极光:地球大放电
发布日期:2022-08-11周末的时光总是愉快的,爸爸带着开开又来到了科技馆,在各类科学互动展品中学习体会科学知识。走着走着,两个人来到了一处知识展板前,开开对展板上的图片十分好奇。
“爸爸,这图片里是什么东西啊?”开开好奇地问,“好像云彩一样,五颜六色的,又比云彩好看太多了。”
“这些是极光的图片啊。”爸爸回答道。
“极光?什么是极光啊?”开开问爸爸。
“极光是自然界中最漂亮的奇观之一。”爸爸给开开讲道,“极光一般出现在人烟稀少的南北极。形状千变万化、璀璨壮丽的光带挂在夜空,有时呈带状,有时成弧状、幕状或放射状,神秘又梦幻,非常漂亮。”
“我想起来了,好像之前学校组织科普活动时介绍过。”开开兴奋地说,“极光是原子与分子在地球大气层最上层运作激发的光学现象。”
“开开说的没错,”爸爸说,“那么开开,你知道极光具体的形成过程吗?”
“这个我就不知道了,上次科普活动时间很短,我也没怎么太仔细看。”开开挠着头说。
“那爸爸来告诉你吧。”爸爸给开开解释道,“是太阳向各个方向喷射出了无数的带电微粒。当这些带电微粒撞向地球、进入地球磁场的作用范围时,由于地球磁场的影响,这些带电微粒便沿着地球的磁力线高速进入南北磁极附近,与高层空气中的分子发生碰撞。碰撞的过程中会释放能量,于是就出现了极其绚丽的极光。”
“那为什么极光会出现各种各样的颜色呢?”开开问爸爸。
“刚才说了,太阳会喷射出带电粒子,而带电粒子是比较活跃的。当它们进入大气后,会带动大气中的氧和氮一起活跃,于是就会发光。”爸爸解释道,“氧进入活跃状态200秒后,就可以发出红色的光。不过,这个时间相对长了些,一旦被其他物质干扰,活力就会下降,最后只好发出绿色的光。而氮活跃后,则会发出紫光和蓝光,但相对而言偏少。总的来说,绿色和蓝绿色的极光是最常见的,红色、黄色乃至粉色的极光就很少见了,它们通常出现在整个光幕的边缘。不过,要是太阳风格外强烈,让大气中的氧极度活跃,那么通体红色的极光也会出现的。”
“原来极光绚丽的颜色是这么来的啊。”开开问爸爸,“那为什么极光都是像带子一样的形状呢?”
“是这样的,从基本结构上来看,极光有带状和散片状两种。所谓‘带状’,就是看起来像一条完全在空中展开的绫罗绸缎,有直的也有弯曲的,这是极光最基本的形态”爸爸看着开开讲道,“而‘散片状’,则是极光活动更强烈时的形态。原本均匀连贯的‘绫罗绸缎’就会逐渐崩解,最终会形成像‘天女散花’一样的碎片。一次完整的极光,通常先是带状的,然后逐渐崩解。当然,一些活力不足的极光,还没发展到更强烈的时候就消失了。”
“唉~好想亲眼看一次极光啊。”开开感叹着。
“现在不太可能,等开开放假吧。到时候看看有没有机会我们一起去俄罗斯旅游。在俄罗斯的摩尔曼斯克就有机会看到极光。”爸爸说。
“太好了,好期待啊!”开开兴奋的叫道。
【知识卡】极光:地球大放电
由于地磁倾角的存在,地面上能观测到极光的位置在不同的大陆板块上有很大的差异。
目前来说,由于北半球的磁极更加偏向北美大陆,因此北美的地磁纬度比亚欧大陆偏高,这意味着加拿大、美国北部更有机会观测到极光,而在欧洲,地理纬度更高的挪威、瑞典、芬兰及俄罗斯的北部地区才能看到极光。
而在南半球则只有位于南极的科学考察站和澳大利亚、新西兰的南部地区、和岛屿以及南美洲和非洲最南部的少数地区才有机会看到极光。