北极光(自然现象)详细资料大全

北极光，是出现于星球北极的高磁纬地区上空的一种绚丽多彩的发光现象，由来自地球磁层或太阳的高能带电粒子流（太阳风）使高层大气分子或原子激发（或电离）而产生。北极附近的阿拉斯加、北加拿大以及中国的黑龙江省大兴安岭地区漠河市是观赏北极光的最佳地点。

基本介绍 中文名 ：北极光 外文名 ：aurora borealis 属性 ：自然现象 词源 ：拉丁文伊欧斯一词 最佳观赏地点 ：阿拉斯加 形成过程,人类探索,本质原理,形态特征,出现地点,极光拍摄,声音之谜,传说,黄帝轩辕氏的诞生,山海经,拉丁,研究进展, 极光(aurora)来源于拉丁文伊欧斯一词。传说伊欧斯是希腊神话中“黎明”的化身，是希腊神泰坦的女儿，是太阳神和月亮女神的妹妹。当人类第一次仰望天际惊见北极光的那一刻开始，北极光就一直是个“谜”。长久以来，人们都各自发展出自己的极光传说，比如在芬兰语中，北极光则被称为“revontulet”，直译过来就是狐狸之火。古时的芬兰人相信，因为一只狐狸在白雪覆盖的山坡奔跑时，尾巴扫起晶莹闪烁的雪花一路伸展到天空中，从而形成了北极光。 此外，部分萨米人和西伯利亚人相信北极光来自于逝者的创伤，不过这多彩的天空并不是痛苦的征兆，相反的，而是幽灵们在后世玩球类运动或骑马奔跑时受伤所留下的血迹。而因纽特人认为“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”。在北极地区高层大气中出现的极光。

