美麗的極光

文|凹凹

美麗的極光

文|凹凹

極光被視為自然界最漂亮的奇觀之一，因此極光一直是許多神話的主題。隨著科技的進步，極光的奧秘也越來越為我們所知，原來，這美麗的景色是太陽與大氣層合作表演出來的作品——極光是發生在地球高磁緯地區高層大氣中的一種絢麗多彩的大規模發光放電現象。

兩千多年前，我國古人就開始觀測極光，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。極光有時出現時間極短，猶如節日的焰火，在空中閃現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，有時像一幅五光十色的巨大銀幕在上映電影，給人以美好的視覺享受。

極光的形成與分布

長期以來，極光的成因未能得到滿意的解釋。在相當長一段時間內，人們一直認為極光可能是由以下三種原因形成的。一種看法認為極光是地球外面燃起的大火，因為北極區臨近地球的邊緣，能看到這種大火。另一種看法認為，極光是紅日西沉以后，透射反照出來的輝光。還有一種看法認為，極地冰雪豐富，它們在白天吸收陽光，貯存起來，到夜晚釋放出來，便成了極光。總之，眾說紛紜，無一定論。直到20世紀60年代，科學家將地面觀測結果與衛星和火箭探測到的資料結合起來研究，才逐步形成了極光的物理性描述。

現在，人們認識到，極光一方面與地球高空大氣和地磁場的大規模相互作用有關，另一方面又與太陽噴發出來的高速帶電粒子流有關，這種粒子流通常稱為太陽風。由此可見，形成極光必不可少的條件是大氣、磁場和太陽風，缺一不可。

根據對于極光分布情況的研究，極光區的形狀不是以地磁極為中心的圓環狀，而是卵形。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亮的光環，這個環就叫作極光卵。由于它們向著太陽的一邊有點被壓扁，而背太陽的一邊卻稍稍被拉伸，因而呈現出卵一樣的形狀。極光卵處在連續不斷的變化之中，時明時暗，時而向赤道方向伸展，時而又向極點方向收縮。處在午夜時分的光環顯得最寬最明亮。長期觀測統計結果表明，極光最經常出現的地方是在南北磁緯度67°附近的兩個環帶狀區域內，分別稱作南極光區和北極光區。在極光區內，差不多每天都會發生極光活動。

極光不只出現在地球，太陽系內其他具有磁場的行星上也有極光。木星、土星這兩顆行星都有比地球更強的磁場（木星在赤道的磁場強度是4.3高斯，相比之下地球只有0.3高斯），而且兩者也都有強大的輻射帶。哈勃太空望遠鏡也很清楚地看見這兩顆行星的極光，更有科學家稱火星上也有極光！

極光的現象與分類

幾百年以來，極光一直是人們猜測和探索的天象之謎。13世紀時，人們認為那是格陵蘭冰原反射的光。到了17世紀，人們才稱它為北極光——北極曙光（在南極所見到的同樣的光稱為南極光）。

寒冷的極區，舉目瞭望夜空，常見到五光十色、千姿百態、形狀各異的極光。毫不夸張地說，世界上簡直找不出兩個一模一樣的極光形體來。

1890年，挪威物理學家柏克蘭認為，離地球1.5億千米的太陽幾乎連續不斷地向地球放射物質點。而離地球6.5萬千米以外有一層磁場將地球罩住。當太陽的質點直射這層磁場而被擋住時，它便向地球四周擴散，尋找鉆入的空隙，結果約有1%的質點鉆入北磁極附近的大氣層。每顆太陽質點含有等于1 000伏特的電力。它們在100千米外的高空大氣層中與原子和多半由氧和氮構成的分子相遇，原子吸收了太陽質點所含的一部分能量時，立即又將這能量釋放出來而產生極強的光，氧發出綠色和紅色的光，氮則發出紫、藍和一些深紅色的光。這些繽紛的色彩組成了綺麗壯觀的極光景象。

