北極光

長期以來，極光的成因一直眾說紛紜。有人認為：它是地球外緣燃燒的大火；有人則認為，它是夕陽西沉后，天際映射出來的光芒；還有人認為，它是極圈的冰雪在白天吸收儲存陽光之後，夜晚釋放出來的一種能量。這天象之謎，直到人類將衛星火箭送上太空之後，才有了物理性、合理的解釋。

本質上來說，極光是太陽風暴吹過來的帶電粒子與地球高空大氣中的原子與分子在地球大氣層最上層(距離地面100-200公里處的高空)運作激發的光學現象。極光的形成有三大個重要過程：太陽風產生的帶電粒子、地球磁場把帶電粒子吸引到南北極、與大氣成分運作激發。

長久以來極光的神秘一直是人們汲汲想要了解與探索的，在上世紀，人們利用照相機，攝影機及衛星，才能清楚地看到及了解到太陽能流與地球磁場碰撞產生的放電現象，它是一束束電子光河，在離地球60英里的天空，釋放出一百萬兆瓦的光芒，但在無科學的時代，人們只有發揮無窮的想象力，來敘述這奇妙的大自然景色，因而有了許多古老相傳的神秘傳說。北極光名稱的由來，是科學家卡森迪在反覆考慮下，把這種現象稱為“歐若”(Aurora)，她是古羅馬神話里的織架女神，代表旭日東升前的黎明。

科學家柏克萊認為，太陽發出的電子在太空中自由飛揚，當它們闖進地球磁場，電子與氣體碰撞時會發出光芒，就是北極光，他的理論直到60年後才得到證實。美國采索14號火箭升空，科學家才首次證明地球有2個磁場，一年後港灣2號首次測量太陽的等離子（構成太陽氣流的帶電物質），太陽氣流可觸及地球。太陽氣流亦稱太陽風，這些放射物以300 萬km的速度沖向地球，幸而地球磁場改變太陽風的方向，使我們免受太陽風的襲擊，當太陽風與地磁場碰撞會產生100萬兆的能源，地球大氣層的小粒子會釋出能源，氧原子放出綠光或紅光，氧分子放出紅光或黃光，氮分子放出紫光或粉紅光。如極光出現是否有聲音？加拿大國內北極圈內的土著們說，北極光會發出口哨聲和腳步聲，那是靈魂在天堂踏雪散步的聲音，還有太陽風撞擊地球磁場釋出的能量究竟有多大？等等，這都是科學家所急於想解開之謎，極光就像它本身一樣，如煙如霧，讓我們不禁嘆大自然造物主的神妙。

本質上來說，極光是原子與分子在地球大氣層最上層(距離地面100-200公里處的高空)運作激發的光學現象。它的形成有三大要素：太陽風、地球磁場、大氣。所謂“太陽風”，是太陽對宇宙不斷放射的一種能量，它是由電子與質子所組成。由於太陽的激烈活動，放射出無數的帶電微粒，當帶電微粒流射向地球進入地球磁場的作用範圍時，受地球磁場的影響，便沿著地球磁力線高速進入到南北磁極附近的高層大氣中，與氧原子、氮分子等質點碰撞，因而產生了“電磁風暴”和“可見光”的現象，就成了眾所矚目的“極光”，

極光是一種大自然天文奇觀，它沒有固定的型態、顏色也不盡相同，顏色以綠、白、黃、藍居多，偶爾也會呈現艷麗的紅紫色，曼妙多姿又神秘難測。極光的發生只有在嚴寒的秋冬夜晚，高緯度的地區，才有機會目睹，因為漆黑寒冷的夜晚北極光最易出現，所以最佳時刻則是11月至次年2月晚上10點到凌晨2點，有些時候可持續1小時左右。

一般來說，極光的型態可分為弧狀極光、帶狀極光、幕狀極光、放射狀極光等四種。在北部出現的稱為北極光，在南部出現的則稱為南極光。

極光最常出沒在南北磁緯度67°附近的兩個環狀帶區域內，分別稱作南極光區和北極光區。北半球以阿拉斯加、北加拿大、西伯利亞、格陵蘭冰島南端與挪威北海岸為主；而南半球則集中在南極洲附近。值得一提的是：北極附近的阿拉斯加、北加拿大是觀賞極光的最佳地點，阿拉斯加的費爾班(Fairbanks)更贏得“北極光首都”的美稱，以其寒冷的冬季與夏季的長時間光照而聞名，一年之中有超過200天的極光現象，人們去那裡是為欣賞它那壯觀景象並目睹每晚都會出現的極光奇觀。如果你有機會到阿拉斯加，一定要看看那迷人的北極光，捕捉那千變萬化的超級“電光秀”，您也將徹底地愛上北極光！中國最北的漠河，也可以觀測到北極光。

拍攝北極光是一種獨特的挑戰。因為北極光盛行時是冬天，天氣非常寒冷，溫度會在零下40或50度。照相機放在外面的時間不能超過幾分鐘，因為它會被凍住。膠片不會像人眼那樣敏感，使用的是特殊的時間間隔技術。

