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極光是怎么形成的?

朱琳玲
2024年10月10日07:41 | 來(lái)源:人民網(wǎng)-人民日?qǐng)?bào)
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最近,在黑龍江、內(nèi)蒙古、新疆等地,有時(shí)可以見(jiàn)到壯麗的極光——夜幕降臨,天空逐漸被淡淡的極光點(diǎn)亮,隨著時(shí)間推移,光斑和柱狀結(jié)構(gòu)愈發(fā)明顯,形成一道道光柱,從天際延伸至地平線,絢麗多彩。

極光的產(chǎn)生與地磁暴現(xiàn)象有關(guān)。太陽(yáng)風(fēng)與地球磁場(chǎng)相互作用,有時(shí)會(huì)引發(fā)地磁暴。地磁暴是一種強(qiáng)烈的地球磁場(chǎng)擾動(dòng)現(xiàn)象。在地磁暴發(fā)生過(guò)程中,來(lái)自太陽(yáng)的帶電粒子與地球大氣中的分子或原子發(fā)生碰撞,大氣分子或原子被激發(fā)至高能態(tài)。高能態(tài)是分子或原子獲得額外能量后的狀態(tài),它們?cè)谶@個(gè)狀態(tài)下不太穩(wěn)定,需要釋放能量回落到更穩(wěn)定的低能態(tài),在這一過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生可見(jiàn)光。由于以上過(guò)程主要發(fā)生在地球兩極地區(qū),所以產(chǎn)生的可見(jiàn)光被稱為極光。

來(lái)自太陽(yáng)的帶電粒子的能量、地球大氣密度、大氣中分子或原子(主要是氮和氧)的分布特性決定了極光的顏色。例如,地球大氣中氮和氧的分布和密度會(huì)隨著距離地面高度變化而改變,導(dǎo)致不同高度處被激發(fā)的主要大氣成分存在差異,進(jìn)而產(chǎn)生不同顏色的極光。通常情況下,距離地面200公里以上的極光以紅色為主,100到200公里間的極光以綠色為主,100公里以下則是藍(lán)色、紫色或多種顏色混合的極光,最終呈現(xiàn)五彩斑斕的壯美畫(huà)面。

太陽(yáng)活動(dòng)存在一個(gè)時(shí)長(zhǎng)約11年的周期,一般表現(xiàn)為低谷期、上升期、高峰期和下降期。目前太陽(yáng)活動(dòng)正進(jìn)入高峰期,活動(dòng)相當(dāng)頻繁,太陽(yáng)磁場(chǎng)更加復(fù)雜,能量釋放也愈發(fā)劇烈。在高峰期,太陽(yáng)表面的黑子數(shù)量顯著增加,伴隨著頻繁的太陽(yáng)耀斑和日冕物質(zhì)拋射,地磁暴仍存在爆發(fā)的可能性,極光也會(huì)隨之而來(lái)。

地磁暴現(xiàn)象發(fā)生時(shí),由于大氣密度增加所產(chǎn)生的拖曳作用,可能會(huì)對(duì)低軌航天器制造一定的飛行阻力,使其軌道出現(xiàn)明顯衰減,因此需要加強(qiáng)對(duì)其軌道的監(jiān)測(cè)并根據(jù)需要進(jìn)行軌道調(diào)控。另外,信鴿等依賴地磁感應(yīng)導(dǎo)航的動(dòng)物,也可能會(huì)受到地磁暴干擾。

對(duì)普通人而言,地磁暴的影響非常微弱,可以忽略不計(jì),不會(huì)影響身體健康,因此不必驚慌或者采取特殊防護(hù)措施。想要“追光”的公眾,可以密切關(guān)注相關(guān)預(yù)報(bào)信息,選擇高緯度、開(kāi)闊且光污染較少的地區(qū)觀賞。

(作者為國(guó)家衛(wèi)星氣象中心(國(guó)家空間天氣監(jiān)測(cè)預(yù)警中心)高級(jí)工程師,本報(bào)記者李紅梅采訪整理)

《 人民日?qǐng)?bào) 》( 2024年10月10日 13 版)

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(責(zé)編:李慧博、孫娜)

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