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為什么極光只在地球的兩極出現

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極光是一種美麗的自然現象 ， 然而極光大部分時候都在地球兩極出現 ， 這是怎么回事呢?小編就和大家分享極光只在地球兩極出現的原因 ， 來欣賞一下吧 。

為什么極光只在地球的兩極出現

文章插圖
極光只在地球兩極出現的原因
極光大多在南北兩極附近出現 ， 而很少發生在赤道地區 ， 這是為什么呢?原因是地球像一塊巨大的磁石 ， 而它的磁極在南北兩極附近 。我們所熟悉的指南針因受地磁場的影響 ， 總是指著南北方向 ， 從太陽射來的帶電微粒流 ， 也要受到地磁場的影響 ， 以螺旋運動方式趨近于地磁的南北兩極 。所以極光大多在南北兩極附近的上空出現 。在南極發生的叫南極光 ， 在北極發生的叫北極光 。我國在北半球 ， 所以在我國只能看到北極光 。
其實 ， 用通俗的說法就是 ， 地球的兩極磁場最強 ， 因此 ， 從太陽射來的粒子都被吸引到了兩極附近 ， 所以極光只能出現在地球的南北極附近 。
極光產生的原因
極光是地球周圍的一種大規模放電的過程 。來自太陽的帶電粒子到達地球附近 ， 地球磁場迫使其中一部分沿著磁場線(Field line)集中到南北兩極 。當他們進入極地的高層大氣時 ， 與大氣中的原子和分子碰撞并激發 ， 產生光芒 ， 形成極光 。經常出現的地方是在南北緯度67度附近的兩個環帶狀區域內 ， 阿拉斯加的費爾班(Fairbanks)一年之中有超過200天的極光現象 ， 因此被稱為“北極光首都” 。所以極光只能在地球的南北極被看見 。
地球磁層磁力線攜帶太陽風的能量進入地球內部 ， 進而驅動了地磁場的形成 。在這磁層磁力線閉合環路上除了有地球內部的導電體之外 ， 另外還有大氣層的電離層-這一弱導電體 。當太陽風強烈時 ， 磁力線能量遇到地球內部的磁感抗 ， 有許多能量消耗不掉 ， 于是就在電離層處形成了極光 。
在地球上 ， 極光是磁極地區上空的彩色發光現象 。一般呈帶狀、弧狀、幕狀或放射狀 。這些形狀有時穩定有時作連續性變化 。它們有著五顏六色的光輝 ， 像飄舞的彩帶 ， 又像萬里長虹 。在大約離磁極25°～30°的范圍內會常出現極光 ， 這個區域稱為極光區或者稱為極光橢圓帶 。這種解釋一開始讓人感覺蠻有點道理 ， 但是仔細分析會發現 ， 這是個根本不能成立的解釋 。
太陽風里的帶電粒子每立方厘米只有幾個 ， 就是讓它們全發光 ， 也難以觀察 。而如果讓它們去撞擊氣體粒子 ， 它們被撞到的概率更是微乎其微 。再說說帶電粒子的沉降 ， 人們根本不可能讓帶電粒子像灰塵一樣地沉降 。當年斯托默就想計算極光的帶電粒子 ， 不想它早跑到輻射帶里去了 。
就算之前假設全都成立 ， 按照帶電粒子撞擊氣體粒子形成極光理論 ， 極光在極尖區應該是一個柱狀體 ， 而不應該是一個扁平環 。而且扁平環處是極強磁場區;扁平環-極光橢圓帶也并不在極尖區之內 ， 太陽風是到達不了那里的 。還有就是南北極光是共軛飛舞的 ， 這也是帶電粒子撞擊氣體粒子形成極光理論所不可能解釋的現象 。太陽風的速度平均也就是400千米每秒 ， 而電磁場的變化速度是接近30萬千米每秒 。如果同時看到南北兩極的極光共同鏡像飛舞 ， 無論極光是地球的、土星的、或者是木星的 ， 那都是一種視覺享受 。訊息萬變的極光形態以及色彩變化 ， 這都是太陽風的速度所做不到的事情 。

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