地球极光现象
每当夜幕降临的时候,在地球高纬度地区经常可以看到天空中出现变化不定的光亮色彩,好像天上正在表演多彩的灯火晚会。
它们忽而是朦朦胧胧的微弱绿光;忽而是明亮的红色光弧充满了天空;有时又像激光舞台上的射线在晃动闪耀;有时又如光柱划破天空;忽然天空中飘动着一条明亮的光带,光带扶摇摆动,仿佛空中有位仙女正拿着巨大的彩绸轻歌曼舞;忽然一片呈黄白色光辉的巨大光幕自天空徐徐向下垂落,光幕慢慢地游动,一会儿折叠起来,一会儿又展开,像魔术师一样不断地变换着;有时会在天顶上闪现黎明的曙光,温柔的光辉弥漫着整个天空,给天空披上了一层淡淡的浅紫色轻纱,透过神秘的轻纱还可以看到星星在眨着眼睛。
瑰丽的极光现象是在高纬度地区夜空出现的离奇而美丽的自然现象,它是唯一能用肉眼看见的高空物理现象。现在,在我国最北的漠河地区就能看到极光。
色彩美丽的极光早就引起人们的注意,我国对极光有最丰富、最完整的历史记录。据史书记载,相传黄帝时代就有过“大电光绕北斗枢星”的描述,这可能就是属于极光现象。在我国史书中,多以天裂,天开,天开眼,赤气,赤白云气等称谓极光。在古罗马的神话中,人们把极光比作极地区域的神明。英文中源于拉丁语的奥罗拉(极光)一词,就是罗马神话中驱散星斗的曙光女神的名字。居住在北极圈内的爱斯基摩人把极光看作是引导驱者灵魂走向天堂的火炬,而芬兰的拉普人则说极光是捐驱沙场的亡灵,至今仍在空中浴血奋战
极光的下界高度为公里左右,上界高度在公里至公里,主要分布在南北地磁纬度65°—70°地区。这个地区又称极光带。但是低纬度地区在特定条件下有时也能看到极光。
目前普遍认为,极光是由太阳上喷发出的带电粒子(包括电子和质子)在地磁场磁力线的引导下进入地球高层大气并与那里的原子和分子相互作用产生的一种发光现象。地球磁层虽然对太阳风有屏蔽作用,但不是绝对的。
在磁层头部的闭合磁力线和磁尾开放磁力线的交界处,有一条狭长通道,称为极隙区。在这个区域内,磁场强度接近于零,属于Y形中性区,太阳风中的某些粒子可以从这个通道直达极区的极光高度,白天极光主要是进入这个区域的带电粒子引起的。
除极隙区外,在磁尾也存在着磁场强度几乎为零的区域。磁尾有一个中性片,它将由北半球进入地球的磁力线与南半球向外发出的磁力线分开。当太阳风状态改变引起中性片位形变化时,可能在磁尾储存能量或者爆发式地释放能量,从而产生磁层亚暴,亚暴时磁尾产生的高能粒子可以注入同步轨道形成环电流,也可以注入极区高层大气形成夜间极光。
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