極光有什么特征
極光有什么特征
南極光是出現(xiàn)在南半球的極光，極光是出現(xiàn)于星球極地的高磁緯地區(qū)上空的一種絢麗多彩的發(fā)光現(xiàn)象。形成南極光會(huì)出現(xiàn)什么征兆呢?下面就讓學(xué)習(xí)啦小編來(lái)給你科普一下南極光形成的征兆。
南極光形成的征兆
能看到極光的地方：挪威、瑞典、冰島、芬蘭、丹麥、格陵蘭、俄羅斯、阿拉斯加、加拿大、澳大利亞、新西蘭、智利、阿根廷、南非、南極。
夜空這些五顏六色的光在接近北極和南極的高緯度地區(qū)比較常見(jiàn)。晴朗的夏夜在遠(yuǎn)離城市燈光的低緯度地區(qū)，有時(shí)也可以看到極光。在加拿大和美國(guó)交界處每年都有許多夜晚可以看到北極光。北極光或南極光像禮花一樣迷人。極光的顏色從淺到深，從綠到紅，應(yīng)有盡有，它們有的像彩色紙帶，有的像煙花，有的像弓，有的像窗簾......
在地平線(xiàn)上的城市燈光和高層建筑可能會(huì)妨礙我們看光，所以最佳的極光景象要在鄉(xiāng)間空曠地區(qū)沒(méi)有樓房的地方才能觀察得到。在加拿大的丘吉爾城，一年在有300個(gè)夜晚能見(jiàn)到極光;而在羅里達(dá)州，一年平均只能見(jiàn)到4次左右。
大多數(shù)極光出現(xiàn)在地球上空90---130千米處。但有些極光要高得多。1959年，一次北極光所測(cè)得的高度是160千米，寬度超過(guò)4800千米。有些極光高度可達(dá)560-1000千米以上。
人們知道極光至少己有2000年了，并且極光一直是許多神話(huà)的主題。在中世紀(jì)早期，斯堪的納維亞的海盜相信，極光是騎馬奔馳越過(guò)天空的勇士。在北極地區(qū)，因紐特人認(rèn)為，極光是神靈為最近死去的人照亮歸天之路而創(chuàng)造出來(lái)的。
在美國(guó)阿拉斯加州弗爾班克斯上空，人們所見(jiàn)到的北極光呈多色彩的放射狀。
觀測(cè)極光的地點(diǎn)
大多數(shù)極光出現(xiàn)在地球上空90～130千米處。美國(guó)匹茲堡磁緯高，就比在北京看到極光的機(jī)會(huì)大多了。2004年11月7日晚，較強(qiáng)極光出現(xiàn)在匹茲堡。 肉眼能看出綠色，紅色。2003年11月20日傍晚，極光出現(xiàn)在匹茲堡南方地平線(xiàn)，一小時(shí)后消退。半夜時(shí)又出現(xiàn)在北方低空。2003年10月30日出在匹茲堡的極光，雖然是在光污染嚴(yán)重的市內(nèi)，但仍能看到紅色的光芒。但有些極光要高得多。1959年，一次北極光 所測(cè)得的高度是160千米，寬度超過(guò)4800千米。在地平線(xiàn)上的城市燈光和高層建筑可能會(huì)妨礙我們看光，所以最佳的極光景象要在鄉(xiāng)間空曠地區(qū)才能觀察得到。美國(guó)的費(fèi)爾班克斯一年有200多天能看到極光;而在佛羅里達(dá)州，一年平均只能見(jiàn)到4次左右。我國(guó)最北端的漠河，也是觀看極光的好地方。18世紀(jì)中葉，瑞典一家地球物理觀象臺(tái)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，當(dāng)該臺(tái)觀測(cè)到極光的時(shí)候，地面上的羅盤(pán)的指針會(huì)出現(xiàn)不規(guī)則的方向變化，變化范圍有1度之多。與此同時(shí)，倫敦的地磁臺(tái)也記錄到類(lèi)似的這種現(xiàn)象。由此他們認(rèn)為，極光的出現(xiàn)與地磁場(chǎng)的變化有關(guān)。原來(lái)，極光是太陽(yáng)風(fēng)與地球磁場(chǎng)相互作用的結(jié)果。太陽(yáng)風(fēng)是太陽(yáng)噴射出的帶電粒子，當(dāng)它吹到地球上空，會(huì)受到地球磁場(chǎng)的作用。高層大氣是由多種氣體組成的，不同元素的氣體受轟擊后所發(fā)出的光的前面色不一樣。例如氧被激后發(fā)出綠光和紅光，氮被激后發(fā)出紫色的光，氬激后發(fā)出藍(lán)色的光，因而極光就顯得絢麗多彩，變幻無(wú)窮。
科學(xué)家已經(jīng)了解到，地球磁場(chǎng)并不是對(duì)稱(chēng)的。在太陽(yáng)風(fēng)的吹動(dòng)下，它已經(jīng)變成某種"流線(xiàn)型"。就是說(shuō)朝向太陽(yáng)一面的磁力線(xiàn)被大大壓縮，相反方向卻拉出一條長(zhǎng)長(zhǎng)的，形似彗尾的地球磁尾。磁尾的長(zhǎng)度至少有1,000個(gè)地球半徑長(zhǎng)。由于與日地空間行星際磁場(chǎng)的偶合作用，變形的地球磁場(chǎng)的兩極外各形成一個(gè)狹窄的、磁場(chǎng)強(qiáng)度很弱的極尖區(qū)。因?yàn)榈入x子體具"凍結(jié)"磁力線(xiàn)特性，所以，太陽(yáng)風(fēng)粒子不能穿越地球磁場(chǎng)，而只能通過(guò)極尖區(qū)進(jìn)入地球磁尾。當(dāng)太陽(yáng)活動(dòng)發(fā)生劇烈變化時(shí)(如耀斑爆發(fā))，常引起地球磁層亞暴。于是這些帶電粒子被加速，并沿磁力線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。從極區(qū)向地球注入，這些帶電粒子撞擊高層大氣中的氣體分子和原子，使后者被激發(fā)--退激而發(fā)光。