北极光(图)

这是怎么形成的？？
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哇，好美噢，原来真的有这种画面的。

AnM

i can't tell in detail but is because of interaction between earth's magnetic field and some type of radiation from sun....and it couse this effect....
only north and south poles can c because there hv stronger magnetic field

好美的景象。。。

俠客

Thanks,
it look very nice

Solar Powered Display
The short answer to how the aurora happens is that energetic electrically charged particles (mostly electrons) accelerate along the magnetic field lines into the upper atmosphere, where they collide with gas atoms, causing the atoms to give off light. But why does that happen? To find the answer, we must look further away, to the Sun. The spectacular, "great" auroras in "What do they look like?" are powered by what is called the solar wind.

The Sun also has an atmosphere and a magnetic field that extend into space. The Sun's atmosphere is made of hydrogen, which is itself made of subatomic particles: protons and electrons. These particles are constantly boiling off the Sun and streaming outward at very high speeds.  Together, the Sun's magnetic field and particles are called the "solar wind."

This wind is always pushing on the Earth's magnetic field, changing its shape.  You change the shape of a soap bubble in a similar way when you blow on its surface. We call this compressed field around the earth the magnetosphere. The Earth's field is compressed on the day side, where the solar wind flows over it. It is also stretched into a long tail like the wake of a ship, which is called the magnetotail, and points away from the Sun.  

Squeezing the Earth's magnetic field takes energy, just the way it takes energy to compress a balloon with air in it. The whole process is still not fully understood, but energy from the solar wind is constantly building up in the magnetosphere, and this energy is what powers auroras.


The Big Push
So we have the Earth's magnetosphere, with the solar wind squeezing the magnetosphere and charged particles everywhere in the field. Solar particles are always entering the tail of the magnetosphere from the solar wind and moving toward the Sun. Now and then, when conditions are right, the build-up of pressure from the solar wind creates an electric voltage between the magnetotail and the poles, like the voltage between the two terminals of a battery. It can reach about 10,000 volts!

The voltage pushes electrons (which are very light) toward the magnetic poles, accelerating them to high speeds, much like the electrons in a TV picture tube that accelerate to hit the screen. They zoom along the field lines towards the ground to the north and south, until huge numbers of electrons are pushed down into the upper layer of the atmosphere, called the ionosphere.


In the ionosphere, the speeding electrons collide violently with gas atoms. This gives the gas atoms energy, which causes them to release both light and more electrons. In this way, the gases of the ionosphere glow and conduct flowing electric currents into and out of the polar region. The electrons flowing back out don't have as much energy as the speedy incoming ones had - that energy went into creating the aurora!

  
The way the aurora works is a lot like a neon sign, except that in the aurora, the conducting gas is in the ionosphere, instead of a glass tube, and the current travels along magnetic field lines instead of copper wires.  

(Adapted from http://www.exploratorium.edu/learning_studio/auroras/happen.html)

Hope this can satisfied you!

卿卿知我心

哇！鸡肠啊！做末不翻译去华语？

gradient

卿卿知我心 于 7-5-2004 08:42 AM  说 :
哇！鸡肠啊！做末不翻译去华语？

你应该去学学英文咯！也是个机会让你学英语。

卿卿知我心 于 7-5-2004 08:42  说 :
哇！鸡肠啊！做末不翻译去华语？

Eee...不翻译成华文，有很多原因啦..一来，我不是英华翻译员..二来，我的英文并没太高的水准，自认没能当大家的翻译员的资格，也深怕翻译得不贴切而引来误解或某人的不满。希望你能见谅了。或许下次我该往一些华文网站去找。

这里，我刚浏览了些中文网站，得了些关于极光形成的原因，但只是个简略。

極光
   
前言

　在北極圈內，經常可以看到一種絢麗壯觀的「北極光」（aurora borealis）；在南極圈內所見的類似景象，則稱為「南極光」（aurora australis）。但在人口稠密地帶卻不常見。這是多少世紀以來引起人們猜測和探索的天象之謎，古代的中國人、日本人、希臘人、羅馬人都有文字描述。從前愛斯基摩人以為是鬼神引導死者靈魂上天堂的火炬，許多民族也有他們不同的極光傳說。長期以來，極光的成因一直未能得到滿意的解釋。在相當長一段時間內，人們一直認為極光可能是由以下三種原因形成的。一種看法認為，極光是地球外面燃起的大火，因為北極區臨近地球的邊緣，所以能看到這種大火。另一種看法認為，極光是夕日西沉以後，秃娩反照出來的輝光。還有一種看法認為，極地冰雪豐富，它們在白天吸收陽光，貯存起來，到了夜晚釋放出來，便成了極光。總之，眾說紛紜，沒有定論。直到本世紀60年代，將地面觀測結果與衛星、火箭探測到的資料結合起來研究，才逐步形成了極光的物理性描述。