科學家發現了產生北極光神秘聲音的地點。這種聲音激發了許多民間故事，令荒野流浪者恐懼和敬畏但北極光奇怪的噼啪聲和低沉的轟鳴聲首次通過科學得到了解釋。

芬蘭阿爾託大學研究人員確定了發出這些聲音的地點，然後發現這些聲音來自地面以上約70米的高處。但受地球磁場干擾所致的北極光出現在地面以上約120公里的高空。研究人員在一個記錄這些極光聲音的觀測地安裝3個獨立的擴音器，然後找到聲音來源。他們比較了由這些擴音器捕捉到的聲音，最後找出發出這些聲音的位置芬蘭氣象研究所的科學家在這個觀測地看到北極光，同時測量了地磁干擾，

阿爾託大學的尤尼托-K-萊恩教授表示：“我們的研究證實，北極光出現時，人能聽到自然的極光聲音，這些聲音和他們所見的景象有關。以前，研究人員認為北極光離我們太遠，所以聽不到它產生的聲音。這是真的。但我們的研究表明，這些和我們看到的北極光有關的聲音很可能是由來自太陽、相同的高能粒子產生的。這些粒子造成了出現在遙遠天空中的北極光。這些粒子或由它們產生的地磁干擾好像製造了更接近地面的聲音。”

記錄在案的極光聲音類似於噼啪聲和低沉的轟鳴聲，持續時間很短。聽到極光聲音的其他人把它們描述為從遠方出來的聲音和爆裂聲。考慮到這些不同的描述，研究人員猜測有幾種機制導致了這些極光聲音的形成。這些聲音非常柔和，所以你必須非常認真地傾聽才能聽到它們，才能將它們同環境噪音區分開，

相傳公元前兩千多年的一天，夜來臨了。隨著夕陽西沉，夜已將它黑色的翅膀張開在神州大地上，把遠山、近樹、河流和土丘，以及所有的一切全都掩蓋起來。一個名叫附寶的年輕女子獨自坐在曠野上，她眼眉下的一灣秋水閃耀著火一般的激情，顯然是被這清幽的夜晚深深地吸引住了。夜空像無邊無際的大海，顯得廣闊。安詳而又神秘。天幕上，群星閃閃爍爍，靜靜地俯瞰著黑魆魆的地面，突然，在大熊星座中，飄灑出一縷彩虹般的神奇光帶，如煙似霧，搖曳不定，時動時靜，像行雲流水，最後化成一個碩大無比的光環，縈繞在北斗星的周圍。其時，環的亮度急劇增強，宛如皓月懸掛當空，向大地瀉下一片淡銀色的光華，映亮了整個原野。四下里萬物都清晰分明，形影可見，一切都成為活生生的了。附寶見此情景，心中不禁為之一動。由此便身懷六甲，生下了個兒子。這男孩就是黃帝軒轅氏。以上所述可能是世界上關於極光的最古老神話傳說之一。

在我國的古書《山海經》中也有極光的記載。書中談到北方有個神仙，形貌如一條紅色的蛇，在夜空中閃閃發光，它的名字叫觸龍。關於觸龍有如下一段描述：“人面蛇身，赤色，身長千里，鐘山之神也。”這裡所指的觸龍，實際上就是極光。極光是天空中一種特殊的光，是人們能用肉眼看得見的唯一的高空大氣現象，它常常出現在南北半球的高緯地區，主要是在南極區和北極區。這種光的美麗顯示，是由高空大氣中的放電輻射造成的。出現在北半球的叫做北極光，出現在南半球的叫做南極光；南北極光泛稱極光。在我國所能見到的當然是北極光。在古代，我國沒有極光這個詞，所以是根據極光不的形狀差異分別加以稱謂，如叫做“天狗”、“刀星”、“蚩尤旗”、“天開眼”、“星隕如雨”等等，它們大部分散落在史書的星象、妖星、異星、流星、祥氣的記載中。

極光這一術語來源於拉丁文伊歐斯一詞。傳說伊歐斯是希臘神話中“黎明”（其實，指的是晨曦和朝霞）的化身，是希臘神泰坦的女兒，是太陽神和月亮女神的妹妹，她又是北風等多種風和黃昏星等多顆星的母親。極光還曾被說成是獵戶星座的妻子。在藝術作品中，伊歐斯被說成是一個年輕的女人，她不是手挽個年輕的小夥子快步如飛地趕路，便是乘著飛馬駕駛的四輪車，從海中騰空而起；有時她還被描繪成這樣一個女神，手持大水罐，伸展雙翅，向世上施捨朝露，如同我國佛教故事中的觀音菩薩，普灑甘露到人間。

2017年6月13日，日本國立極地研究所與東京大學、京都大學和名古屋大學的研究團隊宣布，利用高性能攝像機，歷時3年成功拍攝到高速閃爍的極光影像。短時間裡重複出現明暗閃爍的特殊極光是在氫離子作用下產生。外界期待此研究能進一步揭開極光發生之謎。