不同的分子，原子發(fā)生不同顏色的光，這些單色光混合在一起，就形成多姿多彩的極光。事實(shí)上，人們看到的極光，主要是帶電粒子流中的電子造成的。而且，極光的顏色和強(qiáng)度也取決于沉降粒子的能量和數(shù)量。用一個(gè)形象比喻，可以說(shuō)極光活動(dòng)就像磁層活動(dòng)的實(shí)況電視畫(huà)面。沉降粒子為電視機(jī)的電子束，地球大氣為電視屏幕。地球磁場(chǎng)為電子束導(dǎo)向磁場(chǎng)。極光的形成與太陽(yáng)活動(dòng)息息相關(guān)。逢到太陽(yáng)活動(dòng)極大年，可以看到比平常年更為壯觀的極光景象。在許多以往看不到極光的緯度較低的地區(qū)，也能有幸看到極光。2000年4月6日晚，在歐洲和美洲大陸的北部，出現(xiàn)了極光景象。在地球北半球一般看不到極光的地區(qū)，甚至在美國(guó)南部的佛羅里達(dá)州和德國(guó)的中部及南部廣大地區(qū)也出現(xiàn)了極光。當(dāng)夜，紅、藍(lán)、綠相間的光線(xiàn)布滿(mǎn)夜空中，場(chǎng)面極為壯觀。雖然這是一件難得一遇的幸事，但在往日平淡的天空突然出現(xiàn)了絢麗的色彩，在許多地區(qū)還造成了恐慌。據(jù)德國(guó)波鴻天文觀象臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)卡明斯基說(shuō)，當(dāng)夜德國(guó)萊茵地區(qū)以北的警察局和天文觀象臺(tái)的電話(huà)不斷，有的人甚至懷疑又發(fā)生毒氣泄漏事件。這次極光現(xiàn)象被遠(yuǎn)在160公里高空的觀測(cè)太陽(yáng)的宇宙飛行器ACE發(fā)現(xiàn)，并發(fā)出了預(yù)告。在北京時(shí)間4月7日凌晨零時(shí)三十分，宇宙飛行器ACE發(fā)現(xiàn)一股攜帶著強(qiáng)大帶電粒子的太陽(yáng)風(fēng)從它旁邊掠過(guò)，而且該太陽(yáng)風(fēng)突然加速，速度從每秒375公里提高到每秒600公里，一小時(shí)后，這股太陽(yáng)風(fēng)到達(dá)地球大氣層外緣，為我們顯示了難得一見(jiàn)的造化神工。
極光的自然特征
極光之美
極光被視為自然界中最漂亮的奇觀之一。早在2000多年前，中國(guó)就開(kāi)始觀測(cè)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(wú)比，在自然界中還沒(méi)有哪種現(xiàn)象能與之媲美。任何彩筆都很難繪出那在嚴(yán)寒的兩極空氣中嬉戲無(wú)常、變幻莫測(cè)的炫目之光。 極光有時(shí)出現(xiàn)時(shí)間極短，猶如節(jié)日的焰火在空中閃現(xiàn)一下就消失得無(wú)影無(wú)蹤;有時(shí)卻可以在蒼穹之中輝映幾個(gè)小時(shí);有時(shí)像一條彩帶，有時(shí)像一團(tuán)火像一張五光十色的巨大銀幕，仿佛上映一場(chǎng)球幕電影，給人視覺(jué)上以美的享受。如果我們乘著宇宙飛船，越過(guò)地球的南北極上空，從遙遠(yuǎn)的太空向地球望去，會(huì)見(jiàn)到圍繞地球磁極存在一個(gè)閃閃發(fā)亮的光環(huán)，這個(gè)環(huán)就叫做極光卵。由于它們向太陽(yáng)的一邊有點(diǎn)被壓扁，而背太陽(yáng)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(shí)明時(shí)暗，時(shí)而向赤道方向伸展，時(shí)而又向極點(diǎn)方向收縮。處在午夜部分的光環(huán)顯得最寬最明亮。長(zhǎng)期觀測(cè)統(tǒng)計(jì)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(gè)環(huán)帶狀區(qū)域內(nèi)，分別稱(chēng)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(huì)發(fā)生極光活動(dòng)。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(jī)會(huì)反而要比緯度較低的極光區(qū)來(lái)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(shuō)壓根兒觀測(cè)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(jiàn)到，而且顯示出鮮艷的紅色。這類(lèi)極光往往與特大的太陽(yáng)耀斑暴發(fā)和強(qiáng)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(jiàn)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(shuō)，在世界上簡(jiǎn)直找不出兩個(gè)一模一樣的極光形體來(lái)，從科學(xué)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弧;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(xiàn)方向的射線(xiàn)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(jiàn)的銀河星云般的亮度，一直亮到滿(mǎn)月時(shí)的月亮亮度。