极光!为啥不在极地也能看?揭秘炫彩极光背后的原理

极光!为啥不在极地也能看?揭秘炫彩极光背后的原理

6月1日在黑龙江省双鸭山市集贤县拍摄的极光和流星。新华社发(韩阳摄)

6月1日夜,黑龙江省望奎县卫星水库上空的银河拱桥与极光交相辉映(拼接照片)。新华社记者 谢剑飞 摄

6月2日在黑龙江省尚志市拍摄的极光。 新华社发(刘大鹏摄)

6月2日在黑龙江省牡丹江市海林市大锅盔山拍摄的极光。新华社发(王宝勋摄)

6月2日在黑龙江省黑河市爱辉区张地营子乡的黑龙江边拍摄的极光。新华社发(马勇摄)

黑龙江多地上空出现绚烂极光

引发了网友们的强烈好奇心

在大家印象里极光出现在两极地区

为什么中低纬度地区也会出现极光呢?

极光是如何产生的?

照明需要能量,夜晚的万家灯火需要电能,极地上空流光溢彩的极光同样需要能量。地球上大部分能量都来源于太阳,极光也不例外,其能量的来源也是太阳。

太阳是一个时刻都在进行核聚变的巨大天体,除了给地球提供能量以外,核聚变还会不停产生大量高能带电粒子。这些物质喷涌而出,充斥在整个太阳系,被形象地称为太阳风。

众所周知,地球磁场就如同一个大罩子一般,可抵挡来自宇宙的“千军万马”。因此,太阳风并不会直接吹到地球上,而是被地球磁场这个大罩子挡在外面。

但这个大罩子的形状实际上如上图所示,它在极区有漏洞!一些太阳风粒子就会冲到极区的大气层,大气被这些粒子撞击放电,产生了绚烂的光芒。一般情况下,只有在极区附近才能看到,所以叫做极光。

从拍摄的照片显示,这次黑龙江多地的天空被绚丽的极光渲染成粉紫色,与常见的绿色极光形成鲜明对比。

我们知道了,极光的产生与地磁暴密切相关。当地磁暴强度足够大时,太阳释放的高能带电粒子能穿透至更低的大气层,与氮分子碰撞产生蓝紫色光,同时与高层氧原子发出的红光混合,最终形成独特的粉紫色极光。

极光的色彩斑斓多变,其颜色取决于发生碰撞的高度。在距地面300千米以上的高空,极光主要以浅红色呈现;而在200至300千米的高度,则转变为深红色;100至200千米的高度则以绿色为主;低于100千米的高度,则可能出现蓝色、紫色或多种颜色的混合。

为何中低纬度地区能看到极光?

北半球极光多出现在北纬60°以上的高纬度地区。但此次受强烈地磁暴影响,极光活动范围罕见地向南扩展至北纬45°左右的黑龙江地区。佳木斯市和黑河市分别位于黑龙江北部和东北部,因此得以见证这一罕见天象。

在一般情况下,太阳的高能带电粒子抵达地球附近时,地球磁场会把它们导向地球两极。但如果抵达地球的太阳高能带电粒子特别强,和地球磁场发生相互作用产生特别强的地磁暴,有些高能带电粒子会在中纬度或者低纬度地区进入大气层,就有可能在中低纬度地区产生极光。

极光也能被预报?

此前@空间天气 发布的地磁活动提示。极光也能被预报吗?

首先需要了解下什么是空间天气。空气天气和地面上的天气预报有着很大不同,天气预报主要是指大气层特别是对流层内的风霜雨雪。

空间天气是指对大气层以外的,特别是对太阳活动的预报,像是太阳风、太阳带电粒子雨、太阳耀斑。空间天气预报的影响主要针对航天器,对陆地上而言主要是对磁层的干扰,具体体现在对通讯领域的干扰,电磁场扰动还会影响到电力和输油管网。

所以空间天气预报就好像地面的天气预报,对太阳活动作出预警,让地面上可能受影响的领域及时做好防范。

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来源:

新华视界、快科技、中国气象局等

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