极光是怎样形成的?

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-30
极光是怎么形成的?

是一种绚丽多彩的等离子体现象,其发生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,夜间出现的灿烂美丽的光辉。

是一种绚丽多彩的等离子体现象,其发生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,夜间出现的灿烂美丽的光辉。

1831年3月,南极探险家约翰·比斯科生动地记载过他所见到的南极极光的瑰丽景色:“当时,几乎整夜都是一幅南极光的美妙景象,时而像高耸在头顶上的美丽的圆柱,突然变成一幅拉开的帷幕,以后,又迅速卷成螺旋的条带。时而这条带仿佛就在我们的头上,总共不过几码高。当然,这一切都发生在近地面的大气层里。这在我见到的种种景象中,再没有比这更壮丽的了。”

所谓极光,指的是发生在极地上空的一种特有物理现象。在古罗马的神话中,极光被称为极地地区的神明。英文的“极光”一词,来源于拉丁文的极光,是罗马神话中黎明女神的名字。

极光,顾名思义,只能出现在两极地区,或者说,仅出现在高纬度地区。南极和北极都是观测研究极光的极好场所,而且南极的条件比北极更优越。一般说来,极光只能出现在地理纬度为60°以上、地磁纬度为67°以上的110千米的高空。越接近极点处,看到极光的机会越多。

自古以来,人类就对艳丽而又神秘的极光产生了极大兴趣。早在公元前32年,中国对极光现象就有记录:极光出现的时间、地点、颜色、亮度、形状、大小、运动范围、出没方位等,几乎具备现代极光观测所要求的多种要素。不过人类最早知道的只是北极光。直到1772~1775年,英国探险家詹姆斯·库克率队首航南极见到南极光之后,人们才开始注意和观测研究南极光。凡是见过南极光的人,都对它的奇妙色彩和动人景象而惊叹不止。

人类对极光的真正科学研究是最近两三百年的事,而取得重大进展是在1957~1958年国际地球物理年期间,对南极光的观测研究也是在这之后才开始的。随着科学技术的迅猛发展,人们采用先进的仪器设备对南极光进行观测研究。在日本的昭和站、苏联的东方站、法国的迪尔维尔站、澳大利亚的戴维斯站和莫森站,都把南极光的观测研究作为主要项目。经过科学家们孜孜不倦地艰苦努力,逐步弄清了极光的成因、形状特征、亮度规律以及与太阳活动的关系。

极光的形成如同日常所见到的氖气灯管一样,灯管中稀薄的气体受到带电粒子的强烈碰撞而发光,而极光就是高空大气中的一种发光过程。具体地说,极光是太阳放射出大量的质子和电子等带电微粒,这些微粒以高速度射进地球外围的高空大气层里,同大气层中的稀薄气体中的原子和分子进行剧烈地碰撞,而激发出来的光。

而地球本身就像一个巨大的吸铁石,它两端的磁极,也就是地球磁场的磁南极、磁北极分别在南、北极地区。当太阳放射出来的大量带电微粒射向地球时,受到地球南、北磁极的吸引,纷纷向南、北极地区涌入,所以,极光就集中出现于南、北极地区。

极光的颜色绚丽多彩,这是因为地球周围的大气中,含有氧、氮、氢、氖、氦、氙和氩等不同的气体分子。当带电微粒与不同的气体分子冲撞时,就发出不同颜色的光。如氖气受到冲击时就发出红颜色的光,氲发蓝光,氦发黄光,其他气体也是姹紫嫣红,各呈其色。科学家们发现,极光的颜色还取决于带电微粒的相互碰撞的空间高度和这些带电微粒的波长。

极光形体的亮度变化是很大的。当太阳表面剧烈骚动时,太阳黑子增多,太阳射向地球大气层中的带电微粒就增多,这时极光不但出现频繁,而极光的强弱,取决于太阳的强度和太阳风的强度与方向。

对科学家而言,研究极光有着十分普遍的科学意义和实际应用方面的价值。科学家们通过研究极光的时空出现率,就能了解到形成极光的太阳粒子的起源以及这些粒子从太阳上形成,经过行星际空间、磁层、电离层,最终消失的过程。并能了解到在此过程期间,这些粒子在一路上受到电的和磁的、物理的和化学的、静力学的和动力学的各种各样的作用力的情况。因此,极光可以作为日地关系的指示器,可以作为太阳和地磁活动的一种电视图像,去探索太阳和磁层的奥秘。

极光还是一种宇宙现象,在其他磁性星体上也能见到。对极光等离子体的研究,能更好地理解太阳系的演变、进化,还可以研究极光作为日地物理关系链中的一环,对气候和气象的影响以及生物效应等等。

