茉莉
說起極光,《學(xué)與玩》的小讀者可能會想到2018年第8期中《幸福的極光觀察員》一文。不怕冷、能熬夜、英語過關(guān),就能完成觀察極光這項(xiàng)幸福的工作??墒?,大家知道嗎?還有一項(xiàng)工作也要觀察極光,同時(shí)還要具備非常豐富的太空物理知識,還得耐得住寂寞、忍受長時(shí)間的極夜。這就是極地中心研究員的工作,他們的研究領(lǐng)域與“極光女神”緊密地聯(lián)系在一起。
獨(dú)自挑戰(zhàn)極夜117天
每年的秋分日(9月23日前后)到第二年的春分日.(3月21日前后),北極會進(jìn)入到伸手不見五指的極夜。而11月到3月的晚上十點(diǎn)到凌晨兩三點(diǎn),是觀測極光的最佳時(shí)間。普通游客在極光出現(xiàn)的一瞬間,一定是邊舉著相機(jī)邊贊嘆它的美麗,而對于研究極地大氣和空間物理的研究員來說,個(gè)人審美就沒那么重要了,及時(shí)獲得第一手資料,拿到新鮮數(shù)據(jù)才是最關(guān)鍵的。
早在2004年7月,我國就于挪威斯瓦爾巴群島的新奧爾松建立了北極科學(xué)考察站,并取名為“黃河站”。它和建在南極的中山站一樣,處于一個(gè)利于觀測極光的極隙區(qū)緯度,而黃河站更是擁有全球極地科考中規(guī)模最大的空間物理觀測點(diǎn)!在這個(gè)考察站里,最重要的工作就是看極光。。曾在考察站中單獨(dú)工作的李斌博:士就曾說過,他每天除了看極光,還是看極光,而且一看就是117天!
極光顏色變換的秘密
看了上面的介紹,你或許會好奇,極光到底是一種怎樣神奇的存在?通俗地講,極光是太陽與大氣層合作表演的作品,是人們能用肉眼看見的唯一高空大氣氣現(xiàn)象。兩極的高層大氣,受到太陽風(fēng)的轟擊后會被電離,從而發(fā)出絢麗的光芒,這便是極光,自然界中最壯美的奇觀之一。
極光多種多樣,五彩繽紛,就像一位靈動的舞者將手中的彩色緞帶拋向天空。有時(shí),極光猶如節(jié)日的焰火在空中閃現(xiàn)一下就消失得無影無蹤,有時(shí)卻可以在蒼穹之下輝映幾個(gè)小時(shí)。極光的運(yùn)動變化,是大自然這個(gè)魔術(shù)師,以天空為舞臺上演的一出光的話劇,上下縱橫成百上千公里,甚至還存在近萬公里長的極光帶。
據(jù)不完全的統(tǒng)計(jì),目前能分辨清楚的極光色調(diào)已達(dá)一百六十余種。這是由于空氣中含有氫、氧、氮、氦、氖、氬等氣體,在帶電粒子流的作用下,這些氣體會發(fā)出不同顏色的光。極光色彩的千變?nèi)f化,其實(shí)反映的是我們地球大氣在高度上的不同分布。極光變換著顏色,一直在運(yùn)動,而這種運(yùn)動的背后,其實(shí)又是地球磁場不斷變化的結(jié)果。
研究極光有什么用
極光不僅是光學(xué)現(xiàn)象;還是無線電現(xiàn)象。人們通過雷達(dá)探測發(fā)現(xiàn),極光會輻射出極強(qiáng)的無線電波,它所伴隨的各種效應(yīng)對人類有著非常大的影響。比如,一架低空飛行的飛機(jī)恰好飛在極光發(fā)生區(qū),它和地面進(jìn)行通信時(shí),極可能因收不到衛(wèi)星傳遞的信號而出現(xiàn)安全問題。再比如,高鐵的線路、電網(wǎng)是一個(gè)幾千公里長的、連續(xù)的金屬導(dǎo)體。這些金屬導(dǎo)體在強(qiáng)烈的極光作用下會發(fā)生極強(qiáng)的磁場變化,被激發(fā)出很強(qiáng)的電流。這種高強(qiáng)能量,會摧毀很多與電相關(guān)一的設(shè)施。
還有更常見的,我們用到的導(dǎo)航系統(tǒng),都是和衛(wèi)星直接連線的。這個(gè)過程中,信號要穿越地球的電離層。當(dāng)電離層受到太陽風(fēng)的作用發(fā)生強(qiáng)烈的擾動時(shí),信號就會出現(xiàn)很大的偏差。此外,極光還可以影響氣候、生物等。
極光有如此大的威力,難怪科學(xué)家要長時(shí)間待在極夜中,時(shí)時(shí)刻刻觀察極光、收集極光的數(shù)據(jù)。這樣,他們才能像預(yù)報(bào)天氣一樣及時(shí)預(yù)報(bào)極光,并利用極光所產(chǎn)生的能量為天類造福。當(dāng)然,目前我們對極光的了解還在初級階段,還有許許多多沒有解開的謎,正等待著我們?nèi)グl(fā)掘。讓我們對一邊看極光、一邊記數(shù)據(jù)的不一樣的極光觀察員致敬!