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极光是怎么形成的?和太阳吹过来的“风”有关

创作时间:
作者:
@小白创作中心

极光是怎么形成的?和太阳吹过来的“风”有关

引用
澎湃
1.
https://m.thepaper.cn/newsDetail_forward_27445032

近期,在我国北方的很多地区,都出现了绚烂的红色极光。这种罕见的自然现象引发了人们的广泛关注。那么,极光究竟是怎么形成的?为什么有时候咱们看到的极光是红色的,而有时候看到的极光又是绿色的呢?

在冬季,格陵兰岛的夜晚十分漫长,但那里并不像你想象的那么黑暗,因为天空中常常会出现绚丽多彩的极光,这也是地球上最美丽的景色之一。

如果你讨厌黑漆漆的寒冷冬夜,那可千万不要在每年1月中旬去格陵兰岛的“肖拉帕卢克”(一个只有少数人居住的聚居地)。每年这个时候,当地的夜间气温可能低至−60℃,而且白天则要在两三个月之后才会到来。

“肖拉帕卢克”的意思是“小区域的沙滩”。但是在冬季,当地的沙滩会被白雪覆盖,就连海面都会结冰,而且冰层很坚硬,人们甚至能在上面滑雪橇。

不过,如果你不畏严寒,在此时来到肖拉帕卢克,或许能看到绚丽的极光。

在这里,冬日的长夜并不像你想象的那么黑暗。早晨,天空会出现几个小时的极光,夜晚亦是如此,而且天上的星星很明亮。

极光的出现与太阳活动和地球磁场有关系——在地球磁场的作用下,太阳喷射出的带电粒子流在南极和北极与高层大气中的原子、分子发生碰撞,从而产生了极光。

如果在地面观测,你会发现极光有不同的形态——有时候极光像帘幕一样,与地平线垂直,悬挂于天空;有时候极光又以一条或多条弧形光带的形式出现,大致与地平线平行;还有些时候极光是一束或多束光柱,向上延展,可以快速移动。



从太阳吹过来的“风”

极光的出现离不开来自太阳的带电粒子流。太阳的外层大气会持续不断向外射出粒子流,离开太阳后,这些带电粒子会向四面八方高速前进,犹如呼啸的风,因此被称为“太阳风”。

太阳风作用下的地球磁场(艺术想象图)

地球磁场犹如一个“保护罩”,可以阻挡大部分太阳风对地球的冲击,从而保护我们不受太阳风的伤害。但也会有少部分太阳风进入地球大气层,从而形成极光。

太阳是一个极度活跃的气团。太阳上发生耀斑(太阳大气中的小部分区域会突然变亮)和日冕物质抛射时,太阳风会增强。而且,这两种现象会干扰地球磁场,使更多的带电粒子进入两极地区的高层大气,而带电粒子越多,极光发生的次数就越多,规模也越大。

极光带

如果从太空俯视地球,你会看到南北两极各有1个环形的极光带,在这两个区域里,几乎每天都会产生极光。而极光带的中心距离南北磁极不到320千米。

当太阳活动剧烈时,极光带的范围会变大,向赤道靠近,使得生活在较低纬度地区的人们此时也能看到极光。

极光绚丽多彩,有红色、绿色、蓝色等多种颜色,其中绿色极光最常见,它们在空中与满天繁星交相辉映。

  • 绿色:绿色极光一般形成于 100 ~ 200 千米的高空中,主要由氧原子发出,波长为 557.7 纳米,是最常见的极光。

  • 红色:红色极光比较少见,主要由氧原子发出,波长为630纳米,常出现在200~400千米的高空,太阳活动剧烈时才能看到。

  • 蓝色:蓝色极光很少见,主要由氮原子发出,波长为428纳米,常出现在100千米以下的大气中,太阳活动剧烈时才能看到。

  • 紫色:紫色极光很少见,主要由氮原子发出,多出现在呈帘幕状的绿色极光的边缘处,只有在太阳活动剧烈时才能看到。

  • 黄色:黄色极光更加少见,它是由红色极光与绿色极光或红色极光与蓝色极光混合而形成的。类似的还有粉红色极光。

极光出现时,地球大气层犹如一盏巨大的霓虹灯,在短短几分钟之内就会受到100万千瓦的能量冲击,这些能量有时也会扰乱地球的无线电和雷达信号。

不过,极光离我们很远。产生北极光的大气层区域距离地面最高约480千米。而我们能看到的最亮的极光一般产生于100~110千米的高空,也就是处于大气层的电离层内,这比绝大多数飞机的巡航高度高10倍左右。

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