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極光，是一種絢麗多彩的發(fā)光現(xiàn)象，其發(fā)生是由于太陽(yáng)帶電粒子流（太陽(yáng)風(fēng)）進(jìn)入地球磁場(chǎng)，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。在南極被稱為南極光，在北極被稱為北極光。地球的極光是來(lái)自地球磁層或太陽(yáng)的高能帶電粒子流（太陽(yáng)風(fēng)）使高層

極光，是一種絢麗多彩的發(fā)光現(xiàn)象，其發(fā)生是由于太陽(yáng)帶電粒子流（太陽(yáng)風(fēng)）進(jìn)入地球磁場(chǎng)，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。

在南極被稱為南極光，在北極被稱為北極光。地球的極光是來(lái)自地球磁層或太陽(yáng)的高能帶電粒子流（太陽(yáng)風(fēng)）使高層大氣分子或原子激發(fā)（或電離）而產(chǎn)生。極光常常出現(xiàn)于緯度靠近地磁極地區(qū)上空，一般呈帶狀、弧狀、幕狀、放射狀，這些形狀有時(shí)穩(wěn)定有時(shí)作連續(xù)性變化。極光產(chǎn)生的條件有三個(gè)：大氣、磁場(chǎng)、高能帶電粒子。這三者缺一不可。

一：極光的基本形態(tài)

根據(jù)關(guān)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。大多數(shù)極光出現(xiàn)于地球上空90-130千米處。1959年，一次北極光所測(cè)得的高度是160千米，寬度超過(guò)4800千米。但有些極光要高得多，高度可達(dá)560-1000千米以上。

二：極光的分布區(qū)域

由于地磁場(chǎng)的作用， 這些高能粒子轉(zhuǎn)向極區(qū)，所以極光常見(jiàn)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(gè)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)。

三：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(cè)的電磁波波段，可分為光學(xué)極光、無(wú)線電極光等。

按激光激發(fā)粒子類型，可分為電子極光、質(zhì)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。

四：極光的形成原因

在太陽(yáng)創(chuàng)造的諸如光和熱等形式的能量中，有一種能量被稱為“太陽(yáng)風(fēng)”。太陽(yáng)風(fēng)是太陽(yáng)噴射出的帶電粒子，是一束可以覆蓋地球的強(qiáng)大的帶電亞原子顆粒流，因而屬于等離子態(tài)。

太陽(yáng)風(fēng)在地球上空環(huán)繞地球流動(dòng)，以大約每秒400公里的速度撞擊地球磁場(chǎng)。地球磁場(chǎng)形如漏斗，尖端對(duì)著地球的南北兩個(gè)磁極，因此太陽(yáng)發(fā)出的帶電粒子沿著地磁場(chǎng)這個(gè)“漏斗”沉降，進(jìn)入地球的兩極地區(qū)。兩極的高層大氣，受到太陽(yáng)風(fēng)的轟擊后會(huì)發(fā)出光芒，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(gè)環(huán)帶狀區(qū)域內(nèi)，阿拉斯加的費(fèi)爾班一年之中有超過(guò)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(jiàn)。

五：關(guān)于極光的一些早期觀點(diǎn)

13世紀(jì)時(shí)，人們則認(rèn)為那是格陵蘭冰原反射的光。到了17世紀(jì)，人們才稱它為北極光——北極曙光（在南極所見(jiàn)到的同樣的光稱為南極光）。

在過(guò)去，有些理論被用來(lái)解釋這種現(xiàn)象，但都已經(jīng)過(guò)時(shí)了：

1.本杰明·佛蘭克林（Benjamin Franklin）的理論：神奇的北極光是濃稠的帶電粒子和極區(qū)強(qiáng)烈的雪和其他的濕氣作用造成的；

2.極光的電子來(lái)自太陽(yáng)發(fā)射的光束。這是克利斯蒂安柏克蘭在1900年提出的說(shuō)法，她在實(shí)驗(yàn)室用真空室和磁化的地球模型，顯示電子是如何被引導(dǎo)至極區(qū)。這個(gè)模型的問(wèn)題包括本身缺乏在極區(qū)的極光、負(fù)電荷本身自行散射這些光束、而且仍然缺乏任何太空中的觀測(cè)證據(jù)；

