極光是怎麼產生的 形成極光的原因是什麼

導讀：在一些地方，夜間經常能看到美麗的極光，但是很大部分地區還是看不到，這種奇異又神祕的光一直吸引着我們。極光也被稱爲北極光或北部的光，那麼，極光是怎麼回事?極光是怎麼形成的?形成極光的原因又是什麼?快點隨小編來揭祕下這奇異的極光吧。

磁層是關鍵

極光起源於距地球很遠的太陽。來自太陽的高能離子被時時刻刻存在的太陽風帶入空間。太陽風以300km/s-1000km/s的超音速度穿過行星際空間朝向地球吹來，並攜帶太陽磁場。太陽風是原來的地磁場扭曲而形成象彗星形狀的磁層圈，

磁層頂就象一個屏障，保護着地球免受太陽風中的高能粒子和輻射。磁層頂使高能粒子在地球的周圍發生偏轉，但也有一些被撲獲。被磁場撲獲的電子沿着磁場加速進入極區，並與大氣碰撞而形成極光。

高能電子沿地磁場線到達極區，撞擊上層大氣引起極光

進入地球磁場的粒子在地面表面大致形成一個圈狀，被稱爲極光橢圓。這個圈或位於磁極的環面，在平靜期直徑有約3000km。當磁層頂受擾動時，環面會增大。發現極光橢圓的位置通常是在南北緯600到700，如圖3。

極光的特徵在於它的形狀大小各異。高的弧線和射線在地球表面上空100km開始發亮，然後向上沿着磁場延伸到幾百公里高度。當從地面向地平線延伸時，這些弧狀或簾狀有時窄的只有100米。

極光弧有時幾乎靜止不動，就象一隻手沿着一個很高的布簾 在運動，極光將開始跳動和轉動。在午夜之後，極光就象一塊補丁在天空每10秒閃爍一下或一直持續到黎明。

大部分極光呈現黃綠色，但有時高的射線在它們的頂部或低部邊沿變成紅色。在極少的情況下，太陽光與極光射線的頂部碰撞而產生淡藍色。在更少的情況下(大約10年一次)，極光從頂到底呈現很深的血紅色。除了產生光之外，高能極光粒子也釋放熱量。釋放的熱量會被紅外輻射驅散或者被上層大氣中強風吹走。

極光的形成

極光是高能粒子(通常是電子)與地球上層大氣中的中性原子相互作用引起的。這些高能粒子能激活(通過碰撞)那些束縛於中性原子上的化合價。而活躍的電子則回到了它們最初低能狀態並且在此過程中釋放質子(光粒子)。這個過程和氖燈裏的放電相似。 極光的任何一個粒子的顏色是依賴於一個特殊大氣和它自身的電子狀態及撞擊大氣時的粒子能量。原子氧主要產生綠色(波長爲557.7nm)和紅色(波長爲630.0nm)。

太陽的變化

太陽是一個有着從幾小時到幾百年變化尺度的千變萬化的星體。行星際磁場的方向和太陽風速度及密度都受太陽活動影響的。它變化很快並且影響着地磁活動。當地磁活動增強時，北極光的南邊沿會向低緯度移動。同樣，太陽物質拋射是和增大的極光橢圓相輔相成的。如果行星際磁場和地磁場的方向相反，增強的能量就會流入磁層，當然增強的能量就會流入地球的極區，這將會引起強烈的極光現象。

地球磁場的擾動稱爲地磁暴。地磁擾動使得極光亮度和運動發生突然變化，這就是極光亞暴。磁暴和亞暴的磁場擾動會引起電力傳輸起伏振盪、有時會毀壞高壓輸電網設備，導致遠距離電能儲運損耗。也可能影響衛星-地面間通訊及導航系統的操作。磁暴能持續幾小時甚至幾天，極光亞暴一天中可能發生好幾次。每一次亞暴都會釋放幾百兆焦耳的能量。