北极光，按原理在北极圈内全年晴朗的夜晚都可以观赏到，而在冬天的夜空常出现。这一自然奇观的成因虽然至今仍没有定论，但千百年来却吸引无数人仰望苍穹。北极光浩瀚、神秘，令人望而生叹，顿感人生渺小，宇宙无限。要清楚观赏北极光，选址应避开城市灯光骚扰。在拉普兰野外扎营，可以围着暖暖的篝火，一边吃茶点一边欣赏北极光。因为需要在野外长时间的守候等待，足够的防寒衣物必不可少。拉普兰北部见到北极光的几率高，约为75%。 形成过程 长期以来，极光的成因一直众说纷纭。有人认为：它是地球外缘燃烧的大火；有人则认为，它是夕阳西沉后，天际映射出来的光芒；还有人认为，它是极圈的冰雪在白天吸收储存阳光之后，夜晚释放出来的一种能量。这天象之谜，直到人类将卫星火箭送上太空之后，才有了物理性、合理的解释。 本质上来说，极光是太阳风暴吹过来的带电粒子与地球高空大气中的原子与分子在地球大气层最上层(距离地面100-200公里处的高空)运作激发的光学现象。极光的形成有三大个重要过程：太阳风产生的带电粒子、地球磁场把带电粒子吸引到南北极、与大气成分运作激发。所谓“太阳风”，是太阳对宇宙不断放射的一种能量，它是由电子与质子所组成。由于太阳的激烈活动，放射出无数的带电微粒，当带电微粒流射向地球进入地球磁场的作用范围时，受地球磁场的影响，便沿着地球磁力线高速进入到南北磁极附近的高层大气中，与氧原子、氮分子等质点碰撞，因而产生了“电磁风暴”和“可见光”的现象，就成了众所瞩目的“极光”。 人类探索 长久以来极光的神秘一直是人们汲汲想要了解与探索的，在上世纪，人们利用照相机，摄影机及卫星，才能清楚的看到及了解到太阳能流与地球磁场碰撞产生的放电现象，它是一束束电子光河，在离地球60英里的天空，释放出一百万兆瓦的光芒，但在无科学的时代，人们只有发挥无穷的想像力，来叙述这奇妙的大自然景色，因而有了许多古老相传的神秘传说。北极光名称的由来，是科学家卡森迪在反复考虑下，把这种现象称为“欧若”(Aurora)，她是古罗马神话里的织架女神，代表旭日东升前的黎明。 阿拉斯加上空的北极光 科学家柏克莱认为，太阳发出的电子在太空中自由飞扬，当它们闯进地球磁场，电子与气体碰撞时会发出光芒，就是北极光，他的理论直到60年后才得到证实。美国采索14号火箭升空，科学家才首次证明地球有2个磁场，一年后港湾2号首次测量太阳的等离子（构成太阳气流的带电物质），太阳气流可触及地球。太阳气流亦称太阳风，这些放射物以300 万km的速度冲向地球，幸而地球磁场改变太阳风的方向，使我们免受太阳风的袭击，当太阳风与地磁场碰撞会产生100万兆的能源，地球大气层的小粒子会释出能源，氧原子放出绿光或红光，氧分子放出红光或黄光，氮分子放出紫光或粉红光。如极光出现是否有声音？加拿大国内北极圈内的土著们说，北极光会发出口哨声和脚步声，那是灵魂在天堂踏雪散步的声音，还有太阳风撞击地球磁场释出的能量究竟有多大？等等，这都是科学家所急于想解开之谜，极光就像它本身一样，如烟如雾，让我们不禁叹大自然造物主的神妙。 本质原理 本质上来说，极光是原子与分子在地球大气层最上层(距离地面100-200公里处的高空)运作激发的光学现象。它的形成有三大要素：太阳风、地球磁场、大气。所谓“太阳风”，是太阳对宇宙不断放射的一种能量，它是由电子与质子所组成。由于太阳的激烈活动，放射出无数的带电微粒，当带电微粒流射向地球进入地球磁场的作用范围时，受地球磁场的影响，便沿着地球磁力线高速进入到南北磁极附近的高层大气中，与氧原子、氮分子等质点碰撞，因而产生了“电磁风暴”和“可见光”的现象，就成了众所瞩目的“极光”， 北极光 形态特征 极光是一种大自然天文奇观，它没有固定的型态、颜色也不尽相同，颜色以绿、白、黄、蓝居多，偶尔也会呈现艳丽的红紫色，曼妙多姿又神秘难测。极光的发生只有在严寒的秋冬夜晚，高纬度的地区，才有机会目睹，因为漆黑寒冷的夜晚北极光最易出现，所以最佳时刻则是11月至次年2月晚上10点到凌晨2点，有些时候可持续1小时左右。 落基山脉上空绚烂北极光 一般来说，极光的型态可分为弧状极光、带状极光、幕状极光、放射状极光等四种。在北部出现的称为北极光，在南部出现的则称为南极光。 出现地点 极光最常出没在南北磁纬度67°附近的两个环状带区域内，分别称作南极光区和北极光区。北半球以阿拉斯加、北加拿大、西伯利亚、格陵兰冰岛南端与挪威北海岸为主；而南半球则集中在南极洲附近。值得一提的是：北极附近的阿拉斯加、北加拿大是观赏极光的最佳地点，阿拉斯加的费尔班(Fairbanks)更赢得“北极光首都”的美称，以其寒冷的冬季与夏季的长时间光照而闻名，一年之中有超过200天的极光现象，人们去那里是为欣赏它那壮观景象并目睹每晚都会出现的极光奇观。如果你有机会到阿拉斯加，一定要看看那迷人的北极光，捕捉那千变万化的超级“电光秀”，您也将彻底地爱上北极光！中国最北的黑龙江省大兴安岭地区漠河县，也可以观测到北极光。 冰岛雷克雅未克附近峡湾上空出现北极光 极光拍摄 拍摄北极光是一种独特的挑战。因为北极光盛行时是冬天，天气非常寒冷，温度会在零下40或50度。照相机放在外面的时间不能超过几分钟，因为它会被冻住。胶片不会像人眼那样敏感，使用的是特殊的时间间隔技术。 声音之谜 科学家发现了产生北极光神秘声音的地点。这种声音激发了许多民间故事，令荒野流浪者恐惧和敬畏但北极光奇怪的噼啪声和低沉的轰鸣声首次通过科学得到了解释。 芬兰阿尔托大学研究人员确定了发出这些声音的地点，然后发现这些声音来自地面以上约70米的高处。但受地球磁场干扰所致的北极光出现在地面以上约120公里的高空。研究人员在一个记录这些极光声音的观测地安装3个独立的扩音器，然后找到声音来源。他们比较了由这些扩音器捕捉到的声音，最后找出发出这些声音的位置芬兰气象研究所的科学家在这个观测地看到北极光，同时测量了地磁干扰， 阿尔托大学的尤尼托-K-莱恩教授表示：“我们的研究证实，北极光出现时，人能听到自然的极光声音，这些声音和他们所见的景象有关。以前，研究人员认为北极光离我们太远，所以听不到它产生的声音。这是真的。但我们的研究表明，这些和我们看到的北极光有关的声音很可能是由来自太阳、相同的高能粒子产生的。这些粒子造成了出现在遥远天空中的北极光。这些粒子或由它们产生的地磁干扰好像制造了更接近地面的声音。” 记录在案的极光声音类似于噼啪声和低沉的轰鸣声，持续时间很短。听到极光声音的其他人把它们描述为从远方出来的声音和爆裂声。考虑到这些不同的描述，研究人员猜测有几种机制导致了这些极光声音的形成。这些声音非常柔和，所以你必须非常认真地倾听才能听到它们，才能将它们同环境噪音区分开， 传说 黄帝轩辕氏的诞生 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，静静地俯瞰著黑魆魆的地面，突然，在大熊星座中，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。 山海经 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，它的名字叫触龙。关于触龙有如下一段描述：“人面蛇身，赤色，身长千里，钟山之神也。”这里所指的触龙，实际上就是极光。 极光是天空中一种特殊的光，是人们能用肉眼看得见的唯一的高空大气现象，它常常出现在南北半球的高纬地区，主要是在南极区和北极区。这种光的美丽显示，是由高空大气中的放电辐射造成的。出现在北半球的叫做北极光，出现在南半球的叫做南极光；南北极光泛称极光。在我国所能见到的当然是北极光。在古代，我国没有极光这个词，所以是根据极光不的形状差异分别加以称谓，如叫做“天狗”、“刀星”、“蚩尤旗”、“天开眼”、“星陨如雨”等等，它们大部分散落在史书的星象、妖星、异星、流星、祥气的记载中。 拉丁 极光这一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。 研究进展 2017年6月13日，日本国立极地研究所与东京大学、京都大学和名古屋大学的研究团队宣布，利用高性能摄像机，历时3年成功拍摄到高速闪烁的极光影像。短时间里重复出现明暗闪烁的特殊极光是在氢离子作用下产生。外界期待此研究能进一步揭开极光发生之谜。

