絢麗而神秘的極光

程歡

在人煙稀少的地球極地，時(shí)常會(huì)有璀璨壯麗、千變?nèi)f化的美麗光帶劃過(guò)夜空。極光就像是大自然的一幅神奇畫作，將夜空點(diǎn)綴得五彩斑斕、絢麗多姿。

極光是什么

極光是一種絢麗多彩的等離子體現(xiàn)象，通常出現(xiàn)在星球緯度靠近地磁極地區(qū)上空，因來(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。在南極發(fā)生的極光叫南極光，在北極發(fā)生的極光叫北極光。

極光有時(shí)出現(xiàn)時(shí)間極短，猶如焰火，在空中閃現(xiàn)一下就消失得無(wú)影無(wú)蹤；有時(shí)可以在蒼穹之中輝映幾個(gè)小時(shí)。

極光因其獨(dú)特的外表，在古代被認(rèn)為是奇異的天象且與兇吉禍福相聯(lián)系，《山海經(jīng)》中的“燭龍”可能就是人類對(duì)極光最早的描述。

絢麗色彩從何而來(lái)

極光一般呈帶狀、弧狀、幕狀、放射狀，五光十色。其多種多樣的形態(tài)和顏色取決于多種因素：帶電粒子的能量、密度、分布、方向；磁場(chǎng)的強(qiáng)度、方向、變化；大氣層的成分、密度、溫度、壓強(qiáng)等。極光的形態(tài)和顏色會(huì)隨時(shí)間和空間變化而變化。

常見(jiàn)的極光有兩種顏色，分別是綠色與紅色。綠色的極光的高度比紅色的更低，因?yàn)榧t光對(duì)應(yīng)的氧原子激發(fā)態(tài)壽命要比綠光對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)得多。大氣密度隨高度增加而減小，因此只有在足夠高的高度才有足夠稀薄的大氣，才能留給紅光氧原子充足的時(shí)間恢復(fù)。

有益也有害

極光作為一種復(fù)雜而動(dòng)態(tài)的等離子體現(xiàn)象，其發(fā)生涉及太陽(yáng)物理學(xué)、空間物理學(xué)、大氣物理學(xué)、等離子體物理學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域。通過(guò)對(duì)極光進(jìn)行觀測(cè)和研究，人們可以了解太陽(yáng)活動(dòng)和地球環(huán)境之間的相互作用和變化，從而提高對(duì)太陽(yáng)風(fēng)暴、地磁風(fēng)暴、電離層擾動(dòng)等現(xiàn)象的預(yù)報(bào)和防護(hù)能力。

同時(shí)，通過(guò)對(duì)極光進(jìn)行模擬和實(shí)驗(yàn)，人們可以探索等離子體發(fā)光和加速的機(jī)制和方法，從而為人類利用等離子體進(jìn)行能源開(kāi)發(fā)和材料加工等提供新的思路和技術(shù)。

但極光是一種強(qiáng)烈的電磁干擾源，會(huì)對(duì)地球上的無(wú)線電波、衛(wèi)星信號(hào)、電力線路等產(chǎn)生不利的影響。比如，極光會(huì)使無(wú)線電通信中斷、衛(wèi)星信號(hào)發(fā)生延遲偏移、電力線路發(fā)生短路等。因此，人們?cè)谛蕾p美麗的極光時(shí)，要注意防范極光的危害，做好相應(yīng)的準(zhǔn)備和應(yīng)對(duì)措施。

（特約編輯 張思瑾 實(shí)習(xí)編輯 李開(kāi)顏）