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。形成南極光會出現(xiàn)什么征兆呢?下面就讓學習啦小編來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。晴朗的夏夜在遠離城市燈光的低緯度地區(qū)，有時也可以看到極光。在加拿大和美國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......
在地平線上的城市燈光和高層建筑可能會妨礙我們看光，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個夜晚能見到極光;而在羅里達州，一年平均只能見到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，一次北極光所測得的高度是160千米，寬度超過4800千米。有些極光高度可達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的主題。在中世紀早期，斯堪的納維亞的海盜相信，極光是騎馬奔馳越過天空的勇士。在北極地區(qū)，因紐特人認為，極光是神靈為最近死去的人照亮歸天之路而創(chuàng)造出來的。
在美國阿拉斯加州弗爾班克斯上空，人們所見到的北極光呈多色彩的放射狀。
觀測極光的地點
大多數(shù)極光出現(xiàn)在地球上空90～130千米處。美國匹茲堡磁緯高，就比在北京看到極光的機會大多了。2004年11月7日晚，較強極光出現(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，一小時后消退。半夜時又出現(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 所測得的高度是160千米，寬度超過4800千米。在地平線上的城市燈光和高層建筑可能會妨礙我們看光，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。美國的費爾班克斯一年有200多天能看到極光;而在佛羅里達州，一年平均只能見到4次左右。我國最北端的漠河，也是觀看極光的好地方。18世紀中葉，瑞典一家地球物理觀象臺的科學家發(fā)現(xiàn)，當該臺觀測到極光的時候，地面上的羅盤的指針會出現(xiàn)不規(guī)則的方向變化，變化范圍有1度之多。與此同時，倫敦的地磁臺也記錄到類似的這種現(xiàn)象。由此他們認為，極光的出現(xiàn)與地磁場的變化有關(guān)。原來，極光是太陽風與地球磁場相互作用的結(jié)果。太陽風是太陽噴射出的帶電粒子，當它吹到地球上空，會受到地球磁場的作用。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)出藍色的光，因而極光就顯得絢麗多彩，變幻無窮。
科學家已經(jīng)了解到，地球磁場并不是對稱的。在太陽風的吹動下，它已經(jīng)變成某種"流線型"。就是說朝向太陽一面的磁力線被大大壓縮，相反方向卻拉出一條長長的，形似彗尾的地球磁尾。磁尾的長度至少有1,000個地球半徑長。由于與日地空間行星際磁場的偶合作用，變形的地球磁場的兩極外各形成一個狹窄的、磁場強度很弱的極尖區(qū)。因為等離子體具"凍結(jié)"磁力線特性，所以，太陽風粒子不能穿越地球磁場，而只能通過極尖區(qū)進入地球磁尾。當太陽活動發(fā)生劇烈變化時(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，并沿磁力線運動。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，極光的顏色和強度也取決于沉降粒子的能量和數(shù)量。用一個形象比喻，可以說極光活動就像磁層活動的實況電視畫面。沉降粒子為電視機的電子束，地球大氣為電視屏幕。地球磁場為電子束導向磁場。極光的形成與太陽活動息息相關(guān)。逢到太陽活動極大年，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)，甚至在美國南部的佛羅里達州和德國的中部及南部廣大地區(qū)也出現(xiàn)了極光。當夜，紅、藍、綠相間的光線布滿夜空中，場面極為壯觀。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)德國波鴻天文觀象臺臺長卡明斯基說，當夜德國萊茵地區(qū)以北的警察局和天文觀象臺的電話不斷，有的人甚至懷疑又發(fā)生毒氣泄漏事件。這次極光現(xiàn)象被遠在160公里高空的觀測太陽的宇宙飛行器ACE發(fā)現(xiàn)，并發(fā)出了預告。在北京時間4月7日凌晨零時三十分，宇宙飛行器ACE發(fā)現(xiàn)一股攜帶著強大帶電粒子的太陽風從它旁邊掠過，而且該太陽風突然加速，速度從每秒375公里提高到每秒600公里，一小時后，這股太陽風到達地球大氣層外緣，為我們顯示了難得一見的造化神工。
