什么是灿烂的极光

什么是灿烂的极光

地球有南北两极，在这两极附近地区的高空，常会有绚丽多彩的光辉在夜晚出现。这种光辉有时候像一条彩带，有时候像一团火焰，有时候像一张银幕。光辉总是那么轻盈，它一下子暗一下子亮，随着它闪烁的是或红或蓝、或绿或紫的光芒。南北两极是如此静寂，但是因为有了这种光辉便变得动人起来，这种光辉就是我们通常所说的极光。

大约在两千年前，人们就已经知道极光的存在，与极光联系的还有许多神话。在中世纪早期，有人认为极光是一些勇士，他们骑着马在天空奔驰。在北极地区，有人认为极光是神灵创造的，这些光是为最近死去的人点亮的，以便让他们找到归天之路。随着科技的进步，极光的奥秘已经逐渐揭示出来，现在人们都知道，极光实际上是太阳与大气层进行合作的表演。

美丽的极光是怎样产生的呢？原来是来自大气外的高能粒子对高层大气中的原子进行撞击的结果。太阳的活动有时候非常活跃，这时极光便会向中纬度地带延伸，例如美国的南纬40度到北纬40度都能看到极光。极光有许多形状，如帷幕状、弧状、带状和射线状等。极光发光均匀的时候表现为弧状，这是最稳定的外形，它能在几个小时内不产生变化。不过弧状极光并不多，大多数极光通常表现为其他形状，而且稍纵即逝。

太阳和大气层合作产生的极光

太阳为地球提供了能量，在这些能量中有光和热等，其中还有一种能量名为“太阳风”。太阳风在地球上空环绕地球以每秒400公里的速度流动，在流动中它不断撞击地球磁场，磁场使太阳风偏向地磁极，由于太阳风实质上是带电颗粒，它便会与地球上层大气发生化学反应，极光就这样产生了。极光发生在南极地区，便是南极光。极光发生在北极地区，便是北极光。

地球上空90～130千米处是极光的多发区，当然有些极光比这个高度还要高。1959年发生了一次极光，根据测量得知这次极光的高度是160千米，宽度超过4800千米。城市灯光和高层建筑会对我们看极光造成阻碍，因而在乡间的空旷地区才能观察到最佳的极光景象。加拿大的丘吉尔城是一个观看极光的好地方，那里一年中有300个夜晚能见到极光。在美国的佛罗里达州，一年平均只能见到4次极光。我国观看极光最好的地方是最北端的漠河。

我国最北端的漠河

18世纪中叶，瑞典地球物理观象台的科学家有一个新发现，他们发现当观象台观测到极光时，地面上的罗盘指针会出现方向变化，这个变化的范围达到1度，伦敦地磁台也有同样的发现。科学家们认为，这种现象的产生是因为极光与地磁场相关，太阳风与地球磁场共同制造了极光。

太阳会喷射出带电粒子，这种带电粒子就是太阳风。当太阳风吹到地球上空，地球磁场会对它产生影响。地球磁场就像两个漏斗，地球的南北极的上端就是漏斗的尖端，因此太阳风沿着地球磁场这个漏斗沉降下来，进入地球的两极地区。两极的高层大气与太阳风接触后会产生耀眼的光芒，这就是人们眼中的极光。由于高层大气的成分不同，而不同的气体与太阳风接触后会发出不同的颜色，比如氧在激发后的颜色是绿光和红光，氮在激发后的颜色是紫色，氩在激发后的颜色是蓝色，因而极光便显得绚丽多彩。

经过科学家的测量和研究，我们知道地球磁场并不是对称的。尤其是在受到外力的影响下，地球磁场变得更加不对称，它有时候甚至变成流线型。受到太阳风的影响，地球磁场面对太阳的磁力线被大大压缩，背对太阳的磁力线则变得很长，就好像是地球磁场长了尾巴一样。磁尾非常长，它的长度达到了1000个地球的半径长。

太阳内部会发生剧烈的变化，这时地球磁层亚暴就会形成。于是太阳风的速度便被加快，这些带电粒子沿着磁力线运动。太阳风从南北两极注入地球，它们撞击着高层大气中的气体分子和原子，让气体分子和原子发出耀眼的光芒。不同的分子和原子发生的光的颜色不同，这些单色光混合在一起，就形成绚丽多彩的极光，这些极光还有强度的不同。

太阳风，太阳创造的一种能量

如果想对极光有个深入的了解，我们可以看下面一个形象的比喻。极光与电视相似，电视机的电子束是沉降粒子，电视屏幕是地球大气，电子束导向磁场是地球磁场。科学家通过对极光这个天然大电视的观察，发现了许多磁层与电磁活动的大量信息。科学家们通过对极光的颜色分析，了解了沉降粒子束来源、粒子种类、能量大小、地球磁尾的结构、地球磁场和行星磁场的相互作用、太阳扰乱对地球的影响方式和程度等。

没有太阳便没有极光，太阳是极光出现的前提。因此每逢到了太阳活跃的年头，就可以看到非常壮观的极光。纬度较低的地区在以往是看不到极光的，但是到了这一年也能看到极光。2000年4月6日晚，欧洲和美洲大陆的北部出现了非常壮观的极光，这让当地人大饱眼福。地球北半球一般看不到极光，但是在美国南部的佛罗里达州和德国的中南部都出现了极光，这真是难得一见的奇景。