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　　極光產(chǎn)生的原因及分類

　　一、產(chǎn)生原因

　　極光出現(xiàn)于星球的高磁緯地區(qū)上空，是一種絢麗多彩的發(fā)光現(xiàn)象。而地球的極光，來自地球磁層和太陽的高能帶電粒子流（太陽風(fēng)）使高層大氣分子或原子激發(fā)（或電離）而產(chǎn)生。極光產(chǎn)生的條件有三個(gè)：大氣、磁場(chǎng)、高能帶電粒子。這三者缺一不可。極光不只在地球上出現(xiàn)，太陽系內(nèi)的其他一些具有磁場(chǎng)的行星上也有極光。

　　極光一般只在南北兩極的高緯度地區(qū)出現(xiàn)，但是2010年8月1日的太陽風(fēng)暴恰好面向地球爆發(fā)，攜帶大量帶電粒子的太陽風(fēng)準(zhǔn)確無誤地“擊中”地球，與地球磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生“磁暴”，使美國密西密歇根州、丹麥和英國等緯度稍低的地區(qū)都能夠看到美麗的北極光景觀。專家稱，這一次的太陽風(fēng)暴并沒有像事先推測(cè)的那樣破壞全球的衛(wèi)星和電信系統(tǒng)，卻給地球帶來一場(chǎng)壯麗的“焰火盛會(huì)”。

　　極光是地球周圍的一種大規(guī)模放電的過程。來自太陽的帶電粒子到達(dá)地球附近，地球磁場(chǎng)迫使其中一部分沿著磁場(chǎng)線集中到南北兩極。當(dāng)他們進(jìn)入極地的高層大氣（>80km）時(shí)，與大氣中的原子和分子碰撞并激發(fā)，能量釋放產(chǎn)生的光芒形成圍繞著磁極的大圓圈，即極光。

　　極光最易出現(xiàn)的時(shí)期是春分和秋分兩個(gè)節(jié)氣來臨之前，且春秋兩季出現(xiàn)頻率更甚夏冬。這是因?yàn)樵诖悍趾颓锓謨晒?jié)氣時(shí)地球位置與“磁索”交錯(cuò)最甚。另外，在太陽黑子多的時(shí)候或當(dāng)太陽周期在日冕大量拋射增加和太陽風(fēng)強(qiáng)度增強(qiáng)的階段時(shí)，極光出現(xiàn)的頻率和亮度也會(huì)增加。

　　二、基本分類

　　極光依性質(zhì)可分為擴(kuò)散極光和分立極光兩種類型。即使在黑暗的天空中，肉眼可能還是看不見擴(kuò)散極光散發(fā)出彌漫在天空中的微光和形狀，但它定義出了極光帶的范圍。分立極光是在幾乎看不見的擴(kuò)散極光中能夠明確看出形狀的部分，肉眼很容易就能看見它們，最亮?xí)r的亮度足以在夜晚閱讀書報(bào)。但分立極光還是只能在夜空中被看見，因?yàn)樗牧炼冗€不足以在陽光下呈現(xiàn)。極光在極光帶中出現(xiàn)時(shí)通常是彌漫性的光斑或弧形，且通常是在裸眼可見的程度之下。分立極光通常會(huì)顯示出磁場(chǎng)線或像簾幕狀的結(jié)構(gòu)，最常見的是綠色的螢光，并且可以在數(shù)秒鐘內(nèi)發(fā)生變化，或是幾個(gè)小時(shí)光度都不變。

　　按照極光的形態(tài)分類，可分為勻光弧極光、射線式光柱極光、射線式光弧光帶極光、簾幕狀極光、極光冕等。

　　按照極光觀測(cè)的電磁波波段，可分為光學(xué)極光、無線電極光等。

　　按激光激發(fā)粒子類型，可分為電子極光、質(zhì)子極光等。

　　按照極光發(fā)生區(qū)域，可分為極蓋極光、極光帶極光 、中緯極光紅弧等。

　　現(xiàn)代潮流引導(dǎo)與推薦比照氣象學(xué)來區(qū)分極光的現(xiàn)象，但尚未被完全認(rèn)同。

　　三、極光形態(tài)

　　根據(jù)關(guān)于極光分布情況的研究，極光區(qū)的形狀不是以地磁極為中心的圓環(huán)狀，而是卵形。極光的光譜線范圍約為3100～6700埃，其中最重要的譜線是5577埃的氧原子綠線，稱為極光綠線。

　　大多數(shù)極光出現(xiàn)于地球上空90-130千米處。1959年，一次北極光所測(cè)得的高度是160千米，寬度超過4800千米。但有些極光要高得多，高度可達(dá)560-1000千米以上。

　　四、觀測(cè)區(qū)域

　　由于地磁場(chǎng)的作用，這些高能粒子轉(zhuǎn)向極區(qū)，所以極光常見于高磁緯地區(qū)。在大約離磁極25°～30°的范圍內(nèi)常出現(xiàn)極光，這個(gè)區(qū)域稱為極光區(qū)。在地磁緯度45°～60°之間的區(qū)域稱為弱極光區(qū)，地磁緯度低于45°的區(qū)域稱為微極光區(qū)。

　　在北半球觀察到的極光稱北極光，南半球觀察到的極光稱南極光，經(jīng)常出現(xiàn)的地方是在南北緯度67度附近的兩個(gè)環(huán)帶狀區(qū)域內(nèi)，阿拉斯加的費(fèi)爾班克斯一年之中有超過200天的極光現(xiàn)象，因此被稱為“北極光首都”。而冰島由于整個(gè)國家都在極光帶上，也是北半球受歡迎的觀測(cè)極光地點(diǎn)。南極光與北極光是同時(shí)變化的（可視為北極光的鏡像）。在高緯度的南美洲、澳大利亞、新西蘭和南極洲可以看見南極光。

　　刷題鞏固

　　1、（17山東）下列關(guān)于極光的說法正確的是：

　　A.多出現(xiàn)在高磁緯地區(qū)上空

　　B.是地球所特有的現(xiàn)象

　　C.是極晝、極夜現(xiàn)象產(chǎn)生的原因

　　D.水汽、磁場(chǎng)和帶電粒子是其產(chǎn)生的必要條件

　　【答案】A

　　解析：極光是出現(xiàn)于星球的高磁緯地區(qū)上空，是一種絢麗多彩的發(fā)光現(xiàn)象。在南極被稱為南極光，在北極被稱為北極光。地球的極光是來自地球磁層或太陽的高能帶電粒子流（太陽風(fēng)）使高層大氣分子或原子激發(fā)（或電離）而產(chǎn)生。

　　A項(xiàng)：正確，極光產(chǎn)生必備條件之一是高能粒子，由于地磁場(chǎng)的作用，這些高能粒子轉(zhuǎn)向極區(qū)，所以極光常見于高磁緯地區(qū)。

　　B項(xiàng)：錯(cuò)誤，極光不只在地球上出現(xiàn)，太陽系內(nèi)具備大氣、磁場(chǎng)、高能帶電粒子的行星上也有極光。

　　C項(xiàng)：錯(cuò)誤，產(chǎn)生極晝、極夜現(xiàn)象的原因是由于傾斜著的地球在沿橢圓形軌道繞太陽公轉(zhuǎn)時(shí)，還繞著自身的傾斜地軸旋轉(zhuǎn)。

　　D項(xiàng)：錯(cuò)誤，極光產(chǎn)生的條件有三個(gè)：大氣、磁場(chǎng)、高能帶電粒子。水汽不是極光產(chǎn)生的必要條件。

　　故正確答案為A。