從科學研究的角度，人們將極光按其形態特征分成五種：一是底邊整齊微微彎曲的圓弧狀的極光弧，二是有彎扭褶皺的飄帶狀的極光帶，三是如云朵一般的片朵狀的極光片，四是如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。

按照極光觀測的電磁波波段，可分為光學極光、無線電極光等。

按照極光激發粒子類型，可分為電子極光、質子極光等。

按照極光發生區域，可分為極蓋極光、極光帶極光、中緯極光紅弧等。

3.演習前1 d:戰備等級轉換及物資轉運，按一級部署展開醫學中心基本指揮所，加強戰備值班。醫療隊接到命令后組織隊員快速集結，進行攜行物品器材裝載。到達碼頭，組織物資裝載上艦，接收艦編醫務人員和艦載醫療設備，明確各人員分工。

極光的能量與威力

根據美國國家航空航天局“瑟宓斯衛星任務”傳回的新數據，科學家發現太陽釋放的帶電粒子像一道氣流飛向地球，碰到北極上空磁場時又形成若干扭曲的磁場，帶電粒子的能量在瞬間釋放，以燦爛炫目的北極光形式呈現，而地球的極光主要只有紅、綠二色是因為在熱成層的氮氣和氧原子被電子碰撞，分別發出紅色和綠色光。讓人驚訝的是，帶電粒子和磁場接觸形成的地磁風暴以每分鐘650千米的速度掠過空中，威力相當于芮氏規模5.5級地震。

極光在地球大氣層中投下的能量，可與全世界各國發電廠所產生電容量的總和相比。這無比強大的能量常攪亂無線電和雷達信號。極光產生的強力電流，可影響微波傳播，使電路中的電流局部或完全“損失”，甚至使電力傳輸線受到嚴重干擾，使某些地區暫時失去電力供應。怎樣利用極光所產生的能量為人類造福，是當今科學界的一項重要使命。

極光的亮度與聲音

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。強極光出現時，地上物體的輪廓都能被照見，甚至會照出物體的影子。最為動人的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。”極光真是這樣，翻手為云，覆手為雨，變化莫測，這一切往往發生在幾秒鐘或數分鐘之內。極光的運動變化，是自然界這個魔術大師以天空為舞臺上演的一出光的話劇，上下縱橫成百上千千米，甚至還存在近萬千米長的極光帶。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，一下變成了萬花筒。

據不完全統計，能分辨清楚的極光色調已達一百六十余種。極光這般多姿多彩，如此變化萬千，又是在這樣遼闊無垠的蒼穹中、漆黑寂靜的寒夜里和荒無人煙的極區，此情此景，此時此刻，面對五彩繽紛的極光圖形，親愛的同學們，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“無法用言語形容”“再也找不出合適的詞句加以描繪”之類的話作為遁詞。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。

極光不僅是個光學現象，而且是個無線電現象，可以用雷達進行探測研究，它還會輻射出某些無線電波。極光不僅是科學研究的重要課題，它還直接影響到無線電通信，長電纜通信，以及長的管道和電力傳送線等許多實用工程項目。極光還可以影響到氣候，影響生物學過程。當然，極光也還有許許多多沒有解開的謎。

現代科學的發展，使人類能夠用理性的眼光看待極光，對它做出更多更科學的解釋。

知識鏈接

觀賞極光的小常識

一、最佳觀賞時間：每年2月、3月、10月的晚上6時至凌晨1時。

三、觀賞的必要條件：

1.室外溫度-10 ℃～-15 ℃。

2.天空晴朗無云。

3.避開滿月和有許多其他光源的地方。

四、注意事項：

1.出發前先上網查一下目的地這段時間極光是否強烈。

2.衣物必備：滑雪衫滑雪褲或者沖鋒衣沖鋒褲、抓絨帽或羽絨帽、防水抓絨厚手套、高筒或者中筒防水雪地靴、防風面罩或者口罩、抓絨圍巾、滑雪鏡、耳罩、暖水壺、暖寶寶、防潮墊等。

五、拍攝極光的必備工具：

單反相機、廣角鏡頭、三腳架、快門線、頭燈或者小手電、隨身小相機等。