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，中國就開始觀測極光，有著豐富的極光記錄。極光多種多樣，五彩繽紛，形狀不一，綺麗無比，在自然界中還沒有哪種現(xiàn)象能與之媲美。任何彩筆都很難繪出那在嚴寒的兩極空氣中嬉戲無常、變幻莫測的炫目之光。 極光有時出現(xiàn)時間極短，猶如節(jié)日的焰火在空中閃現(xiàn)一下就消失得無影無蹤;有時卻可以在蒼穹之中輝映幾個小時;有時像一條彩帶，有時像一團火像一張五光十色的巨大銀幕，仿佛上映一場球幕電影，給人視覺上以美的享受。如果我們乘著宇宙飛船，越過地球的南北極上空，從遙遠的太空向地球望去，會見到圍繞地球磁極存在一個閃閃發(fā)亮的光環(huán)，這個環(huán)就叫做極光卵。由于它們向太陽的一邊有點被壓扁，而背太陽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，時明時暗，時而向赤道方向伸展，時而又向極點方向收縮。處在午夜部分的光環(huán)顯得最寬最明亮。長期觀測統(tǒng)計結(jié)果表明，極光最經(jīng)常出現(xiàn)的地方是在南北磁緯度67度附近的兩個環(huán)帶狀區(qū)域內(nèi)，分別稱作南極光區(qū)和北極光區(qū)。在極光區(qū)內(nèi)差不多每天都會發(fā)生極光活動。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)的機會反而要比緯度較低的極光區(qū)來得少。在中低緯地區(qū)，尤其是近赤道區(qū)域，很少出現(xiàn)極光，但并不是說壓根兒觀測不到極光。1958年2月10日夜間的一次特大極光，在熱帶都能見到，而且顯示出鮮艷的紅色。這類極光往往與特大的太陽耀斑暴發(fā)和強烈的地磁暴有關(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，在世界上簡直找不出兩個一模一樣的極光形體來，從科學研究的角度，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;五是沿磁力線方向的射線狀的極光芒。
極光形體的亮度變化也是很大的，從剛剛能看得見的銀河星云般的亮度，一直亮到滿月時的月亮亮度。在強極光出現(xiàn)時，地面上物體的輪廓都能被照見，甚至會照出物體的影子來。最為動人的當然是極光運動所造成的瞬息萬變的奇妙景象。我們形容事物變得快時常說：“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，而這一切又往往發(fā)生在幾秒鐘或數(shù)分鐘之內(nèi)。極光的運動變化，是自然界這個魔術(shù)大師，以天空為舞臺上演的一出光的話劇，上下縱橫成百上千公里，甚至還存在近萬公里長的極光帶。這種宏偉壯觀的自然景象，好像沾了一點仙氣似的，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。說到底，其本色不外乎是紅、綠、紫、藍、白、黃，可是大自然這一超級畫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，一下子變成了萬花筒啦。根據(jù)不完全的統(tǒng)計，能分辨清楚的極光色調(diào)已達一百六十余種。極光這般多姿多彩，如此變化萬千，又是在這樣遼闊無垠的穹窿中、漆黑寂靜的寒夜里和荒無人煙的極區(qū)，此情此景，此時此刻，面對五彩繽紛的極光圖形，親愛的讀者，你說能不令人心醉，不叫人神往嗎?無怪乎在許許多多的極區(qū)探險者和旅行家的筆記中，描寫極光時往往顯得語竭詞窮，只好說些“無法以言語形容”，“再也找不出合適的詞句加以描繪”之類的話作為遁辭。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力，可以說，即使有生花妙筆也難述說極光的神采、氣勢、秉性脾氣于萬一。
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，是太陽風與地球磁場相互作用的結(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，有關(guān)這種神秘的北極光聲音流傳著許多的傳說，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源，終于首次在科學上得到了合理的解釋。
芬蘭阿爾托大學的科學家們發(fā)現(xiàn)了北極光神秘聲音的來源，這種聲音產(chǎn)生于距地面70米的空中。與此相比，由地球磁場干擾而產(chǎn)生的絢爛而變幻莫測的北極光，則是產(chǎn)生于距離地面120千米的高空。
為了找到聲音的來源，科學家們利用了三個互相獨立的麥克風，在觀測點記錄下了北極光的聲音。接著，科學家們對這些聲音進行對比分析，從而最終確定了北極光聲音的來源。當北極光在觀測點出現(xiàn)的同時，芬蘭氣象研究所也同步測量到了伴隨北極光產(chǎn)生了地磁干擾。
阿爾托大學的萊恩(Unto K. Laine)教授表示，“我們研究發(fā)現(xiàn)，在北極光出現(xiàn)期間，人們可以聽見一種伴隨極光自然產(chǎn)生的聲音。過去，我們認為極光離我們太遠，不可能會聽到極光發(fā)出的聲音，這種推斷沒有錯，但事實是，極光是由太陽產(chǎn)生的能量粒子干擾地球磁場而產(chǎn)生的，它們在很遠的天邊，伴隨極光的聲音也是由類似原因而產(chǎn)生，只不過產(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迷，這種聲音并不是每次都會伴隨極光而來。從被記錄下來的聲音來看，這種聲音聽起來像是一種含混不清的爆裂聲，并往往只持續(xù)一小段時間。另外一些聽到過極光聲音的人把這種聲音描述為一種噼啪聲，并且感覺聲音的距離很遠。通過這些不同的描述，科學家們推測北極光聲音產(chǎn)生的背后可能有著若干不同的原理。
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