导语:见过极光的朋友发现,极光的颜色大部分是绿色,这是因为空气中氧的受激辐射是以绿光为主 。那么,极光是一种大气什么现象?极光产生原因有哪些?一起来看看 。
极光是一种大气什么现象
极光是一种大气光学现象 。当太阳黑子、耀斑活动剧烈时,太阳发出大量强烈的带电粒子流,沿着地磁场的磁力线向南北两极移动,它以极快的速度进入地球大气的上层,其能量相当于几万或几十万颗氢弹爆炸的威力 。由于带电粒子速度很快,碰撞空气中的原子时,原子外层的电子便获得能量 。当这些电子获得的能量释放出来,便会辐射出一种可见的光束,这种迷人的色彩就是极光 。
在瑞典、挪威、前苏联和加拿大北部,一年可以看到100次左右的极光,出现的时间大多在春季和秋季 。在加拿大北部的赫德森湾地区,每年见到的极光多达240次左右 。我国最北部的黑龙江省漠河地区,人们常常可以看到五彩斑斓北极光 。
极光产生原因
从太阳上喷发出来的大量带电粒子,以每秒几百公里的速度吹向行星际空间,形成太阳风 。到达地球附近的粒子不断撞击地球磁场,并环绕地球流动 。在太阳风的吹动下,地球磁场不再是对称的,已经变成某种“流线型” 。
由于与行星际磁场的相互作用,变形的地球磁场的两极外各形成一个磁力线集中的“漏斗区” 。当磁层出现扰动时,磁尾的带电粒子被加速,沿磁力线运动,如流水般顺着漏斗边缘倒入“漏斗区”,并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,于是便产生了这种美丽的光芒 。
当太阳风暴发生时,磁层扰动变得剧烈起来,发生地磁暴 。这时,就会激发出更多种颜色的单色光 。这些光混合在一起,便出现了五颜六色、奇异壮观的极光,就像五彩的霓虹灯一样 。
用一个形象的比喻,可以说极光活动就像地球磁层活动的实况电视画面 。地球磁层是一个巨大无比的电视机显像管,将进入高空大气的太阳风粒子流汇聚成束,聚焦到地球的两极地区 。沉降粒子为电视机的电子束,地球磁场为电子束导向磁场,地球极区大气为荧光屏,极光则是电视屏幕上移动的图像,住在南北两极地区的人们每天都可以收看到这天然的巨幅电视 。
梦幻般的极光是否会产生可辨别的声音?
由于太阳粒子与地球大气层中的气体分子相互作用,极光通常出现在地球两极附近,那里的磁场最强 。然而,鲜少有人报告极光发出声音,因此极光发出声音这件事历来被科学家所否定 。
但是,2016年芬兰的一项研究声称,证实了北极光确实产生了人耳可听到的声音 。参与该研究的一名研究人员的录音甚至声称捕捉到了离地面70米高的极光发出的声音 。
然而,这种声音背后的机制仍然有些神秘 。科学家最近的研究回顾了历史上关于极光声音的多个报告,以调查这种难以捉摸的现象,从而确定报告的声音是否是客观、虚幻或想象的 。
在20世纪的前几十年,极光是一个特别激烈的争论主题,当时来自北纬地区的研究员报告说,声音有时伴会随着极光发出 。有目击者说,在北极光出现期间,有一种安静的、几乎无法察觉的噼啪声、嗖嗖声或呼啸声 。然而,科学界却不太相信,特别是考虑到很少有西方探险家说自己听到过这些声音 。
随后,在1932年期间记录的结果发现,极光最常发生在地球上空100公里处,而极少发生在80公里以下 。这表明,极光发出的可辨别声音是不可能传到地球表面的 。
鉴于这些发现,知名的物理学家和气象学家仍然持怀疑态度,认为极光的声音和高度极低的极光是民间故事或幻觉 。
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