文|凹凹

美麗的極光

文|凹凹

極光被視為自然界最漂亮的奇觀之一，因此極光一直是許多神話的主題。隨著科技的進(jìn)步，極光的奧秘也越來越為我們所知，原來，這美麗的景色是太陽與大氣層合作表演出來的作品——極光是發(fā)生在地球高磁緯地區(qū)高層大氣中的一種絢麗多彩的大規(guī)模發(fā)光放電現(xiàn)象。

兩千多年前，我國古人就開始觀測(cè)極光，有著豐富的極光記錄。極光多種多樣，五彩繽紛，形狀不一，綺麗無比，在自然界中還沒有哪種現(xiàn)象能與之媲美。任何彩筆都很難繪出那在嚴(yán)寒的兩極空氣中嬉戲無常、變幻莫測(cè)的炫目之光。極光有時(shí)出現(xiàn)時(shí)間極短，猶如節(jié)日的焰火，在空中閃現(xiàn)一下就消失得無影無蹤；有時(shí)卻可以在蒼穹之中輝映幾個(gè)小時(shí)；有時(shí)像一條彩帶，有時(shí)像一團(tuán)火，有時(shí)像一幅五光十色的巨大銀幕在上映電影，給人以美好的視覺享受。

極光的形成與分布

長(zhǎng)期以來，極光的成因未能得到滿意的解釋。在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，人們一直認(rèn)為極光可能是由以下三種原因形成的。一種看法認(rèn)為極光是地球外面燃起的大火，因?yàn)楸睒O區(qū)臨近地球的邊緣，能看到這種大火。另一種看法認(rèn)為，極光是紅日西沉以后，透射反照出來的輝光。還有一種看法認(rèn)為，極地冰雪豐富，它們?cè)诎滋煳贞柟?，貯存起來，到夜晚釋放出來，便成了極光?？傊?，眾說紛紜，無一定論。直到20世紀(jì)60年代，科學(xué)家將地面觀測(cè)結(jié)果與衛(wèi)星和火箭探測(cè)到的資料結(jié)合起來研究，才逐步形成了極光的物理性描述。

現(xiàn)在，人們認(rèn)識(shí)到，極光一方面與地球高空大氣和地磁場(chǎng)的大規(guī)模相互作用有關(guān)，另一方面又與太陽噴發(fā)出來的高速帶電粒子流有關(guān)，這種粒子流通常稱為太陽風(fēng)。由此可見，形成極光必不可少的條件是大氣、磁場(chǎng)和太陽風(fēng)，缺一不可。

根據(jù)對(duì)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。如果我們乘著宇宙飛船，越過地球的南北極上空，從遙遠(yuǎn)的太空向地球望去，會(huì)見到圍繞地球磁極存在一個(gè)閃閃發(fā)亮的光環(huán)，這個(gè)環(huán)就叫作極光卵。由于它們向著太陽的一邊有點(diǎn)被壓扁，而背太陽的一邊卻稍稍被拉伸，因而呈現(xiàn)出卵一樣的形狀。極光卵處在連續(xù)不斷的變化之中，時(shí)明時(shí)暗，時(shí)而向赤道方向伸展，時(shí)而又向極點(diǎn)方向收縮。處在午夜時(shí)分的光環(huán)顯得最寬最明亮。長(zhǎng)期觀測(cè)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，極光最經(jīng)常出現(xiàn)的地方是在南北磁緯度67°附近的兩個(gè)環(huán)帶狀區(qū)域內(nèi)，分別稱作南極光區(qū)和北極光區(qū)。在極光區(qū)內(nèi)，差不多每天都會(huì)發(fā)生極光活動(dòng)。