地光和极光都是大气里的电现象，我国古代在这方面有极其丰富的记录。

一、我国古代对地光的记载

发生地震之前，地面会出现一种类似闪电的亮光，称为地震电光，简称地光。它的成因至今还不甚清楚。大致说来，是在强烈的地震及其前后，震源及其附近岩层的电场强度往往增强，大气的电场强度也跟着增强。同时，地震活动使地下大量气体沿裂缝进入大气。这些气体在地壳中上升时，被地壳的电场所电离，进入大气，更增强了大气的电场。当大气电场强大到某种程度，就能使空气放电而发出亮光，这就是地光。

我国古代关于地光的记载，以各地方志里为最多，例如：

《成都志》记载：公元293年2月4日，成都发生地震之前，?有火光入地?。

《万历实录》记载：公元1509年5月26日夜里，?武昌府见碧光闪烁如电者六、七次，隐隐有声如雷鼓，已而地震?。

《正德实录》记载：公元1513年12月30日，四川隽县?有火轮见空中，声如雷，次日成戌地震?。

《江陵县志》记载：公元1631年8月15日深夜，湖北江陵发生地震之前?天忽通红?。

《沅江县志》记载：公元1637年4月8日湖南沅江发生地震前，?子时天响有光，移时地震一刻?。

《颖上县志》记载：公元1652年8月24日，安徽颖上地震发生时，?红光遍邑?。

《潥阳县志》记载：公元1846年秋天，江苏溧阳地震前，?有赤光自北而南?。

所有这些文字里的?火光?、?电火?、?红光?、?赤光?、?碧光?等等都是古人形容地光的名词。上述这些记载是如此确切、生动，它们是科学史上极其珍贵的资料。它们的意义在于地光能够反映岩层的活动，和地震有着密切的内在联系，尤其是有助于临震预报。

例如1976年5月29日云南省的龙陵、潞西一带发生强烈的地光，当地有关人员即据以发出地震警报，疏散群众，避免了重大的伤亡。

二、古人对极光的认识和记载

极光是一种美丽的自然现象，给人们以迷人的感觉。由于它通常出现在两极地区而得名，极光有北极光和南极光。我国地处北半球，故只能看到北极光。一般来说，高纬度地区看到极光的机会比较多，但在中低纬度地区偶尔也可以看到，不过亮度要弱得多。

