天文科普:为什么极光只在地球的两极出现

2024年2月13日发(作者：心理学ppt)

天文科普：为什么极光只在地球的两极出现

极光只在地球两极出现的原因

极光大多在南北两极附近出现，而很少发生在赤道地区，这是为什么呢?原因是地球像一块巨大的磁石，而它的磁极在南北两极附近。我们所熟悉的指南针因受地磁场的影响，总是指着南北方向，从太阳射来的带电微粒流，也要受到地磁场的影响，以螺旋运动方式趋近于地磁的南北两极。所以极光大多在南北两极附近的上空出现。在南极发生的叫南极光，在北极发生的叫北极光。我国在北半球，所以在我国只能看到北极光。

其实，用通俗的说法就是，地球的两极磁场，所以，从太阳射来的粒子都被吸引到了两极附近，所以极光只能出现在地球的南北极附近。

极光产生的原因

极光是地球周围的一种大规模放电的过程。来自太阳的带电粒子到达地球附近，地球磁场迫使其中一部分沿着磁场线(Field line)集中到南北两极。当他们进入极地的高层大气时，与大气中的原子和分子碰撞并激发，产生光芒，形成极光。经常出现的地方是在南北纬度67度附近的两个环带状区域内，阿拉斯加的费尔班(Fairbanks)一年之中有超过200天的极光现象，所以被称为“北极光首都”。所以极光只能在地球的南北极被看见。

地球磁层磁力线携带太阳风的能量进入地球内部，进而驱动了地磁场的形成。在这磁层磁力线闭合环路上除了有地球内部的导电体之外，另外还有大气层的电离层-这个弱导电体。当太阳风强烈时，磁力线能量遇到地球内部的磁感抗，有很多能量消耗不掉，于是就在电离层处形成了极光。

在地球上，极光是磁极地区上空的彩色发光现象。一般呈带状、弧状、幕状或放射状。这些形状有时稳定有时作连续性变化。它们有着五颜六色的光辉，像飘舞的彩带，又像万里长虹。在大约离磁极25°～30°的范围内会常出现极光，这个区域称为极光区或者称为极光椭圆带。这种解释一开始让人感觉蛮有点道理，但是仔细分析会发现，这是个根本不能成立的解释。

太阳风里的带电粒子每立方厘米只有几个，就是让它们全发光，也难以观察。而如果让它们去撞击气体粒子，它们被撞到的概率更是微乎其微。再说说带电粒子的沉降，人们根本不可能让带电粒子像灰尘一样地沉降。当年斯托默就想计算极光的带电粒子，不想它早跑到辐射带里去了。

就算之前假设全都成立，按照带电粒子撞击气体粒子形成极光理论，极光在极尖区应该是一个柱状体，而不应该是一个扁平环。而且扁平环处是极强磁场区;扁平环-极光椭圆带也并不在极尖区之内，太阳风是到达不了那里的。还有就是南北极光是共轭飞舞的，这也是带电粒子撞击气体粒子形成极光理论所不可能解释的现象。太阳风的速度平均也就是400千米每秒，而电磁场的变化速度是接近30万千米每秒。如果同时看到南北两极的极光共同镜像飞舞，无论极光是地球的、土星的、或者是木星的，那都是一种视觉享受。讯息万变的极光形态以及色彩变化，这都是太阳风的速度所做不到的事情。

观点的改变有时会使人豁然开朗，如果用磁力线携带能量在电离层处形成极光的解释来看待地球磁层结构的变化。我们会发现有好多疑难问题都能够得到解决。例如空间科学的磁重联、磁亚暴等很多争论多年疑问就都能够理顺了。

中国传说

传说一

极光相传公元前两千多年的一天，夜来临了。随着夕阳西沉，夜已将它黑色的翅膀张开在神州大地上，把远山、近树、河流和土丘，

以及所有的一切全都掩盖起来。一个名叫附宝的年轻女子独自坐在旷野上，她眼眉下的一湾秋水闪耀着火一般的激情，显然是被这清幽的夜晚深深地吸引住了。夜空像无边无际的大海，显得广阔。安详而又神秘。天幕上，群星闪闪烁烁，静静地俯瞰着黑魆魆的地面，突然，在北斗七星中，飘洒出一缕彩虹般的神奇光带，如烟似雾，摇曳不定，时动时静，像行云流水，最后化成一个硕大无比的光环，萦绕在北斗星的周围。其时，环的亮度急剧增强，宛如皓月悬挂当空，向大地泻下一片淡银色的光华，映亮了整个原野。四下里万物都清晰分明，形影可见，一切都成为活生生的了。附宝见此情景，心中不禁为之一动。由此便身怀六甲，生下了个儿子。这男孩就是黄帝轩辕氏。以上所述可能是世界上关于极光的最古老神话传说之一。

传说二

在我国的古书《山海经》中也有极光的记载。书中谈到北方有个神仙，形貌如一条红色的蛇，在夜空中闪闪发光，它的名字叫烛龙。关于烛龙《大荒北经》有如下一段描述：“西北海之外，赤水之北，有章尾山。有神，人面蛇身而赤，直目正乘，其瞑乃晦，其视乃明。不食不寝不息，风雨是竭。是烛九阴，是谓烛龙。”这里所指的烛龙，实际上就是极光。

外国传说

极光这个术语来源于拉丁文伊欧斯一词。传说伊欧斯是希腊神话中“黎明”(其实，指的是晨曦和朝霞)的化身，是希腊神泰坦的女儿，是太阳神和月亮女神的妹妹，她又是北风等多种风和黄昏星等多颗星的母亲。极光还曾被说成是猎户星座的妻子。在艺术作品中，伊欧斯被说成是一个年轻的女人，她不是手挽个年轻的小伙子快步如飞地赶路，便是乘着飞马驾挽的四轮车，从海中腾空而起;有时她还被描绘成这样一个女神，手持大水罐，伸展双翅，向世上施舍朝露，如同我国佛教故事中的观音菩萨，普洒甘露到人间。

爱斯基摩人认为极光是鬼神引导死者灵魂上天堂的火炬，原住民则视极光为神灵现身，深信快速移动的极光会发出神灵在空中踏步的声音，将取走人的灵魂，留下厄运。