3.破水桶理論：極光是溢流出的輻射帶，這是詹姆斯·范艾倫和工作伙伴大約在1962年首先提出的。他們指出在輻射帶內(nèi)獲得的巨大能量很快就會(huì)在極光的漫射中耗盡。不久之后，很明顯地，陷在輻射帶內(nèi)的都是高能的帶正電離子，而在極光內(nèi)幾乎都是能量較低的電子；

4. 極光是太陽(yáng)風(fēng)中的粒子被地球的場(chǎng)線引導(dǎo)至大氣層頂端造成的。這適用于極光的尖點(diǎn)，但在尖點(diǎn)之外，太陽(yáng)風(fēng)沒(méi)有直接的作用。

1890年，挪威物理學(xué)家柏克蘭認(rèn)為，離地球1.5億千米的太陽(yáng)幾乎連續(xù)不斷地向地球放射物質(zhì)點(diǎn)而離地球5萬(wàn)千米至6.5萬(wàn)千米以外有一層磁場(chǎng)將地球罩住。當(dāng)太陽(yáng)的質(zhì)點(diǎn)直射這層磁場(chǎng)而被擋住時(shí)，它便向地球四周擴(kuò)散，尋找鉆入的空隙，結(jié)果約有1%的質(zhì)點(diǎn)鉆入北磁極附近的大氣層。它們?cè)?00千米外的高空大氣層中與原子和多半由氧和氮構(gòu)成的分子相遇，原子吸收了太陽(yáng)質(zhì)點(diǎn)所含的一部分能量時(shí)，立即又將這能量釋放出來(lái)而產(chǎn)生的強(qiáng)光，氧發(fā)出綠色和紅色的光，氮?jiǎng)t發(fā)出紫、藍(lán)和一些深紅色的光。這些繽紛的色彩組成了綺麗壯觀的極光景象。

科學(xué)家早就懷疑，北極光的能源來(lái)自帶電粒子與北極磁場(chǎng)接觸產(chǎn)生的扭曲磁場(chǎng)，但這個(gè)理論一直到2010年5月才獲得證實(shí)。當(dāng)時(shí)瑟密斯任務(wù)的衛(wèi)星群從地球上空6萬(wàn)多公里首度測(cè)到扭曲磁場(chǎng)的結(jié)構(gòu)。

六：極光中的神秘聲音

北極光非常絢爛美麗，而伴隨北極光發(fā)生的，是一種很神秘的聲音。一直以來(lái)，有關(guān)這種神秘的北極光聲音流傳著許多的傳說(shuō)，也讓在荒野的人們感到恐懼和敬畏。北極光發(fā)出的這種含混不清的爆裂聲的來(lái)源，終于首次在科學(xué)上得到了合理的解釋。

芬蘭阿爾托大學(xué)的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了北極光神秘聲音的來(lái)源，這種聲音產(chǎn)生于距地面70米的空中。與此相比，由地球磁場(chǎng)干擾而產(chǎn)生的絢爛而變幻莫測(cè)的北極光，則是產(chǎn)生于距離地面120千米的高空。

為了找到聲音的來(lái)源，科學(xué)家們利用了三個(gè)互相獨(dú)立的麥克風(fēng)，在觀測(cè)點(diǎn)記錄下了北極光的聲音。接著，科學(xué)家們對(duì)這些聲音進(jìn)行對(duì)比分析，從而最終確定了北極光聲音的來(lái)源。當(dāng)北極光在觀測(cè)點(diǎn)出現(xiàn)的同時(shí)，芬蘭氣象研究所也同步測(cè)量到了伴隨北極光產(chǎn)生了地磁干擾。

阿爾托大學(xué)的萊恩教授表示，“我們研究發(fā)現(xiàn)，在北極光出現(xiàn)期間，人們可以聽(tīng)見(jiàn)一種伴隨極光自然產(chǎn)生的聲音。過(guò)去，我們認(rèn)為極光離我們太遠(yuǎn)，不可能會(huì)聽(tīng)到極光發(fā)出的聲音，這種推斷沒(méi)有錯(cuò)，但事實(shí)是，極光是由太陽(yáng)產(chǎn)生的能量粒子干擾地球磁場(chǎng)而產(chǎn)生的，它們?cè)诤苓h(yuǎn)的天邊，伴隨極光的聲音也是由類似原因而產(chǎn)生，只不過(guò)產(chǎn)生這種聲音的地方離地面更近。”