在晴朗的夜晚，我国最北部地区有时会看到天空中出现条光弧或光带，犹如蛇龙游动，彩练飞舞；有时也会看见云状的光块或光幕，似乎是红霞映天，礼花飞，光怪陆离，千变万化。

这瑰丽的极光是怎样形成的呢？这个问题很早就有人提出，战国时代的诗人屈原在《天问》中就发问道：?日安不到，烛龙何照？?就是说北方的上空既然不能受到太阳光的照射，那么烛龙(极光的一种古代名称)之类的大气发光现象的能源来自何方？

一般认为极光的原因在于：太阳发射出来的无数带电粒子受到地球磁场的作用，运动方向发生改变，它们沿着地球磁力线降落到南、北磁极近的高空层，并以高速钻入大气层，这些带电粒子眼大气中的分子、原子碰撞，致使大气处于电离并发光，这就是极光。各种原子发出不同的色光，所以极光呈现五彩缤纷的颜色；一般为黄绿色，也有白色、红色、蓝色、灰紫色，或者兼而有之。

我国古代关于极光的记载很早。远在几千年前传说的黄帝时代曾出现过?大电光绕北斗枢星?。这可能是我国最早的极光记录。

《汉书》上载有世界上较早且最精确的极光记录：

?孝成建始元年九月成子，有流星出文昌，色白，光烛地，长可四丈，大一围，动摇如龙蛇形。有顷，长可五六丈，大四围所，诎折委曲，贯紫宫西，在斗西北子亥间。后出如环，北方不合，留一刻所。?

这段话的意思是这样：孝成建始元年九月戊子，相当于公元前32年10月27日；?流星?就是极光；?文昌?是文昌星座，就是指极光出现的方位；?色白，光烛地?是记录下来的颜色和亮度；?长可四丈，大一围?和?长可五六文，大四围所?是描写极光的大小范围。文章又描写了极光的变化：?动播如龙蛇形?，指极光开始时摆动的状态；?诎折委曲?(?诎?通?屈?)，意思是说后来屈折得更厉害，?贯紫宫西，在斗西北子亥间?，就是说极光贯穿紫官星座西面，直到北斗西北方向，子(正北)亥(北30?西)之间。?后诎如环，北方不合?，就是说极光最后弯曲成环状，只留下北方缺口。?留一刻所?表示极光逗留一刻钟左右(相当现在的14分)。

上文仅有七十多字，就描绘了极光出现的时间、地点、色彩、明亮度、运动状态、范围、大小、方位与停留时间等。如此精辟齐备的记录，完全符合现代世界上极光观察站的要求。难怪日本科学家与史学家大加赞赏：?我们对公元前一世纪汉代人自然科学记述的精确不能不感到惊异。?

我国古代关于极光的记载是很丰富的，大多数记载是比较明确的。当时没有极光的名称，而是根据各种极光现象的形状、大小、动静、变化、颜色等分别加以称谓。

这种分类命名法，最早见于《史记?天官书》。可见至少在公元前世纪就有这种分类命名法。清顺治九年(1652年)，黄鼎的《管窥辑要》卷16?祥异?部分就绘有极光的草图，其中有些图绘制得很好，与现代极光摄影几乎完全一样，但也有些图是牵强附会的。

极光是研究日地关系的一项重要课题，它眼天体物理学和地球物理学都有密切的关系。特别是在古代，既无精密的天文仪器观察太阳活动，又无仪器记录地磁、电离层各种扰动情况，所以古代记载下来的极光史料可以说是无价之宝。

它可以帮助人们了解过去太阳活动、地磁、电离层等变动的规律，还可以探讨古地磁极位置的变迁过程。

上面所列举的电学知识，当然还是零星的、点滴的，大都是对一些电现象的记录或描述。尽管如此，这些知识仍不失为电学发展史的一部分。电学也和一切学科一样，不可能是突然诞生的，而必然遵循着辩证的发展过程，经历了从简单到复杂，从低级到高级的各个阶段。我国古代的历史条件下不可能产生近代电学，但它仍然是奴隶社会和封建社会里所可能作出的光辉贡献，其价值和意义是不能低估的。

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