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极光:最奇妙的天象之谜

科普中国-科学原理一点通 2017-06-30

  极光多姿多彩,变化万千,任何彩笔都很难绘出那在严寒的两极空气中嬉戏无常、变幻莫测的炫目之光。

  在自然界中还没有哪种现象能与之媲美。极光有时出现时间极短,犹如节日的焰火,在空中闪现一下就消失得无影无踪;有时却可以在苍穹之中辉映几个小时;有时像一条彩带,有时像一团火焰,有时像一张五光十色的巨大银幕,仿佛上映一场球幕电影,给人视觉上极美的享受。

南纬的极光

  极光形成之谜

  长期以来,人们一直认为极光可能是由以下三种原因形成的:一种看法认为极光是红日西沉以后,透射反照出来的辉光。另一种看法认为,极光是地球外面燃起的大火,因为北极区临近地球的边缘,所以能看到这种大火。还有一种看法认为,极地冰雪丰富,它们在白天吸收阳光,贮存起来,到夜晚释放出来,便成了极光。直到20世纪60年代,科学家将地面观测结果与卫星和火箭探测到的资料结合起来研究,才逐步形成了极光的物理性描述。

  如今人们认识到,极光一方面与地球高空大气和地磁场的大规模相互作用有关,另一方面又与太阳喷发出来的高速带电粒子流有关,这种粒子流通常称为太阳风。由此可见,形成极光的条件是大气、磁场和太阳风,缺一不可。具备这三个条件的太阳系其他行星,如木星和水星,它们的周围也会产生极光,这已被实际观察的事实所证明。

  在哪儿可以看到极光现象

  极光通常出现于星球的高磁纬地区上空,是一种绚丽多彩的发光现象,一般呈带状、弧状、幕状或放射状。地球的极光是来自地球磁层或太阳的高能带电粒子流(太阳风)使高层大气分子或原子激发(或电离)而产生。在南极发生的极光叫南极光,在北极发生的极光叫北极光。我国处于北半球,所以只能看到北极光。极光不只在地球上出现,太阳系内的其他一些具有磁场的行星上也有极光。

北极光

  极光的奇妙作用

  极光不仅是光学现象,也是无线电现象,可以用雷达进行探测研究,它还会辐射出某些无线电波。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。极光不仅是科学研究的重要课题,它还直接影响到无线电通信、长电缆通信,以及长的管道和电力传送线等许多实用工程项目。极光还可以影响到气候,影响生物学过程。当然,极光也还有许许多多没有解开的谜。

责任编辑:xujinghui

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