极光具有巨大的能量,可达几千电子伏特。历史上有记载的极光资料中,最惊人的一次极光出现在1859年。其感生电流十分强大,以至使美国的电报员不用电池便把电报从波士顿发到了波兰。有时,一次极光的能量可超过北美的总发电能力。

极光划破了漆黑的极地夜空,给南极的科学考察站带来了光明,给寂寞的大陆带来的生机和美感。极光的形状千姿百态,运动的状态也是千变万化、多种多样。科学家们把极光按照形状特点分为5大类:①底部整齐、微微弯曲呈圆弧状的极光弧;②有弯扭褶,宛如飘带状的极光带;③如云朵一般片朵状的极光片;④面纱一样均匀的帷幕状的极光幔;⑤沿磁力线方向呈射线状的极光芒。这千姿百态、瞬息万变的极光,就像仙女在上下纵横成百上千千米的高空舞台上,手持赤橙黄绿青蓝紫的彩练当空起舞一般。它时隐时现,幻景无穷,与目睹者的心情融合为一体,勾画出一幅幅美丽的画面。

极光现象怎么形成的?



是一种绚丽多彩的等离子体现象,其发生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,夜间出现的灿烂美丽的光辉。



极光出现在南极和北极,是高空稀薄大气层中带电微粒受太阳风影响而产生的粒子流,所以我们会看到那么绚丽的天空奇观!!



  • 极光是怎么形成的
    答: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场线集中到南北两极,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。按照极光的形态分类,可分为匀光弧极光、射线式光柱极光、射线式光弧光带极光、帘幕状极光、极...
  • 极光是怎么形成的?
    答: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场线(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。基本分类 1.按照极光的形态分类,可分为匀光弧极光、射线式光柱极光、射线式光...
  • 极光是怎样产生的?
    答:其实,极光是来自大气外的高能粒子(电子和质子)撞击了高层大气中的原子从而产生的。这种相互作用常发生在地球磁极周围区域。作为太阳风的一部分荷电粒子在到达地球附近时被磁场捕获,并朝向磁极下落。它们与氧和氮的原子碰撞,激发成为电离态的离子,这些离子发射不同波长的散射,产生出红、绿或蓝等特征色...
  • 极光形成的原因是什么?
    答:众所周知,北半球有极光,南半球也有极光。这种光谱现象是由于各种颜色固定不变或缓慢移动的光线造成的。它们常在高纬度晴朗的夜空里出现。这种情况多呈平曲线,弧线成帷幕状。通常底部清晰,上方呈弥漫状,它们可长达数千英里,高达几百英里,但仅有几百码厚。从宇宙中看极光,如同闪烁的光环,在极地的...
  • 极光是怎样形成的?
    答: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场线(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。经常出现的地方是在南北纬度67度附近的两个环带状区域内,阿拉斯加的费尔班(...
  • 极光形成的原因是什么
    答:被地球磁场吸引到两极,就与稀薄气体的分子猛烈地冲击起来,于是产生了发光现象,这就是极光。极光出现于星球的高磁纬地区上空,是一种绚丽多彩的发光现象。地球的极光,来自地球磁层和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。
  • 北极光是怎么发生的?为何以绿色和粉色为主?
    答:一、极光的形成原理极光的形成需要有三个条件,大气、磁场和高能带电粒子,这三个条件缺一不可。一般来说,来自太阳风的高能带电粒子被地磁所吸引,被带进了地球大气层,它们在高纬度地区与大气层中的不同原子发生了碰撞,从而激活了巨大的能量,产生了发光现象。激光的现象不仅在地球上出现,在太阳系...
  • 极光怎么形成的原因是什么
    答:地球上的极光是由于来自磁层和太阳风的带电高能粒子被地磁场导引带进地球大气层,并与高层大气(热层)中的原子碰撞造成的发光现象。极光常常出现于纬度靠近地磁极地区上空,一般呈带状、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。现代...
  • 极光的形成是什么原理
    答:1.极光原理 当极光出现,居住于南北极圈的人会看见夜空有不断变化的美丽光芒。很多人以为极光的形成与地球以外的太空无关,其实极光的成因与太阳黑子有很大的关系。在我们介绍极光的成因之前,不如让我们先对太阳作一点较深入的了解。大家都知道,太阳是一个十分热的火球。它的表面温度大约是六千度。每时...
  • 极光产生的原理是什么
    答:极光的形成原理是由太阳风与地球磁场相互作用所产生的。太阳风是从太阳上的太阳冕以高速喷射出的带电粒子流。这些带电粒子跟随着太阳磁场的释放和爆发,向宇宙空间迅速扩散。当这些带电粒子接近地球时,它们受到地球磁场的影响,被引导到地球磁场的两极区域,即极地。当带电粒子进入地球的大气层时,由于与...