冰岛是一个著名的旅游国家。每年都有大量的人去冰岛旅游。大多数人去冰岛享受极光。冰岛极光非常漂亮。你知道极光形成的原因吗?
那是1950年的一个晚上,浅红色和浅绿色的光弧在北方的夜空中闪耀,所有在那天晚上看到北极光的人都能回忆起当时的盛况。它有时像在空中跳舞的丝带,有时像在空中燃烧的火焰,有时像悬挂在地平线上的巨大伞。它是丰富多彩的,不断改变自己的颜色,红色,蓝色,绿色,紫色,所以轻轻漂浮在夜空中几个小时。
中国黑龙江漠河、呼玛等地也出现了这一美丽奇景。1957年3月2日晚上7点左右,一团灿烂的红霞突然升起,瞬间变成弧形光带,在夜空中停留了45分钟。同年,中国北纬40度以北的广大地区也出现了同样的现象。事实上,北极光是一种非常罕见的自然现象。1960年,俄罗斯列宁格勒也出现了罕见的北极光。那天晚上,北极光异常强烈,光弧发出白、红、绿的光辉,升到高空,越来越耀眼,直达千里。
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当极光第一次出现在夜空中时,人们首先看到一个中等亮度的均匀光弧以直线或稍微弯曲的形状穿过天空(几百公里,甚至几公里,宽超过10公里或几十公里)。光弧的上端通常离地面约950公里,而下端离地面约100公里。它每秒来回扫几十公里,只需几分钟就可以增加到1000倍。
1988年8月25日21时,中国黑龙江省漠河县、呼中区、新林区又出现了极光。一开始,地平线上出现了一个亮点。然后,它沿着W形曲线以近似螺旋的轨迹上升。亮点不断上升和移动,面积不断扩大,亮点的尾部留下了像火云一样美丽的光带。
这时,一个浅蓝色的圆底盘开始出现在亮点上,然后圆底盘从浅蓝色变成了乳白色。亮点射出一束扇形光,闪了几下就消失了。此时,西方低空光带向上膨胀形成的浅蓝色云就像一个倒置的烟斗。橙色带和浅蓝色云持续了大约40分钟才逐渐消失。
然而,这种华丽壮观的极光具有很强的破坏力。极光会对通信和交通产生严重影响,干扰电离层,影响短波无线电信号的传播。在极光强烈活动的影响下,远离阿拉斯加的出租车司机可以收到来自当地东部的新泽西州调度员的命令。极光的不断变化也可能导致电话线、输油管、输电线等细长导体产生感应电流,严重腐蚀输油管。
1972年,从缅因州到克萨斯州的一条高压输电线跳闸,哥伦比亚的一台23万伏变压器被炸毁。所有这些紧急情况的“主谋罪犯”都是奇怪而壮丽的极光。几千年来,人们一直在研究和寻找极光形成的真正原因。很久以前,有人观察到了这一奇迹,但到目前为止,还没有人能用科学的说法来完全解释它的“诞生”。
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在古代,极光被爱斯基摩人误认为是火炬;有些人把极光描绘成上帝的灯,鬼神用它来引导死者的灵魂上天堂;在罗马,极光被称为黎明女神奥罗拉在夜空中飞翔,迎接黎明的到来。
俄罗斯科学家罗蒙诺索夫曾经做过这样一个实验:在一个接近真空的球中制造人工放电。结果,在空气极薄的玻璃球中,随着放电,不断发现闪光。他得出结论,极光是由空气稀薄的高空大气层中的大气放电引起的。后来,该实验被反复验证,结果完全相同。
极光是一种放电现象的观点已经得到证实。但是极光仍然有很多谜。例如,高空空气的发光是如何引起的?为什么极光可以像万花筒一样变成奇怪的形状,在不断变化的过程中总是不同的?为什么极光发生在两极?
后来,科学研究证实,极光的产生来自太阳的活动。太阳不断释放光和热,其表面和内部不断发生各种化学元素的核反应,产生含有大量带电颗粒的强带电颗粒流;这些带电颗粒射向空间,与地球外的80个〜稀薄气体的分子在120公里高空碰撞,因为速度太快,所以会发光。太阳活动高潮的周期性约为11年一次。
在高潮期,太阳黑子会出现漩涡,而且要大得多。此时,极光的异常太阳将比平时更加壮丽。可以看出,太阳活动控制着极光活动的频率。有人发现,当太阳中心的子午线上出现“大黑子”时,20岁〜40小时后,极光会出现在地球上。因此,太阳发出的电造就了极光。
为什么极光只出现在南北两极?地球就像一块以南北两极为地磁两极的大磁石,而来自太阳的粒子流是指南针,它以螺旋形的方式飞向两极。事实上,磁极不能控制所有的带电粒子流。在太阳强烈喷发带电粒子流的年份,人们也可以在两极地区以外的一些地方观察到极光。不同的气体可分为氧、氮、氯、霓虹灯等,空气成分非常复杂,这些成分在带电颗粒流的作用下产生不同颜色的光,极光可以如此美丽和丰富多彩。
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有些人从地球磁层的角度研究极光。地球磁层紧紧地包裹着地球,就像地球的“保护网”一样,使地球不受太阳风辐射颗粒的侵袭。然而,这种“保护网”在南北极上方并不像其他地方那么密集。这里有很多大的“间隙”,所以一些太阳风辐射颗粒抓住机会进入地球磁层。
这一点从卫星上特别清楚:当太阳耀斑开始爆发时,一些电子加速沿着磁线从极端区域进入地球大气层。这在两极上方形成了一个恒定的环光晕,即极光椭圆环。极光有一个环,不是一成不变的,它的大、小、亮、暗都随着带电颗粒的涌入而变化。由于南北极上方有这些“间隙”,极光只出现在两极地区上方。
另一个问题是,太阳风进入星际空间是连续的,太阳风进入地球极地区的“通道”,但为什么南北极的极光并不总是可见的呢?太阳风经过的“间隙”中是否还有“关卡”?关于这一点,有一个非常合理的假设:太阳风带电粒子进入这些“间隙”后,不会突然爆发。地球磁力线具有先隐藏这些带电粒子的能力。只有在太阳黑子强烈活动等特定因素的影响下,地球磁力线才能释放带电粒子,因此有极光。
然而,这些假设并不能解释地面附近的极光现象。有些人说这些地面极光是由地面附近的静电放电引起的,所以极光会出现在离地面4的地面上〜10英尺的地方。
许多彗星明亮的尾巴与极光有许多相似之处,这使得人们自然地将这两种现象联系起来。此外,还有很多观点,这里没有一一列出。虽然极光之谜还没有完全解开,但人类对它的许多方面都有了初步的了解。科学家们对太阳风的研究和监测仍在进行中,他们希望通过观察来确定太阳风的参数是如何变化的。
极光出现在哪里?极光形成的原因是什么?