有關(guān)北極光神秘聲音產(chǎn)生的具體原因仍然是一個(gè)迷，這種聲音并不是每次都會(huì)伴隨極光而來(lái)。從被記錄下來(lái)的聲音來(lái)看，這種聲音聽(tīng)起來(lái)像是一種含混不清的爆裂聲，并往往只持續(xù)一小段時(shí)間。另外一些聽(tīng)到過(guò)極光聲音的人把這種聲音描述為一種噼啪聲，并且感覺(jué)聲音的距離很遠(yuǎn)。通過(guò)這些不同的描述，科學(xué)家們推測(cè)北極光聲音產(chǎn)生的背后可能有著若干不同的原理。

七：太陽(yáng)系其他行星

木星和土星這兩顆行星都有比地球更強(qiáng)的磁場(chǎng)，而且兩者也都有強(qiáng)大的輻射帶。哈勃太空望遠(yuǎn)鏡也很清楚的看見(jiàn)這兩顆行星的極光。

木星觀測(cè)者知道這顆巨大行星經(jīng)常出現(xiàn)極光，比地球極光明亮數(shù)千倍，并且覆蓋范圍是地球面積數(shù)倍，通常他們認(rèn)為木星極光是太陽(yáng)帶電粒子與木星磁場(chǎng)發(fā)生碰撞所產(chǎn)生的，也可能是由于木星和它的衛(wèi)星單獨(dú)交互作用所致。但是這些極光耀眼明亮周期類似于地球極光，沒(méi)有人能夠明確跟蹤分析究竟是哪一種原因?qū)е碌摹Ｄ拘呛湍拘l(wèi)一交互作用產(chǎn)生的極光現(xiàn)象，木衛(wèi)一表面火山釋放帶電離子和電子云，進(jìn)入木星周邊彌漫強(qiáng)磁場(chǎng)的區(qū)域，這里的磁場(chǎng)是地球磁場(chǎng)強(qiáng)度的數(shù)千倍。

在金星和火星上也曾觀測(cè)到極光。因?yàn)榻鹦菦](méi)有內(nèi)在（行星本身）的磁場(chǎng)，金星的極光呈現(xiàn)不同的形狀和強(qiáng)度，看起來(lái)是明亮但彌漫的補(bǔ)丁，有時(shí)會(huì)分布在整個(gè)行星的盤面。金星的極光源自太陽(yáng)風(fēng)的粒子撞擊和陷入在夜晚側(cè)的大氣層。

八：相關(guān)神話傳說(shuō)

1：中國(guó)

在我國(guó)的古書(shū)《山海經(jīng)》中也有極光的記載。書(shū)中談到北方有個(gè)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(guān)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(fēng)雨是竭。是燭九陰，是謂燭龍。”這里所指的燭龍，實(shí)際上很有可能就是極光。

2：外國(guó)

極光這一術(shù)語(yǔ)來(lái)源于拉丁文伊歐斯一詞。傳說(shuō)伊歐斯是希臘神話中“黎明”（其實(shí)，指的是晨曦和朝霞）的化身，是希臘神泰坦的女兒，是太陽(yáng)神和月亮女神的妹妹，她又是北風(fēng)等多種風(fēng)和黃昏星等多顆星的母親。極光還曾被說(shuō)成是獵戶星座的妻子。

在藝術(shù)作品中，伊歐斯被說(shuō)成是一個(gè)年輕的女人，她不是手挽個(gè)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(shí)她還被描繪成這樣一個(gè)女神，手持大水罐，伸展雙翅，向世上施舍朝露，如同我國(guó)佛教故事中的觀音菩薩，普灑甘露到人間。

愛(ài)斯基摩人認(rèn)為極光是鬼神引導(dǎo)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(dòng)的極光會(huì)發(fā)出神靈在空中踏步的聲音，將取走人的靈魂，留下厄運(yùn)。