極光不只出現(xiàn)在地球，太陽系內(nèi)其他具有磁場(chǎng)的行星上也有極光。木星、土星這兩顆行星都有比地球更強(qiáng)的磁場(chǎng)（木星在赤道的磁場(chǎng)強(qiáng)度是4.3高斯，相比之下地球只有0.3高斯），而且兩者也都有強(qiáng)大的輻射帶。哈勃太空望遠(yuǎn)鏡也很清楚地看見這兩顆行星的極光，更有科學(xué)家稱火星上也有極光！

極光的現(xiàn)象與分類

幾百年以來，極光一直是人們猜測(cè)和探索的天象之謎。13世紀(jì)時(shí)，人們認(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（在南極所見到的同樣的光稱為南極光）。

寒冷的極區(qū)，舉目瞭望夜空，常見到五光十色、千姿百態(tài)、形狀各異的極光。毫不夸張地說，世界上簡(jiǎn)直找不出兩個(gè)一模一樣的極光形體來。

1890年，挪威物理學(xué)家柏克蘭認(rèn)為，離地球1.5億千米的太陽幾乎連續(xù)不斷地向地球放射物質(zhì)點(diǎn)。而離地球6.5萬千米以外有一層磁場(chǎng)將地球罩住。當(dāng)太陽的質(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。每顆太陽質(zhì)點(diǎn)含有等于1 000伏特的電力。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而產(chǎn)生極強(qiáng)的光，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。

從科學(xué)研究的角度，人們將極光按其形態(tài)特征分成五種：一是底邊整齊微微彎曲的圓弧狀的極光弧，二是有彎扭褶皺的飄帶狀的極光帶，三是如云朵一般的片朵狀的極光片，四是如面紗一樣均勻的帳幔狀的極光幔，五是沿磁力線方向的射線狀的極光芒。

按照極光觀測(cè)的電磁波波段，可分為光學(xué)極光、無線電極光等。

按照極光激發(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。

3.演習(xí)前1 d:戰(zhàn)備等級(jí)轉(zhuǎn)換及物資轉(zhuǎn)運(yùn)，按一級(jí)部署展開醫(yī)學(xué)中心基本指揮所，加強(qiáng)戰(zhàn)備值班。醫(yī)療隊(duì)接到命令后組織隊(duì)員快速集結(jié)，進(jìn)行攜行物品器材裝載。到達(dá)碼頭，組織物資裝載上艦，接收艦編醫(yī)務(wù)人員和艦載醫(yī)療設(shè)備，明確各人員分工。

極光的能量與威力

根據(jù)美國國家航空航天局“瑟宓斯衛(wèi)星任務(wù)”傳回的新數(shù)據(jù)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)太陽釋放的帶電粒子像一道氣流飛向地球，碰到北極上空磁場(chǎng)時(shí)又形成若干扭曲的磁場(chǎng)，帶電粒子的能量在瞬間釋放，以燦爛炫目的北極光形式呈現(xiàn)，而地球的極光主要只有紅、綠二色是因?yàn)樵跓岢蓪拥牡獨(dú)夂脱踉颖浑娮优鲎?，分別發(fā)出紅色和綠色光。讓人驚訝的是，帶電粒子和磁場(chǎng)接觸形成的地磁風(fēng)暴以每分鐘650千米的速度掠過空中，威力相當(dāng)于芮氏規(guī)模5.5級(jí)地震。

極光在地球大氣層中投下的能量，可與全世界各國發(fā)電廠所產(chǎn)生電容量的總和相比。這無比強(qiáng)大的能量常攪亂無線電和雷達(dá)信號(hào)。極光產(chǎn)生的強(qiáng)力電流，可影響微波傳播，使電路中的電流局部或完全“損失”，甚至使電力傳輸線受到嚴(yán)重干擾，使某些地區(qū)暫時(shí)失去電力供應(yīng)。怎樣利用極光所產(chǎn)生的能量為人類造福，是當(dāng)今科學(xué)界的一項(xiàng)重要使命。

