奇迹极光
地球的南、北极两端,是一片经常被冰雪覆盖的广袤世界,那里独特的地理位置决定了天空中会出现大自然的视觉奇观:极光。
它变幻莫测,神奇绚丽,是幕天席地间的一出光影大戏,它绵延几百里,宛如神祗降临,将夜空映照成五彩斑斓的梦幻之城。
对于初级的天文爱好者来说,极光是人生愿望清单中必不可少的一项,那么极光究竟是什么?它是怎样形成的?怎样可以看到极光呢? 请跟随我一起走近极光,揭开女神欧若拉的神秘面纱吧。
极光的传说
极光的英文是Aurora,因为在 1619年,科学家伽利略曾以罗马神话的曙光女神欧若拉(Aurora)之名创造出“aurora borealis”来命名极光。欧若拉(Aurora)是罗马神话中的黎明女神,传说每个清晨,欧若拉赶上马车,或鼓起白色的翅膀,飞在天上宣告黎明降临,她的兄弟太阳神赫利俄斯即将到来,虽然欧若拉只是个寓意美好的代称,并且实际上极光和曙光是完全不同的天文现象,但是在许多人心中,极光就像上帝的使者,带来炫目的美好。在常年生活在极光中的北欧人看来,极光像是夜游鱼鳞反射的光,或者是引导灵魂上天的光。中国第一部神怪著作《山海经》中也有关于极光的记载,“人面蛇身,赤色,身长千里,钟山之神也。” 这些美丽的传说与故事,表达了千百年以来,人类对神秘莫测的极光,充满憧憬和崇拜。
极光的形成
据“”科普中国“”网站记载,极光是一种绚丽多彩的等离子体现象。说白了就是地球周围的一种大规模放电的过程,想象一下一个巨大的火石撞击铁块时产生的电光掠影,看上去大概就是那个撞击体验吧。
极光的形成有三大个重要过程:太阳风产生的带电粒子、地球磁场把带电粒子吸引到南北极、与大气成分运作撞击激发光芒。现代科学认为,极光的产生是由于太阳带电粒子流(太阳风)进入地球磁场,地球磁场迫使其中一部分粒子流沿着磁场线集中到南北两极,在这磁层磁力线闭合环路上除了有地球内部的导电体之外,另外还有大气层的电离层这一弱导电体。当太阳风强烈时,磁力线能量遇到地球内部的磁感抗,有许多能量消耗不掉,于是就在电离层处与大气中的原子和分子碰撞并激发,产生光芒,在南极被称为南极光,在北极被称为北极光。
极光不仅出现在地球,只要有太阳带电粒子流,磁场,撞击这三个条件,在太阳系其他有磁场的行星上也会产生极光现象。虽然极光是美丽的,但撞击的磁力风暴很强的时候,不可见的粒子流和磁力可能会破坏地球的电网和冲击太空卫星,甚至带来灾难。
极光的分类
极光按性质可分为扩散极光和分立极光两种类型。扩散极光散发出弥漫在天空中的微光和形状,很难被肉眼看见。分立极光是分立极光是在几乎看不见的扩散极光中能够明确看出形状的部分,所以通常会显示出磁场线或像帘幕状的结构,最常见的是绿色的萤光,所以极光最常见的颜色也是绿色。正是因为这个划分,定义出了极光带的范围。
极光爆发的时候,有各种各样的形态,按不同形态可分为略齐微弯的匀光弧极光、沿磁力线方向的射线状的光柱极光、弯曲褶皱的光带极光、飘散开像帐幔一样的极光幔,像云朵棉花糖状的极光片,还有发射状的极光冕等。
极光按观测的电磁波波段,可分为光学极光、无线电极光等。
极光的观测
由于极光只出现在特定区域和特定季节,而且来无影,去无踪,少的几分钟,多的几小时,特别随性和随机,所以极光观测前一定要了解相关的规律、知识以及工具。
极光主要出现地方是在南北纬度67度附近的两个环带状区域,因此,地磁纬度在60°— 90°的范围称为极光区,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。
极光的最佳观测时间时期是春分和秋分两个节气来临之前,且春秋两季极光在北半球出现的频率要高于夏冬,所以每年的九月至隔年四月是北半球观赏极光的最佳时期。
极光的最佳极光观测地在北半球以阿拉斯加、北加拿大、西伯利亚、格陵兰岛、冰岛南端与挪威北海岸为主,南半球的极光主要在南极洲附近。最知名的地点当属阿拉斯加号称“”北极光首都“的费尔班(Fairbanks)城,一年之中有超过200天的极光现象。而中国最北的黑龙江省大兴安岭地区漠河县,是国内唯一可以看到极光的地方。不过网上流传着一个句玩笑话,去漠河看见极光,需要有中500万的运气。
为了更加科学掌握极光出现的时机,有一款在北半球看极光的APP,My Aurora Forecast ( 我的极光预测),是天文爱好者们必备的神器,它可以就极光出现概率,出现时间,以及爆发KP指数(太阳活动对地磁活动影响大小的正相关指数)提供预测的数据支持,大大减少了去撞运气守候极光的盲目与失落。
天文小白们,一起走吧,天亮就出发,我们去看欧若拉,邂逅地球上最美的女神。
参考资料
本文所用图片来自网络、美国NASA天文网站。
1..Feldstein, Y. I. Some problems concerning the morphology of auroras and magnetic disturbances at high latitudes. Geomagnetism and Aeronomy. 1963, 3: 183–192. Bibcode:1963Ge&Ae...3..183F.(转自科普中国网站)
2.《记录天文之美,欧若拉女神的裙摆》,纪昊,《天文爱好者》2017年第6期,46-49页。
- 极光的百科知识,科普中国网站。
4.《极光的“前世今生”,带你了解最美极光》 微信订阅号:天文在线,2020年9月20日。
5.《极光,浪漫的天空之谜》,微信订阅号:央视科教,2020年5月22日。
6.《绝美景象极光》,微信订阅号:科学plus实验站,2020年4月17日。
7.《极光》,微信订阅号:每天学点地理知识,2020年2月15日。
二稿修改感言:
感谢同组的小伙伴,感谢黄老师,这次科普作业是作家雕刻班进入第三轮的作品展示,我在雕刻以及被雕刻方面有了质的飞跃感,翻出了上次雕刻班结业感言,似乎终于窥视到了从写作迈向心理重建,重塑,共建的一些真相,文字般若冒泡泡的感觉,还是有点小激动的。在一周清晨记梦班,三个月周末自由书写班,两轮一年期师徒班,第一轮三个月雕刻班,第二轮五个月雕刻班的行进中,心理学写作系列课程就像1,小伙伴是0,黄老师是0,起点100分的基础上,自己的努力,勤奋,对待课程的虔诚和用心,小伙伴们的抱持共情碰撞可以划出许多许多0,到最近才深刻体会到,这个课真的是宝藏课程,不知不觉已经走了好远的路,爬了好高的山,攒了好多0。在最后的阶段,在终于抵达质变起点的关键阶段,我想尽力珍惜更多的雕刻成长机会,和小伙伴们一起抓住描摹自我,重建自我,雕刻自我的契机。
感恩同学们,感恩黄老师。
本次修改在大家建议下,我增加了欧若拉图片,减少了关于神话重复的描述,点明了山海经的作品性质,在纯科学表达中加入了比喻,对于最后的APP神器,修改圈定为观测必备辅助工具,并且把文章的阅读对象,明确为有观测极光愿望的天文学初级爱好者。