极光的形成原理

2014年11月03日 加拿大旅游



極光發現的歷史很早,《河图稽命征》上说:“附宝(黄帝之母)见大电光绕北斗权星,照耀郊野,感而孕二十五月,而生黄帝轩辕于青邱。”這很可能是指極光。部份中國學者認為《山海經·大荒北經》中的燭龍是指極光,古人形容為“人面蛇身,赤色,身長千里,鐘山之神也。”。

1619年,伽利略以曙光女神奧羅拉(Aurora)之名创造出aurora borealis一词。伽利略解釋極光是由反射從地球上上升蒸氣的太陽光。

極光最易出現的時期是春分和秋分兩個節氣來臨之前,且春秋兩季出現頻率更甚夏冬。但2007年美国国家航空航天局「THEMIS」任務的資料顯示,在春分和秋分兩節氣時地球位置與「磁索」交錯最甚,而非因四季交替影響才有此結果。另外,在太阳黑子多的时候,极光出现的频率也大。


根據美国国家航空航天局「瑟宓斯衛星任務」(2007/12,Themis mission)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,以燦爛眩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撞破,分別發出紅色和綠色光。

這項研究是由美國加州大學洛杉磯分校的安吉羅波洛斯主持,其研究結果已於2007年12月9日在「美國地球物理聯合會」的學術會議中發表。

瑟密斯衛星任務的5個人造衛星群2007年2月成功發射升空,3月在阿拉斯加和加拿大上空偵測到北極光出現兩小時,同一時間衛星也偵測到帶電粒子流接觸到北極磁場。而讓安吉羅波洛斯驚訝的是,帶電粒子和磁場接觸形成的地磁風暴以每分鐘650公里的速度掠過空中,威力相當於芮氏規模5.5的地震。

科學家早就懷疑,北極光的能源來自帶電粒子與北極磁場接觸產生的扭曲磁場,但這個理論一直到2010年5月才獲得證實,當時瑟密斯任務的衛星群從地球上空6萬多公里首度測到扭曲磁場的結構。

极光是地球周围的一种大规模放电的过程。来自太阳的带电粒子到达地球附近,地球磁场迫使其中一部分沿着磁場线(Field line)集中到南北两极。当他们进入极地的高层大气时,与大气中的原子和分子碰撞并激发,产生光芒,形成极光。

哪里是观察极光的最佳地点?

位于地球的两极的环状磁场被称作极光椭圆环。在椭圆形极光环下的区域是看极光最常见的最佳场所。

坐落在北半球的椭圆形极光环下边的城市的包括:

一、加拿大的耶洛奈夫;

二、美国阿拉斯加州的费尔班克斯;

三、挪威的拉普兰;

在这些地方,耶洛奈夫具有最小地理障碍物,如山脉;以及良好的气象条件,在冬季晴朗的天气大大提高了观察到极光的概率。


看极光的最佳时间?


极光出现全年。冬季出现的极光强度最大,但是你也可以在夏天观察到极光。然而,在夏天的北半球高纬度地方存在着极昼现象,即使在夏天的深夜太阳落下的时间很短,所以在夏天基本看不见极光现象。此外,秋季和春季,天气相当不稳定,有晴朗的天空比例较低。

因此,我们确定了最佳观赏季节是从八月中旬到九月底和十一月中旬至4月中旬。

在耶洛奈夫,一年中可以看到极光约240天,当没有障碍物,如厚重的云层,他们几乎总是出现。极光村已经计算出每个季节,谁参加观赏极光连续3天的客户有过看到极光的95%的机会。

虽然有些人可能会担心,满月是一个问题,只有微弱的极光可以被月亮的光被遮挡。但在耶洛奈夫的出现的极光的频率和强度足够强大,在皎洁的夜晚仍然有很好的观赏效果。总体上,在极光之旅参加时候,人们并不需要担心的月亮。


极光有哪些类型?


极光的颜色范围从最普通的白色,绿色,粉红色来,便到了罕见的红色,蓝色等。红色是难以识别用肉眼和深红的颜色是如此不同寻常,许多人谁住在北方从来没有见过它。它有各种形状:窗帘,荷叶边,蝴蝶结,乐队,漩涡,电晕,但也有绝不相同的颜色和形状两极光。最后,还有极光分手自带惊人的速度,使夜空舞真棒美。然而,快速的移动,多彩极光通常可以持续10分钟左右的时间很短。


在耶洛奈夫,所有的工作人员都配备了短波无线电台,以持续监控和沟通的极光的条件,使客人不会错过的极光展示。

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