近日,太阳爆发12年来最强大耀斑活动。伴随太阳耀斑产生的日冕物质抛射在地球磁层中,北美洲和欧洲北部可能因此看到极光。


极光是一种绚丽多彩的发光现象,是由于太阳带电粒子流(太阳风)进入地球磁场,在地球南北两极附近地区的高空,夜间出现的明媚美丽的光辉。在南极被称为南极光,在北极被称为北极光。极光的形成与太阳活动相关,特别是到太阳活动极大年,可以看到更为壮观的极光景象。


极光是南北极地区特有的一种大气发光现象。极光一方面与地球高空大气和地磁场的大规模交互作用有关,另一方面又与太阳喷发出来的高速带电粒子流有关,这种粒子流通常称为太阳风这些带电粒子与地球高空大气层的磨擦与碰撞导致高空气体发光,这就是我们看到的极光。


太阳风是一种来自太阳影响地球空间环境的充沛而炽热的电离气体,由质子、α粒子、少数重离子和电子流组成的,它们由太阳表面发出。太阳风会影响卫星和航天设备等的正常运行以及干扰地球上无线电通讯的正常工作,它所引起的磁暴也会影响地球上的一些电子控制系统。另外,太阳风剧烈时也可能对人体产生伤害。地球磁场能抵挡大部分太阳风。


产生极光的原因是来自大气外的高能粒子(电子和质子)撞击高层大气中的原子的作用。这种相互影响常发生在地球磁极周围区域。地球的极光是来自地球磁层或太阳的高能带电粒子流(太阳风)使高层大气分子或原子激发(或电离)而产生。


极光常常出现于纬度靠近地磁极地区上空,一样呈带状、弧状、幕状、放射状,这些形状有时稳定有时作连续性变化。极光产生的条件有三个:大气、磁场、高能带电粒子。这三者缺一不可。


鉴于地磁场的作用,这些高能粒子转向极区,所以极光常见于高磁纬地区。在大约离磁极25°~30°的范围内常出现极光,这个区域称为极光区。在地磁纬度45°~60°之间的区域称为弱极光区,地磁纬度低于45°的区域称为微极光区。大多数极光出现在地球上空90-130千米处。


中国古代常有极光发生的记录,这可能和磁极点不是连接的而是在不断漂移中有关。很可能由于磁极点的漂移,在中国存在着磁纬度比较高,这个时期在中国就比较容易看到极光。我们观察到的极光的最强部分,一般也都分布在一个以磁极为中心的环形区里。磁极与地理的南北极并不重合,所以并不是越到南北极点极光越强的北半球观看极光最好的时间是 12 月份到 2 月份 ,越冷越好,越冷空气越干净。在地平线上的城市灯光和高层建筑可能会妨碍我们看极光。


极光的颜色根据太阳风带电粒子撞击并不相同的空气分子而改变,游离氮气则会产生蓝色极光;而中性氮则会产生紫红色极光;如果太阳风撞击距离地球表面320公里以上的高层氧气则会产生红色的极光;但是如果撞击到96公里以上的低层氧则会产生常见的黄绿色极光。

图片来自网络

资料参考 | 中国气象科普网

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极光一方面与地球高空大气和地磁场的大规模相互影响有关,另一方面又与太阳喷发出来的高速带电粒子流有关,这种粒子流通常称为太阳风。这些带电粒子与地球高空大气层的刮擦与碰撞导致高空气体发光,这就是我们看到的极光。


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