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极光

科普小知识2022-10-19 19:33:31
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简介

极光是一种多彩的发光现象,经常出现在地球磁极附近纬度以上的大气中。极光通常呈带状、弧形、幕状和放射状。这些形状有时稳定,有时不断变化。

极光的原理和极光的分布区域是由太阳活动区的带电高能粒子流(高达10,000电子伏特)激发或电离高层大气中的分子或原子而产生的。由于地磁场的影响,这些高能粒子转向极地,所以极光在高磁纬度地区很常见。

极光经常发生在离磁极约25 ~ 30的范围内,这个区域称为极光区。地磁纬度45到60之间的区域称为弱极光区,地磁纬度45以下的区域称为微极光区。极光下边界的高度离地面不到100公里,最大发光点的高度离地面约110公里,正常的最大边界离地面约300公里,在极端情况下,它可以达到1000多公里。根据对极光分布的研究,极光区的形状不是以地磁极为中心的圆环,而是椭圆形。极光的谱线范围约为3100 ~ 6700埃,其中最重要的谱线是5577埃的氧原子绿线,称为极光绿线。早在2000年前,中国就开始观测极光,拥有丰富的极光记录。

极光多种多样,色彩斑斓,形状各异,美得无与伦比。自然界中没有任何现象能与它们相比。任何一支彩色的笔都很难画出在冰冷的极地空气中变幻莫测的耀眼光芒。极光有时会出现很短的一段时间,就像节日里的烟花在空中闪烁,消失得无影无踪。有时它能在天空照耀几个小时。有时它看起来像一条丝带,有时它看起来像一团火焰,有时它看起来像一个巨大的彩色屏幕。它看起来像一部球幕电影,给人以美的视觉享受。

生产

极光出现在地球的高磁纬度地区,这是一种多彩的发光现象。地球极光是由地球磁层或太阳的高能带电粒子流(太阳风)激发(或电离)高层大气中的分子或原子而产生的。极光有三个条件:大气、磁场和高能带电粒子。这三个是不可或缺的。极光不仅出现在地球上,也出现在太阳系其他有磁场的行星上。

特征

极光被认为是自然界最美丽的奇迹之一。如果我们乘坐宇宙飞船,穿过地球南北两极的天空,从遥远的太空向地球望去,我们会看到地球磁极周围有一个闪亮的光环,叫做极光蛋。因为它们在稍微向太阳方向挤压的同时稍微向太阳方向伸展,所以它们呈现出蛋的形状。极光蛋不断变化,时而亮时而暗,时而向赤道延伸,时而向两极收缩。午夜的光环看起来最宽最亮。长期观测统计表明,极光最常出现在南北磁纬度67度左右的两个环形带,分别称为南极光带和北极光带。极光活动几乎每天都在极光区发生。在被极光卵包围的内部区域,通常被称为极冠区域,极光比低纬度地区更不容易出现。极光很少出现在中低纬度地区,尤其是赤道附近,但这并不意味着极光根本没有被观测到。1958年2月10日晚上,在热带地区看到了一个巨大的极光,并呈现出鲜红色。这种极光经常伴随着大规模的太阳耀斑爆发和强烈的地磁风暴。在寒冷的极地地区,人们仰望夜空,经常看到各种颜色和形状的极光。毫不夸张地说,世界上几乎没有两种完全相同的极光形式。从科学研究的角度来看,人们根据极光的形态特征将极光分为五种类型:一是弧形极光,底部边缘整齐且略呈弧形;第二个是带状极光带,有弯曲、扭曲和褶皱。第三是极光像云。第四个是像面纱一样的极光幕。第五种是沿着磁力线的射线状极端光。

极光的亮度也有很大的不同,从刚刚可见的银河星云般的亮度到满月时月亮的亮度。当强烈的极光出现时,可以看到地面上物体的轮廓,甚至可以反射物体的阴影。当然,最感人的是极光运动引起的快速变化的奇妙景象。当我们描述事情变得越来越快时,我们经常说:“眨眼之间,老母鸡就变成了鸭子。”极光真的是这样的,把一个人的手变成云,把一个人的手变成雨,这是不可预测的,所有这一切经常发生在几秒或几分钟内。《极光的运动与变化》是大自然的魔法大师上演的一出生动的戏剧,以天空为舞台,有数百公里上下,甚至近万公里的极光地带。这壮丽的自然景色,仿佛被一个小精灵所感动,十分神秘。令人惊奇的是极光的颜色,它不能用多种颜色来描述。最终,它的本来面目只不过是红、绿、紫、蓝、白、黄,但是大自然,一个超级画家,用高超的技术把光影瞬间变成了万花筒。据不完全统计,可以清楚地区分160多种极光音调。极光是如此的丰富多彩,也是如此的广阔无垠,黑暗而寂静的寒夜和荒凉的极地。这一幕,在这一刻,面对五彩缤纷的极光图形,亲爱的读者,你认为它是迷人的和迷人的吗?难怪在许多极地探险者和旅行者的笔记中,对极光的描述常常显得精疲力尽,所以我们不得不使用诸如“无法用语言描述”和“无法找到合适的词来描述”之类的词来逃避。是的,在极光面前,诸如美丽、宏伟和奇迹这样的普通词语是极其苍白无力的。可以说,即使有一支明亮的笔,也很难分辨极光的表情、气势和气质。神奇的声音

北极光是指经常出现在地球高纬度高层大气中的发光现象。这是太阳风和地球磁场相互作用的结果。北极光非常华丽美丽,而北极光伴随着神秘的声音。

长期以来,关于这种神秘的北极光声音有许多传说,这也使荒野中的人们感到恐惧和敬畏。

北极光发出的模糊裂纹的来源终于第一次被科学地解释了。

芬兰阿尔托大学的科学家发现了神秘的北极光声音的来源,这种声音产生于离地面70米的空气中。相比之下,由于地球磁场的干扰而产生的令人眼花缭乱且不可预测的北极光产生于离地面120公里的地方。

为了找到声音的来源,科学家们使用了三个独立的麦克风来记录观察点的北极光的声音。然后,科学家对这些声音进行了对比分析,最终确定了北极光的来源。当北极光出现在观测点时,芬兰气象研究所也同步测量了伴随北极光的地磁干扰。

奥尔托大学的多恩·凯恩教授说:“我们的研究发现,在北极光期间,人们可以听到伴随北极光的自然声音。过去,我们认为极光离我们太远,听不到极光的声音。这没有错,但事实是极光是由太阳干扰地球磁场产生的能量粒子产生的。他们在遥远的天空中。伴随极光的声音也是由类似的原因产生的,除了声音产生的地方离地面更近。

北极光神秘声音的具体原因仍然是个谜。这种声音并不是每次都伴随着极光。从记录的声音来看,这听起来像一种模糊的爆裂声,通常只持续很短的一段时间。其他听过极光的人把这种声音描述为爆裂声,并觉得声音很遥远。通过这些不同的描述,科学家推测北极光声音背后可能有几个不同的原理。