听力考试背景知识综合辅导(二十)

极光

在北极圈内，经常可以看到壮丽的北极光；在南极圈看到的类似景象被称为“南极光”(图1和图2)。但在人口密集地区并不常见。

这是一个几个世纪以来引起人们猜测和探索的天象之谜。古代中国人、日本人、希腊人和罗马人都有文字描述。从前，爱斯基摩人认为是鬼神指引死者灵魂上天堂的火炬，许多民族也有他们不同的极光传说。长期以来，极光的成因一直没有得到令人满意的解释。相当长一段时间以来，人们认为极光可能是由以下三个原因形成的。一种观点认为极光是地球外的火。因为北极靠近地球边缘，所以可以看到这种火。另一种观点认为极光是日落后透射反射的辉光。另一种观点认为极地冰雪丰富。它们白天吸收阳光，储存起来，晚上释放出来，就成了极光。总之众说纷纭，没有定论。直到20世纪60年代，将地面观测结果与卫星和火箭探空的数据相结合，才逐渐形成了极光的物理描述。

现在人们认识到，极光一方面与地球高层大气和地球磁场的大规模相互作用有关，另一方面与太阳发出的高速带电粒子流有关，这种粒子流通常被称为太阳风。由此可见，极光形成不可或缺的条件是大气、磁场和太阳风，缺一不可。太阳系中其他具备这三个条件的行星，如木星、土星、水星也会产生极光(图4、图5)，这一点已经被实验观测所证明。

地球磁场分布在地球周围，被太阳的风包裹，形成一个槌状空腔，科学上称为磁层。更具体地说，我们可以把磁层想象成一个巨大的电视显像管，它把流入高空大气的太阳风粒子聚集成一束，聚焦在地磁极区，这里的大气就是显像管的屏幕，极光就是电视屏幕上的运动图像。不过这里的电视屏幕不是20寸或者29寸，而是直径4万公里的极地高空大气。通常地面的观众在某个地方只能看到画面的五十分之一。在电视显像管中，电子束打在电视屏幕上，因为屏幕上涂有发光物质，会发光，显示为图像。同样，来自空的电子束在撞击到高极区空的大气时，会激发大气中的分子和原子，产生发光，人们就会看到极光的图像显示。在电视显像管中，一对电极和电磁铁作用于电子束，产生并形成运动图像。极光发生时，极光的显示和移动是由磁层中电场和磁场的变化引起的。

极光不仅是一种光学现象，也是一种射电现象，可以用雷达探测和研究。它也会辐射一些无线电波。也有人说极光可以发出各种声音。极光不仅是科学研究中的重要课题，而且直接影响到无线电通信、长电缆通信、长管道、输电线路等许多实际工程。极光也会影响气候和生物过程。当然，极光也有很多未解之谜。

长期观测和统计结果表明，极光最常见的地方是在地磁南北纬度67度附近的两个环形带，分别称为南极光带和北极光带。在极光区，几乎每天都有极光活动。在极光区包围的内侧区域，通常称为极冠区，这个区域出现极光的机会比纬度较低的极光区要少。在中低纬度地区，尤其是赤道附近，极光很少出现，但并不意味着完全观测不到极光。只需要几十年就能遇到他们一次。1958年2月10日晚，热带地区出现了一次极端极光，呈现出明亮的红色。这种极光往往与极端的太阳耀斑和强烈的地磁爆炸有关。

在寒冷的极地，人们仰望夜空空，经常可以看到色彩斑斓、变化多端、形态各异的极光。毫不夸张地说，世界上根本不存在完全相同的极光。从科学研究的角度，人们根据极光的形态特征将其分为五种类型:一种是弧状极光弧(或弧形极光)，底部整齐且略呈弧形(图6、7)；二、弯曲、扭曲、起皱的带状极光带(或称带状极光)(图8、9)；第三，像云一样的极光斑块(或称为极光斑块)(图10和11)；第四，像面纱一样均匀的幕状极光幕(或幕状极光)(图12、13)；第五，沿磁力线的径向极光冕(或称径向极光冕)(图14和图15)。

极光的亮度变化很大。从刚刚可见的银河系星云的亮度到满月时月亮的亮度。当强烈的极光出现时，可以清晰地照亮地面上物体的轮廓，甚至可以照亮物体的影子。最让人感动的，当然是极光运动带来的千变万化的奇妙景象。有人常说:“一眨眼，老母鸡变鸭子。”极光真的是这样的。真的，这是云转向，雨覆盖，不可预测的，所有这一切往往发生在几秒钟或几分钟内。《极光的乐章变化》是以天空为舞台，由大自然的魔术大师演绎的一出精彩绝伦的大戏。上下绵延数百公里，甚至有近万公里长的极光带。这壮丽的自然景象，像一抹仙尘，有一种神秘的气氛。令人惊叹的是极光的颜色，已经不足以用五彩缤纷的颜色来形容了。归根结底，它的本来面目无非是红、绿、紫、蓝、白、黄，而大自然这位超级画家，却用高超的技法，将浓淡、隐、显的明暗结合起来，一下子就变成了天空的万花筒！这些颜色完全由上层大气的气体成分控制，氧气和氮气是最重要的主角。据非正式统计，目前可以清晰分辨的极光音调有160多种。