成因

　現在人們認識到，極光一方面與地球高層大氣和地球磁場的大規模相互作用有關，另一方面又與太陽噴發出來的高速帶電粒子流有關，這種粒子流通常稱為太陽風（solar wind）。由此可見，形成極光必不可少的條件是大氣、磁場和太陽風，缺一不可。具備這三個條件的太陽系其他行星，如木星、土星和水星周圍也會產生極光，這已被實驗觀察的事實所證明。

　地球磁場分布在地球周圍，受太陽風的吹拂而被包裹著，形成一個棒槌狀的腔體，它的科學名稱叫做磁層（magnetosphere） 。為了更具體一點起見，我們可以把磁層看成是一個巨大無比的電視映像管，它將進入高空大氣的太陽風粒子流匯聚成束，聚焦到地磁的極區，極區大氣就是映像管的螢光幕，極光就是電視螢幕上移動的圖像。但是，這裡的電視螢幕卻不是20吋或是29 吋，而是直徑為40000公里的極區高空大氣。通常，地面上的觀眾在某個地方只能見到畫面的五十分之一。在電視映像管中，電子束擊中電視螢幕，因為螢幕上塗有發光物質，會發射出光，顯示成圖像。同樣，來自空間的電子束，打入極區高空大氣層時，會激發大氣中的分子與原子，導致發光，人們便見到了極光的圖像顯示。在電視映像管中，是一對電極和一個電磁鐵作用於電子束，產生並形成一種活動的圖像。在極光發生時，極光的顯示和運動則是由於粒子束受到磁層中電場和磁場變化的作用所造成的。

　極光不僅是個光學現象，而且是無線電現象，可以用雷達進行探測研究，它還會輻射出某些無線電波。有人還說，極光能發出各種各樣的聲音。極光不僅是科學研究的重要課題，它還直接影響到無線電通訊、長電纜通訊，以及長的管道和電力傳送線等許多實用工程項目。極光還可以影響到氣候，影響生物學過程。當然，極光也還有許許多多沒有解開的謎。

形狀與色彩

　長期觀測統計結果顯示，極光最經常出現的地方是南北地磁緯度67度附近的兩個環帶狀區域內，分別稱為南極光區和北極光區。在極光區內，差不多每天都會發生極光活動。在極光區所包圍的內部區域，通常稱為極蓋區，在該區域內，極光出現的機會反而比緯度較低的極光區來得少。在中低緯度地區，尤其是近赤道地區，很少出現極光，但並不是說完全觀測不到極光，只不過要數十年才難得遇到一次。1958年2月10日夜間的一次特大極光，在熱帶地區都能見到，而且顯示出鮮豔的紅色。這類極光往往與特大的太陽耀斑爆發和強烈的地球磁爆有關。

　在寒冷的極區，人們舉目瞭望夜空，常常可見到五光十色、千姿百態、各式各樣形狀不同的極光。毫不誇大地說，在世界上簡直找不出完全一樣的極光形體來。從科學研究的角度，人們將極光按其形態特徵分成五種：一是底邊整齊微微彎曲的圓弧狀極光弧（或稱為弧狀極光）；二是有彎扭摺皺的飄帶狀極光帶（或稱為帶狀極光）；三是如雲朵一般的片朵狀極光片（或稱為片狀極光）；四是像面紗一樣均勻的帳幔狀極光幔（或稱為幕狀極光）；五是沿磁力線方向的射線狀極光冕（或稱為放射狀極光）。

