中间有发亮的竖纹，在慢慢移动，也是几分钟左右开始变暗。这两次极光像是一段序曲，似乎告诉站在雪地里的人不要离开，精彩的演出马上就要开始。没有想到它的到来是那么惊心动魄。突然，几乎就在头顶上，一片宏大的光幕垂了下来，强烈的黄白色的光把地面灌木丛的影子都显出来了。想象中从来没有见过这样的景色，霎时山坡的森林，地面的楼房，都显得渺小了。它横贯半个天空，看它远处一端，好像直落地面。这个带状的巨大光幕在慢慢地游动，一些细小的光束又在整个光带内扭动、弯曲和飘移。大光带一边运动，一边改变容貌，一会儿折叠起来，一会儿又展开，再一会儿分成了两束。一束由一条像游龙似的光带变成垂满半个天空的卷曲的幕布，幕布下部边缘还像镶了一个亮边。在10分钟内整个演出可以由左半个天空移到右半侧，但是无论怎样变化，它连成一体并不破裂。整个过程历时约20分钟。随后它慢慢变淡、消失，最后在夜空留下谈得几乎看不出来的一片白色的残迹……
在高纬度的地球两极附近地区，比如欧洲北部的挪威、瑞典等国家，一年之中能见到极光几十次，见多不怪。在中纬度的我国东北、内蒙、新疆一带，有时偶尔也出现极光，这往往引起人们的恐慌与议论。
那么，极光到底是怎么引起的呢？
这还得从太阳说起。
我们的太阳是一个庞大而炽热的气体球，它的表面温度在6000℃以上，中心温度高达155万℃以上。太阳的内部进行着像氢弹爆炸那样的热核反应，经常处在激烈的活动中。组成太阳的物质元素在发生热核反应的过程中，释放出大量的光能和热能，同时也产生强大的带电粒子流，并从太阳向四面八方发射出来，以大约每秒400千米的极大的速度喷向宇宙空间。太阳内部活动特别激烈的时候，太阳表面能激起很高很高的旋涡，远远看去，太阳上出现了点点黑影，人们叫它太阳黑子。出现太阳黑子或者太阳黑子特别多的日子，这种带电粒子流会大量产生。当这些带电粒子流的一部分射进地球外围稀薄的高空大气层时，大气中的氧、氮、氢、氖、氦等气体分子或原子受到来自太阳的带电粒子流的冲击和激发，就发出不同颜色的光，于是出现了极光。
气体原子受冲击而发光是怎么一回事儿呢？原来，任何化学元素的原子都由一个原子核和核外若干电子组成。比如氧原子，它的原子核外有8个电子，它们各自按本身能量大小都占据一条“许可”的轨道绕原子核旋转。轨道高原子核的远近各不相同，有的轨道上还不一定有电子，是空着的。在受到外力影响的时候，比如受到来自太阳的带电粒子流的冲击，氧原子的内层轨道上的电子得到能量后会自动跳向外层轨道。但是这种跳向外层轨道的电子很不稳定，很快就会跳回内层原来的轨道上去，同时以光子的形式把刚得到的能量又释放了出来，于是人们见到了光。
由于高空各种气体受到来自太阳的带电粒子流冲击而发出的光波频率各不相同，这种不同频率的光波射入人们的眼睛，视觉上就产生不同的颜色。极光中的绿色光是高空氧原子受冲击而生成的，极光中的红色光是高空氮原子受冲击而生成的，极光中的*光是高空钠原子受冲击而生成的。所以从极光的光谱中，反过来也可以了解地球外层的高空大气中到底存在哪些化学元素。
那么，为什么极光大多出现在地球上高纬度的南、北两极附近，为什么有时候就不限于两极地区，别的地方也会出现呢？
极光出现在地球北极附近上空的叫北极光，出现在地球南极附近上空的叫南极光。极光一般出现在离地面80千米到1000千米以上的空气十分稀薄的高空大气层内。
极光之所以一般出现在地球的南、北极附近上空，是有一定原因的。这又跟地球本身有关。我们的地球可以看做是一块大磁石，跟其他磁体一样，地球周围存在磁场，也有磁北极和磁南极，它们分别在地理上的北极和南极附近。指南针所以能够指示南、北方向，也正是因为地球周围空间存在磁场，地球上实际存在磁北极和磁南极的缘故。跟一切磁体一样，比如一根磁棒，磁性最强的部位在磁体的两端，在两个磁极处，地球的北磁极和南磁极磁性也很强。从太阳喷射出来的带电粒子是带有正、负电荷的，在射向地球的过程中，因为受地球磁场的影响，受地球南、北磁极的吸引，带电粒子按正、负电荷不同分别偏向南磁极和北磁极，奔向地球南、北磁极上空，那儿高空的稀薄气体受大量带电粒子流的冲击而出现极光。所以地球上南、北两极出现极光的机会最多。
极光的形状多样并不断变幻，也跟地球磁场有关。极光的忽隐忽现和扭曲摆动，是由于地球磁场受太阳内部激烈活动影响而在方向和磁力大小上发生变动的缘故。
在地球南、北极附近地区，也不是天天能见到极光的，只有在太阳内部活动特别激烈的日子，特别是出现太阳黑子的日子，在大量产生带电粒子流的时候，才出现极光。那儿一年里出现极光次数的多少也每年不一样。因为太阳黑子由多到少、再由少到多的变化是有周期性的，它的平均周期大约是11年多一点儿。1947年曾经是太阳黑子最多的一年，所以2002年前后又将是太阳黑子较多的年头，出现极光的次数也会增多。
我在前面说了，在我国的有些地区，也看到过北极光。比如1957年3月2日夜，我国黑龙江省漠河地区和呼玛县、新疆北部阿勒泰地区，人们都看到了罕见的北极光。
1982年6月18日晚10时10分前后，在内蒙化德等几个县和河北省北部的隆化等几个县，人们都看到了耀眼的白色弧形的北极光，历时20分钟左右。
特别强大的极光有时候在中、低纬度地区也能看到，比如1859年9月1日在低纬度的夏威夷群岛人们看到过极光，1872年2月4日在低纬度的印度孟买也曾出现过极光。这是因为特别大量的带电粒子流射入大气层时，会形成大气里的附加电流，从而产生磁场。这个附加电流所产生的磁场会扰乱地磁场，影响地磁场的方向，在这种情况下极光就不仅发生在地球的两极附近，在中、低纬度地区也会出现。当然，这种机会是极少极少的。
其实极光不仅发生在夜里，白天也能产生，只不过由于白天太阳光很强，极光被太阳光湮没了，人们看不见罢了。
