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欧若垃:极夜里的美丽守候

2020-05-08含羞草

第二课堂(初中版) 2020年4期
关键词:太阳风北极光极光

含羞草

一说到“欧若拉”,不少人会想起张韶涵的那首成名曲,悠扬的旋律下,仿佛北极光黎明女神欧若拉在吟唱大地之歌。对于普通人而言,亲眼看见北极光可能是一种奢望,而对于极地中心的李斌博士来说,他的研究领域却与这位“极光女神”紧密地联系在一起。

独自挑战极夜117天

每年的秋分日到第二年的春分日,北极会进入伸手不见五指的极夜。11月到3月期间的晚上十点到早上两三点,是观测极光的最佳时间。普通游客在极光发生的一瞬间,一定是边举着相机边赞叹它的美丽,而作为一名研究极地大气和空间物理的科学家来说,个人审美就没那么重要了,及时获得第一手资料,拿到最佳数据才是首要的。

早在2004年7月,我国于挪威的斯瓦尔巴群岛建立了北极科学考察站黄河站,它和建在南极的中山站一样均处于一个有利于观测极光的极隙区纬度,而黄河站更是拥有全球极地科考中规模最大的空间物理观测点!李斌博士自然不会错过这个天时地利的机会,独自一人背起行囊,来到极夜中的黄河站,他每天除了看极光,还是看极光,而且一待就是117天!

什么是极光

看了上面的介紹,你一定会像我一样好奇,极光到底是一种怎样神奇的存在?通俗地讲,极光是太阳与大气层合作表演出来的作品,是人们能用肉眼看得见的唯.一的高空大气现象。在太阳创造的诸如光和热等形式的能量中,有一种能量被称为“太阳风”。太阳风是太阳喷射出的一束束可以覆盖地球的强大的带电粒子流,它在地球上空环绕地球流动,以大约每秒400千米的速度撞击地球磁场。地球磁场形如漏斗,尖端对着地球的南北两个磁极,因此太阳发出的带电粒子沿着地磁场这个“漏斗”沉降,进入地球的两极地区。地球两极的高层大气,受到太阳风的轰击后会被电离,从而发出绚丽的光芒,这便是极光。极光被人们视为自然界中最漂亮的奇观之一。

极光那么美,我们去哪看

如果我们乘坐宇宙飞船,越过地球的南北极上空,从遥远的太空向地球望去,会见到围绕地球磁极有一个闪闪发亮的光环,这个光环叫作极光卵。极光卵的中心并不是我们想象中的南北极,它是以地磁极为中心的。并且极光卵处在连续不断的变化中,时明时暗,时而向赤道方向伸展,时而又向极点方向收缩,但处在午夜部分的光环显得最宽最明亮。长期观测的统计结果表明,极光最常出现的地方是在南北纬 度67度附近的两个环带状区域内,分别称作南极光区和北极光区。在极光区内差不多每天都会发生极光活动。

比如在北欧大陆上斯堪的那维亚半岛的西北角、挪威的北部和靠西的位置,恰好和极光卵相切,所以这里是既容易到达,又最容易看到极光的地方。美国的阿拉斯加、加拿大的北部地区等也都是非常好的极光观测位置。

极光颜色变换的秘密

极光多种多样,五彩缤纷,犹如一位灵动的舞者将手中的彩绸缎带抛向天空。有时又如节日的焰火在空中闪现一下就消失得无影无踪,有时却可以在苍穹之中辉映几个小时,有的异常光亮,欲夺星月之光辉……极光的运动变化,是大自然这个魔术师,以天空为舞台上演的一出光的魔术,上下纵横成百上千千米,甚至还存在近万千米长的极光带。

据不完全统计,目前能分辨清楚的极光色调已达160多种。这是由于空气中含有氢、氧、氮、氦、氖、氩等气体,在带电粒子流的作用下,这些气体会发出不同颜色的光。极光色彩的千变万化,其实反映的是我们地球大气在高度上的不同分布。极光变换着颜色,一直在运动。而这种运动,其实又是地球磁场和大气在

不断变化的结果。

研究极光有什么用

极光不仅是光学现象,还是无线电现象。人们通过雷达探测发现,极光会辐射出极强的无线电波,它所伴随的各种效应对人类有着非常大的影响。比如一架低空飞行的飞机恰好飞人极光发生区,它和地面进行通讯时,极可能因收不到卫星传递的信号而造成安全隐患。比如高铁的线路、电网,是一个几千千米长的连续的金属导体,这些金属导体在强烈的极光的作用下会发生极强的磁场变化,从而激发出很强的电流,这种高强能量,会摧毁很多跟电相关的 系统。还有更常见的,比如我们每天都要用到的GPS导航或者北斗导航,都在和卫星发生着直接的联系,这个过程信号要穿越地球的电离层。当电离层受到太阳风的作

用发生强烈的扰动时,信号就会出现很大的偏差。它还直接影响到无线电通信、长电缆通信,以及长的管道和电力传送线等许多实用工程项目。极光还可以影响到气候,影响生物学过程等。

因此,及时预测播报极光,利用极光所产生的能量为人类造福,是当今科学界的一项重要使命。极光还有许许多多没有解开的谜,正等待着我们去发掘。

(编辑文 墨)

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