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雲般的亮度，一直亮到滿月時的月球亮度。在強極光出現時，地面上物體的輪廓都能被照清楚，甚至會照出物體的影子來。最為動人的當然是極光運動所造成的瞬息萬變的奇妙景象。有些人形容事物變化得快時常說：「眼睛一眨，老母雞變成鴨。」極光可真是這個樣子。名符其實的翻手為雲，覆手為雨，變化莫測，而這一切又往往發生在幾秒鐘或數分鐘之內。極光的運動變化，是自然界這個魔術大師，以天空為舞台演出的一齣光的話劇，上下縱橫成百上千公里，甚至還存在近萬公里長的極光帶。這種宏偉壯觀的自然景象，好像沾了仙氣似的，頗具神秘氣氛。令人嘆為觀止的則是極光的色彩，早已不足以用五顏六色去描繪。說到底，它的本色不外乎紅、綠、紫、藍、白、黃，可是大自然這一超級畫家用出神入化的手法，將深淺濃淡、隱顯明暗搭配組合，一下子變成天際的萬花筒啦！這些色彩完全掌控在高層大氣的氣體成份，氧和氮是最重要的主角。根據非正式的統計，目前能清楚分辨的極光色調已達一百六十餘種。

（载自http://www.nmns.edu.tw/New/PubLib/NewsLetter/150/08.htm）

这里还有个有关于极光的资料，是从另一个网站下载的。

美丽的极光

在地球南北两极附近地区的高空，夜间常会出现灿烂美丽的光辉。有时它像一条彩带，有时它像一团火焰，有时它又像一张五光十色的巨大银幕。它轻盈地飘荡，同时忽暗忽明，发出红的、蓝的、绿的、紫的光芒。静寂的极地由于它的出现骤然显得富有生气。这种壮丽动人的景象就叫做极光。

人们知道极光至少己有2000年了，因此极光一直是许多神话的主题。在中世纪早期，不少人相信，极光是骑马奔驰越过天空的勇士。在北极地区，因纽特人认为，极光是神灵为最近死去的人照亮归天之路而创造出来的。随着科技的进步，极光的奥秘也越来越为我们所知，原来，这美丽的景色是太阳与大气层合作表演出来的作品。

产生极光的原因是来自大气外的高能粒子（电子和质子）撞击高层大气中的原子的作用。这种相互作用常发生在地球磁极周围区域。现在所知，作为太阳风的一部分荷电粒子在到达地球附近时，被地球磁场俘获，并使其朝向磁极下落。它们与氧和氮的原子碰撞，击走电子，使之成为激发态的离子，这些离子发射不同波长的辐射，产生出红、绿或蓝等色的极光特征色彩。在太阳活动盛期，极光有时会延伸到中纬度地带，例如，在美国，南到北纬40度处还曾见过北极光。极光有发光的帷幕状、弧状、带状和射线状等多种形状。发光均匀的弧状极光是最稳定的外形，有时能存留几个小时而看不出明显变化。然而，大多数其他形状的极光通常总是呈现出快速的变化。弧状的和折叠状的极光的下边缘轮廓通常都比上端更明显。极光最后都朝地极方向退去，辉光射线逐渐消失在弥漫的白光天区。造成极光动态变化的机制尚示完全明了。 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"。这是一束可以覆盖地球的强大的带电亚原子颗粒流，该太阳风在地球上空环绕地球流动，以大约每秒400公里的速度撞击地球磁场，磁场使该颗粒流偏向地磁极，从而导致带电颗粒与地球上层大气发生化学反应，形成极光。在南极地区形成的叫南极光。在北极地区同样可看到这一现象，一般称之为北极光。

大多数极光出现在地球上空90---130千米处。但有些极光要高得多。1959年，一次北极光所测得的高度是160千米，宽度超过4800千米。在地平线上的城市灯光和高层建筑可能会妨碍我们看光，所以最佳的极光景象要在乡间空旷地区才能观察得到。在加拿大的丘吉尔城，一年在有300个夜晚能见到极光；而在罗里达州，一年平均只能见到4次左右。我国最北端的漠河，也是观看极光的好地方。

18世纪中叶，瑞典一家地球物理观象台的科学家发现，当该台观测到极光的时候，地面上的罗盘的指针会出现不规则的方向变化，变化范围有1度之多。与此同时，伦敦的地磁台也记录到类似的这种现象。由此他们认为，极光的出现与地磁场的变化有关。原来，极光是太阳风与地球磁场相互作用的结果。太阳风是太阳喷射出的带电粒子，当它吹 到地球上空，会受到地球磁场的作用。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。两极的高层大气，受到太阳风的轰击后会发出光芒，形成极光。高层大气是由多种气体组成的，不同元素的气体受轰击后所发出的光的前面色不一样。例如氧被激后发出绿光和红光，氮被激后发出紫色的光，氩激后发出蓝色的光，因而极光就显得绚丽多彩，变幻无穷。

