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極光是一種大氣什麼現象 極光是大氣的哪種現象

導語:見過極光的朋友發現,極光的顏色大部分是綠色,這是因為空氣中氧的受激輻射是以綠光為主。小編有些朋友對極光的相關內容感興趣,但是不清楚極光是一種大氣什麼現象?極光是大氣的哪種現象?小編為大家整理了相關內容,請大家一定要收下!

極光是一種大氣什麼現象

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極光

極光是一種大氣光學現象。當太陽黑子、耀斑活動劇烈時,太陽發出大量強烈的帶電粒子流,沿着地磁場的磁力線向南北兩極移動,它以極快的速度進入地球大氣的上層,其能量相當於幾萬或幾十萬顆氫彈爆炸的威力。由於帶電粒子速度很快,碰撞空氣中的原子時,原子外層的電子便獲得能量。當這些電子獲得的能量釋放出來,便會輻射出一種可見的光束,這種迷人的色彩就是極光。

在瑞典、挪威、前蘇聯和加拿大北部,一年可以看到100次左右的極光,出現的時間大多在春季和秋季。在加拿大北部的赫德森灣地區,每年見到的極光多達240次左右。我國最北部的黑龍江省漠河地區,人們常常可以看到五彩斑斕北極光。

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極光產生

極光產生原因

從太陽上噴發出來的大量帶電粒子,以每秒幾百公里的速度吹向行星際空間,形成太陽風。到達地球附近的粒子不斷撞擊地球磁場,並環繞地球流動。在太陽風的吹動下,地球磁場不再是對稱的,已經變成某種“流線型”。

由於與行星際磁場的相互作用,變形的地球磁場的兩極外各形成一個磁力線集中的“漏斗區”。當磁層出現擾動時,磁尾的帶電粒子被加速,沿磁力線運動,如流水般順着漏斗邊緣倒入“漏斗區”,並撞擊高層大氣中的氣體分子和原子,使後者被激發——退激而發光,於是便產生了這種美麗的光芒。

當太陽風暴發生時,磁層擾動變得劇烈起來,發生地磁暴。這時,就會激發出更多種顏色的單色光。這些光混合在一起,便出現了五顏六色、奇異壯觀的極光,就像五彩的霓虹燈一樣。

用一個形象的比喻,可以説極光活動就像地球磁層活動的實況電視畫面。地球磁層是一個巨大無比的電視機顯像管,將進入高空大氣的太陽風粒子流匯聚成束,聚焦到地球的兩極地區。沉降粒子為電視機的電子束,地球磁場為電子束導向磁場,地球極區大氣為熒光屏,極光則是電視屏幕上移動的圖像,住在南北兩極地區的人們每天都可以收看到這天然的巨幅電視。

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極光色彩

夢幻般的極光是否會產生可辨別的聲音?

由於太陽粒子與地球大氣層中的氣體分子相互作用,極光通常出現在地球兩極附近,那裏的磁場最強。然而,鮮少有人報告極光發出聲音,因此極光發出聲音這件事歷來被科學家所否定。

但是,2016年芬蘭的一項研究聲稱,證實了北極光確實產生了人耳可聽到的聲音。參與該研究的一名研究人員的錄音甚至聲稱捕捉到了離地面70米高的極光發出的聲音。

然而,這種聲音背後的機制仍然有些神祕。科學家最近的研究回顧了歷史上關於極光聲音的多個報告,以調查這種難以捉摸的現象,從而確定報告的聲音是否是客觀、虛幻或想象的。

在20世紀的前幾十年,極光是一個特別激烈的爭論主題,當時來自北緯地區的研究員報告説,聲音有時伴會隨着極光發出。有目擊者説,在北極光出現期間,有一種安靜的、幾乎無法察覺的噼啪聲、嗖嗖聲或呼嘯聲。然而,科學界卻不太相信,特別是考慮到很少有西方探險家説自己聽到過這些聲音。

隨後,在1932年期間記錄的結果發現,極光最常發生在地球上空100公里處,而極少發生在80公里以下。這表明,極光發出的可辨別聲音是不可能傳到地球表面的。

鑑於這些發現,知名的物理學家和氣象學家仍然持懷疑態度,認為極光的聲音和高度極低的極光是民間故事或幻覺。

然而,20世紀領先的極光科學家卡爾-斯托爾默發表了他的兩個助手寫的報告,他們聲稱聽到了極光。

參與無線電技術發展的英國物理學家奧利弗-洛奇爵士評論説,極光聲可能是一種心理現象。同樣,氣象學家喬治-克拉克-辛普森認為,低空極光的出現很可能是由低空雲層的干擾引起的一種視覺錯覺。

對於這個持久的謎團,後來獲得最多支持的答案是由加拿大著名的天文學家克拉倫斯-錢特在1923年首次初步提出的。他認為,北極光的運動改變了地球的磁場,引起了大氣層電氣化的變化。

這種電氣化在離地球表面更近的地方與地面上的物體相遇時產生噼啪聲,很像靜電的聲音。這可能發生在觀察者的衣服或眼鏡上,也可能發生在周圍的物體上,包括冷杉樹或建築物。