極光形成的原因
極光(Polar light,aurora)是由于太陽帶電粒子(太陽風)進入地球磁場,在地球南北兩極附近地區(qū)的高空,夜間出現(xiàn)的燦爛美麗的光輝。下面學習啦給大家分析極光形成的原因,希望能幫到大家。
極光形成的原因
極光是來自太陽活動區(qū)的帶電高能粒子(可達1萬電子伏)流使高層大氣分子或原子激發(fā)或電離而產(chǎn)生的。由于地磁場的作用,這些高能粒子轉向極區(qū),所以極光常見于高磁緯地區(qū)。在大約離磁極25°~30°的范圍內(nèi)常出現(xiàn)極光,這個區(qū)域稱為極光區(qū)。在地磁緯度45°~60°之間的區(qū)域稱為弱極光區(qū),地磁緯度低于45°的區(qū)域稱為微極光區(qū)。 極光下邊界的高度,離地面不到100公里,極大發(fā)光處的高度離地面約110公里左右,正常的最高邊界為離地面300公里左右,在極端情況下可達1000公里以上。根據(jù)關于極光分布情況的研究,極光區(qū)的形狀不是以地磁極為中心的圓環(huán)狀,而是卵形。極光的光譜線范圍約為3100~6700埃,其中最重要的譜線是5577埃的氧原子綠線,稱為極光綠線。 早在2000多年前,中國就開始觀測極光,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(xiàn)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(xiàn)時間極短,猶如節(jié)日的焰火在空中閃現(xiàn)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,有時像一團火焰,有時像一張五光十色的巨大銀幕,仿佛上映一場球幕電影,給人視覺上以美的享受。
極光產(chǎn)生原理
極光是地球周圍的一種大規(guī)模放電的過程。來自太陽的帶電粒子到達地球附近,地球磁場迫使其中一部分沿著磁場線(Field line)集中到南北兩極。當他們進入極地的高層大氣時,與大氣中的原子和分子碰撞并激發(fā),產(chǎn)生光芒,形成極光。經(jīng)常出現(xiàn)的地方是在南北緯度67度附近的兩個環(huán)帶狀區(qū)域內(nèi),阿拉斯加的費爾班(Fairbanks)一年之中有超過200天的極光現(xiàn)象,因此被稱為“北極光首都”。所以極光只能在地球的南北極被看見。
地球磁層磁力線攜帶太陽風的能量進入地球內(nèi)部,進而驅動了地磁場的形成。在這磁層磁力線閉合環(huán)路上除了有地球內(nèi)部的導電體之外,另外還有大氣層的電離層-這一弱導電體。當太陽風強烈時,磁力線能量遇到地球內(nèi)部的磁感抗,有許多能量消耗不掉,于是就在電離層處形成了極光。
極光的傳說
傳說一
相傳公元前兩千多年的一天,夜來臨了。隨著夕陽
紫色的極光
西沉,夜已將它黑色的翅膀張開在神州大地上,把遠山、近樹、河流和土丘,以及所有的一切全都掩蓋起來。一個名叫附寶的年輕女子獨自坐在曠野上,她眼眉下的一灣秋水閃耀著火一般的激情,顯然是被這清幽的夜晚深深地吸引住了。夜空像無邊無際的大海,顯得廣闊。安詳而又神秘。天幕上,群星閃閃爍爍,靜靜地俯瞰著黑魆魆的地面,突然,在北斗七星中,飄灑出一縷彩虹般的神奇光帶,如煙似霧,搖曳不定,時動時靜,像行云流水,最后化成一個碩大無比的光環(huán),縈繞在北斗星的周圍。其時,環(huán)的亮度急劇增強,宛如皓月懸掛當空,向大地瀉下一片淡銀色的光華,映亮了整個原野。四下里萬物都清晰分明,形影可見,一切都成為活生生的了。附寶見此情景,心中不禁為之一動。由此便身懷六甲,生下了個兒子。這男孩就是黃帝軒轅氏。以上所述可能是世界上關于極光的最古老神話傳說之一。
傳說二
在我國的古書《山海經(jīng)》中也有極光的記載。書中談到北方有個神仙,形貌如一條紅色的蛇,在夜空中閃閃發(fā)光,它的名字叫燭龍。關于燭龍《大荒北經(jīng)》有如下一段描述:“西北海之外,赤水之北,有章尾山。有神,人面蛇身而赤,直目正乘,其瞑乃晦,其視乃明。不食不寢不息,風雨是竭。是燭九陰,是謂燭龍。”這里所指的燭龍,實際上就是極光。
外國
極光這一術語來源于拉丁文伊歐斯一詞。傳說伊歐斯是希臘神話中“黎明”(其實,指的是晨曦和朝霞)的化身,是希臘神泰坦的女兒,是太陽神和月亮女神的妹妹,她又是北風等多種風和黃昏星等多顆星的母親。極光還曾被說成是獵戶星座的妻子。在藝術作品中,伊歐斯被說成是一個年輕的女人,她不是手挽個年輕的小伙子快步如飛地趕路,便是乘著飛馬駕挽的四輪車,從海中騰空而起;有時她還被描繪成這樣一個女神,手持大水罐,伸展雙翅,向世上施舍朝露,如同我國佛教故事中的觀音菩薩,普灑甘露到人間。
愛斯基摩人認為極光是鬼神引導死者靈魂上天堂的火炬,原住民則視極光為神靈現(xiàn)身,深信快速移動的極光會發(fā)出神靈在空中踏步的聲音,將取走人的靈魂,留下厄運。
極光的基本分類
按照極光的形態(tài)分類,可分為勻光弧極光、射線式光柱極光、射線式光弧光帶極光、簾幕狀極光、極光冕等。
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。
按激光激發(fā)粒子類型,可分為電子極光、質子極光等。
按照極光發(fā)生區(qū)域,可分為極蓋極光、極光帶極光 、中緯極光紅弧等
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