極光的亮度與聲音

極光形體的亮度變化也是很大的，從剛剛能看得見的銀河星云般的亮度，一直亮到滿月時(shí)的月亮亮度。強(qiáng)極光出現(xiàn)時(shí)，地上物體的輪廓都能被照見，甚至?xí)粘鑫矬w的影子。最為動(dòng)人的是極光運(yùn)動(dòng)所造成的瞬息萬變的奇妙景象。我們形容事物變得快時(shí)常說，“眼睛一眨，老母雞變鴨。”極光真是這樣，翻手為云，覆手為雨，變化莫測(cè)，這一切往往發(fā)生在幾秒鐘或數(shù)分鐘之內(nèi)。極光的運(yùn)動(dòng)變化，是自然界這個(gè)魔術(shù)大師以天空為舞臺(tái)上演的一出光的話劇，上下縱橫成百上千千米，甚至還存在近萬千米長(zhǎng)的極光帶。這種宏偉壯觀的自然景象，好像沾了一點(diǎn)仙氣似的，頗具神秘色彩。令人嘆為觀止的則是極光的色彩，早已不能用五顏六色去描繪。說到底，其本色不外乎是紅、綠、紫、藍(lán)、白、黃，可是大自然這一超級(jí)畫家用出神入化的手法，將深淺濃淡、隱顯明暗一搭配、一組合，一下變成了萬花筒。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，能分辨清楚的極光色調(diào)已達(dá)一百六十余種。極光這般多姿多彩，如此變化萬千，又是在這樣遼闊無垠的蒼穹中、漆黑寂靜的寒夜里和荒無人煙的極區(qū)，此情此景，此時(shí)此刻，面對(duì)五彩繽紛的極光圖形，親愛的同學(xué)們，你說能不令人心醉，不叫人神往嗎？無怪乎在許許多多的極區(qū)探險(xiǎn)者和旅行家的筆記中，描寫極光時(shí)往往顯得語竭詞窮，只好說些“無法用言語形容”“再也找不出合適的詞句加以描繪”之類的話作為遁詞。是的，普通的美麗、壯觀、奇妙等字眼在極光面前均顯得異常的蒼白無力，可以說，即使有生花妙筆也難述說極光的神采、氣勢(shì)、秉性脾氣于萬一。

極光不僅是個(gè)光學(xué)現(xiàn)象，而且是個(gè)無線電現(xiàn)象，可以用雷達(dá)進(jìn)行探測(cè)研究，它還會(huì)輻射出某些無線電波。極光不僅是科學(xué)研究的重要課題，它還直接影響到無線電通信，長(zhǎng)電纜通信，以及長(zhǎng)的管道和電力傳送線等許多實(shí)用工程項(xiàng)目。極光還可以影響到氣候，影響生物學(xué)過程。當(dāng)然，極光也還有許許多多沒有解開的謎。

現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展，使人類能夠用理性的眼光看待極光，對(duì)它做出更多更科學(xué)的解釋。

知識(shí)鏈接

觀賞極光的小常識(shí)

一、最佳觀賞時(shí)間：每年2月、3月、10月的晚上6時(shí)至凌晨1時(shí)。

三、觀賞的必要條件：

1.室外溫度-10 ℃～-15 ℃。

2.天空晴朗無云。

3.避開滿月和有許多其他光源的地方。

四、注意事項(xiàng)：

1.出發(fā)前先上網(wǎng)查一下目的地這段時(shí)間極光是否強(qiáng)烈。

2.衣物必備：滑雪衫滑雪褲或者沖鋒衣沖鋒褲、抓絨帽或羽絨帽、防水抓絨厚手套、高筒或者中筒防水雪地靴、防風(fēng)面罩或者口罩、抓絨圍巾、滑雪鏡、耳罩、暖水壺、暖寶寶、防潮墊等。

五、拍攝極光的必備工具：

單反相機(jī)、廣角鏡頭、三腳架、快門線、頭燈或者小手電、隨身小相機(jī)等。