在強(qiáng)極光出現(xiàn)時(shí)，地面上物體的輪廓都能被照見(jiàn)，甚至?xí)粘鑫矬w的影子來(lái)。最為動(dòng)人的當(dāng)然是極光運(yùn)動(dòng)所造成的瞬息萬(wàn)變的奇妙景象。我們形容事物變得快時(shí)常說(shuō)：“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(cè)，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(yùn)動(dòng)變化，是自然界這個(gè)魔術(shù)大師，以天空為舞臺(tái)上演的一出光的話(huà)劇，上下縱橫成百上千公里，甚至還存在近萬(wàn)公里長(zhǎng)的極光帶。這種宏偉壯觀的自然景象，好像沾了一點(diǎn)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(shuō)到底，其本色不外乎是紅、綠、紫、藍(lán)、白、黃，可是大自然這一超級(jí)畫(huà)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(wàn)花筒啦。根據(jù)不完全的統(tǒng)計(jì)，能分辨清楚的極光色調(diào)已達(dá)一百六十余種。極光這般多姿多彩，如此變化萬(wàn)千，又是在這樣遼闊無(wú)垠的穹窿中、漆黑寂靜的寒夜里和荒無(wú)人煙的極區(qū)，此情此景，此時(shí)此刻，面對(duì)五彩繽紛的極光圖形，親愛(ài)的讀者，你說(shuō)能不令人心醉，不叫人神往嗎?無(wú)怪乎在許許多多的極區(qū)探險(xiǎn)者和旅行家的筆記中，描寫(xiě)極光時(shí)往往顯得語(yǔ)竭詞窮，只好說(shuō)些“無(wú)法以言語(yǔ)形容”，“再也找不出合適的詞句加以描繪”之類(lèi)的話(huà)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(wú)力，可以說(shuō)，即使有生花妙筆也難述說(shuō)極光的神采、氣勢(shì)、秉性脾氣于萬(wàn)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(yáng)風(fēng)與地球磁場(chǎng)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(lái)，有關(guān)這種神秘的北極光聲音流傳著許多的傳說(shuō)，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(lái)源，終于首次在科學(xué)上得到了合理的解釋。
芬蘭阿爾托大學(xué)的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了北極光神秘聲音的來(lái)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(chǎng)干擾而產(chǎn)生的絢爛而變幻莫測(cè)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(lái)源，科學(xué)家們利用了三個(gè)互相獨(dú)立的麥克風(fēng)，在觀測(cè)點(diǎn)記錄下了北極光的聲音。接著，科學(xué)家們對(duì)這些聲音進(jìn)行對(duì)比分析，從而最終確定了北極光聲音的來(lái)源。當(dāng)北極光在觀測(cè)點(diǎn)出現(xiàn)的同時(shí)，芬蘭氣象研究所也同步測(cè)量到了伴隨北極光產(chǎn)生了地磁干擾。
阿爾托大學(xué)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(tīng)見(jiàn)一種伴隨極光自然產(chǎn)生的聲音。過(guò)去，我們認(rèn)為極光離我們太遠(yuǎn)，不可能會(huì)聽(tīng)到極光發(fā)出的聲音，這種推斷沒(méi)有錯(cuò)，但事實(shí)是，極光是由太陽(yáng)產(chǎn)生的能量粒子干擾地球磁場(chǎng)而產(chǎn)生的，它們?cè)诤苓h(yuǎn)的天邊，伴隨極光的聲音也是由類(lèi)似原因而產(chǎn)生，只不過(guò)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(gè)迷，這種聲音并不是每次都會(huì)伴隨極光而來(lái)。從被記錄下來(lái)的聲音來(lái)看，這種聲音聽(tīng)起來(lái)像是一種含混不清的爆裂聲，并往往只持續(xù)一小段時(shí)間。另外一些聽(tīng)到過(guò)極光聲音的人把這種聲音描述為一種噼啪聲，并且感覺(jué)聲音的距離很遠(yuǎn)。通過(guò)這些不同的描述，科學(xué)家們推測(cè)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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