科学家已经了解到，地球磁场并不是对称的。在太阳风的吹动下，它已经变成某种"流线型"。就是说朝向太阳一面的磁力线被大大压缩，相反方向却拉出一条长长的，形似慧尾的地球磁尾。磁尾的长度至少有1，000个地球半径长。由于与日地空间行星际磁场的偶合作用，变形的地球磁场的两极外各形成一个狭窄的、磁场强度很弱的极尖区。因为等离子体具"冻结"磁力线特性，所以，太阳风粒子不能穿越地球磁场，而只能通过极尖区进入地球磁尾。当太阳活动发生剧烈变化时(如耀斑爆发)，常引起地球磁层亚暴。于是这些带电粒子被加速，并沿磁力线运动。从极区向地球注入，这些带电粒子撞击高层大气中的气体分子和原子，使后者被激发--退激而发光。不同的分子，原子发生不同颜色的光，这些单色光混合在一起，就形成多姿多彩的极光。事实上，人们看到的极光，主要是带电粒子流中的电子造成的。而且，极光的颜色和强度也取决于沉降粒子的能量和数量。用一个形象比喻，可以说极光活动就像磁层活动的实况电视画面。沉降粒子为电视机的电子束，地球大气为电视屏幕。地球磁场为电子束导向磁场。科学家从这个天然大电视中得到磁层以及日地空间电磁活动的大量信息。例如，通过极光谱分析可以了解沉降粒子束来源，粒子种类，能量大小，地球磁尾的结构，地球磁场与行星磁场的相互作用，以及太阳扰乱对地球的影响方式与程度等。

极光的形成与太阳活动息息相关。逢到太阳活动极大年，可以看到比平常年更为壮观的极光景象。在许多以往看不到极光的纬度较低的地区，也能有幸看到极光。2000年4月6日晚，在欧洲和美洲大陆的北部，出现了极光景象。在地球北半球一般看不到极光的地区，甚至在美国南部的佛罗里达州和德国的中部及南部广大地区也出现了极光。当夜，红、蓝、绿相间的光线布满夜空中，场面极为壮观。虽然这是一件难得一遇的幸事，但在往日平淡的天空突然出现了绚丽的色彩，在许多地区还造成了恐慌。据德国波鸿天文观象台台长卡明斯基说，当夜德国莱茵地区以北的警察局和天文观象台的电话不断，有的人甚至怀疑又发生毒气泄漏事件。这次极光现象被远在160公里高空的观测太阳的宇宙飞行器ACE发现，并发出了预告。在北京时间4月7日凌晨零时三十分，宇宙飞行器ACE发现一股携带着强大带电粒子的太阳风从它旁边掠过，而且该太阳风突然加速，速度从每秒375公里提高到每秒600公里，一小时后，这股太阳风到达地球大气层外缘，为我们显示了难得一见的造化神工。

（载自http://www.cpus.gov.cn/zlg/jg/index.htm）

其实，中文有关于极光的网站并不多（可以说是少之又少），只有区区可数的三到四个是算得上有内容的。

[ Last edited by milky_13sept on 9-5-2004 at 03:11 AM ]

在下曾发表过一篇aurora 的bulletin(consider as a project)结果增进了不少知识。
不过，既然已有高人说明了。。。那么在下就省下了lol

milky_13sept：
其实，中文有关于极光的网站并不多（可以说是少之又少），只有区区可数的三到四个是算得上有内容的。


是吗？
不认为

http://www.exploratorium.edu/learning_studio/auroras/happen.html

[ Last edited by broken_vow on 18-1-2005 at 11:10 PM ]

英文网页是蛮多的，只是以中文解说的网页我只找到几个而已。

luilui

好美喲。。。

好美,能親自看到就好了.

极光虽然美丽....
但其实极光的出现并不是好事哦....

KobeBryant

wow !nice man ~

Dorothy

好壮观！好漂亮！
我决定了...明年就搬去alaska住吧！
如果我能够亲眼目睹这一刻，我一定死而无撼

williamtwc

北极光真美....