含羞草
一說到“歐若拉”,不少人會想起張韶涵的那首成名曲,悠揚的旋律下,仿佛北極光黎明女神歐若拉在吟唱大地之歌。對于普通人而言,親眼看見北極光可能是一種奢望,而對于極地中心的李斌博士來說,他的研究領(lǐng)域卻與這位“極光女神”緊密地聯(lián)系在一起。
獨自挑戰(zhàn)極夜117天
每年的秋分日到第二年的春分日,北極會進入伸手不見五指的極夜。11月到3月期間的晚上十點到早上兩三點,是觀測極光的最佳時間。普通游客在極光發(fā)生的一瞬間,一定是邊舉著相機邊贊嘆它的美麗,而作為一名研究極地大氣和空間物理的科學家來說,個人審美就沒那么重要了,及時獲得第一手資料,拿到最佳數(shù)據(jù)才是首要的。
早在2004年7月,我國于挪威的斯瓦爾巴群島建立了北極科學考察站黃河站,它和建在南極的中山站一樣均處于一個有利于觀測極光的極隙區(qū)緯度,而黃河站更是擁有全球極地科考中規(guī)模最大的空間物理觀測點!李斌博士自然不會錯過這個天時地利的機會,獨自一人背起行囊,來到極夜中的黃河站,他每天除了看極光,還是看極光,而且一待就是117天!
什么是極光
看了上面的介紹,你一定會像我一樣好奇,極光到底是一種怎樣神奇的存在?通俗地講,極光是太陽與大氣層合作表演出來的作品,是人們能用肉眼看得見的唯.一的高空大氣現(xiàn)象。在太陽創(chuàng)造的諸如光和熱等形式的能量中,有一種能量被稱為“太陽風”。太陽風是太陽噴射出的一束束可以覆蓋地球的強大的帶電粒子流,它在地球上空環(huán)繞地球流動,以大約每秒400千米的速度撞擊地球磁場。地球磁場形如漏斗,尖端對著地球的南北兩個磁極,因此太陽發(fā)出的帶電粒子沿著地磁場這個“漏斗”沉降,進入地球的兩極地區(qū)。地球兩極的高層大氣,受到太陽風的轟擊后會被電離,從而發(fā)出絢麗的光芒,這便是極光。極光被人們視為自然界中最漂亮的奇觀之一。
極光那么美,我們?nèi)ツ目?/p>
如果我們乘坐宇宙飛船,越過地球的南北極上空,從遙遠的太空向地球望去,會見到圍繞地球磁極有一個閃閃發(fā)亮的光環(huán),這個光環(huán)叫作極光卵。極光卵的中心并不是我們想象中的南北極,它是以地磁極為中心的。并且極光卵處在連續(xù)不斷的變化中,時明時暗,時而向赤道方向伸展,時而又向極點方向收縮,但處在午夜部分的光環(huán)顯得最寬最明亮。長期觀測的統(tǒng)計結(jié)果表明,極光最常出現(xiàn)的地方是在南北緯 度67度附近的兩個環(huán)帶狀區(qū)域內(nèi),分別稱作南極光區(qū)和北極光區(qū)。在極光區(qū)內(nèi)差不多每天都會發(fā)生極光活動。
比如在北歐大陸上斯堪的那維亞半島的西北角、挪威的北部和靠西的位置,恰好和極光卵相切,所以這里是既容易到達,又最容易看到極光的地方。美國的阿拉斯加、加拿大的北部地區(qū)等也都是非常好的極光觀測位置。
極光顏色變換的秘密
極光多種多樣,五彩繽紛,猶如一位靈動的舞者將手中的彩綢緞帶拋向天空。有時又如節(jié)日的焰火在空中閃現(xiàn)一下就消失得無影無蹤,有時卻可以在蒼穹之中輝映幾個小時,有的異常光亮,欲奪星月之光輝……極光的運動變化,是大自然這個魔術(shù)師,以天空為舞臺上演的一出光的魔術(shù),上下縱橫成百上千千米,甚至還存在近萬千米長的極光帶。
據(jù)不完全統(tǒng)計,目前能分辨清楚的極光色調(diào)已達160多種。這是由于空氣中含有氫、氧、氮、氦、氖、氬等氣體,在帶電粒子流的作用下,這些氣體會發(fā)出不同顏色的光。極光色彩的千變?nèi)f化,其實反映的是我們地球大氣在高度上的不同分布。極光變換著顏色,一直在運動。而這種運動,其實又是地球磁場和大氣在
不斷變化的結(jié)果。
研究極光有什么用
極光不僅是光學現(xiàn)象,還是無線電現(xiàn)象。人們通過雷達探測發(fā)現(xiàn),極光會輻射出極強的無線電波,它所伴隨的各種效應對人類有著非常大的影響。比如一架低空飛行的飛機恰好飛人極光發(fā)生區(qū),它和地面進行通訊時,極可能因收不到衛(wèi)星傳遞的信號而造成安全隱患。比如高鐵的線路、電網(wǎng),是一個幾千千米長的連續(xù)的金屬導體,這些金屬導體在強烈的極光的作用下會發(fā)生極強的磁場變化,從而激發(fā)出很強的電流,這種高強能量,會摧毀很多跟電相關(guān)的 系統(tǒng)。還有更常見的,比如我們每天都要用到的GPS導航或者北斗導航,都在和衛(wèi)星發(fā)生著直接的聯(lián)系,這個過程信號要穿越地球的電離層。當電離層受到太陽風的作
用發(fā)生強烈的擾動時,信號就會出現(xiàn)很大的偏差。它還直接影響到無線電通信、長電纜通信,以及長的管道和電力傳送線等許多實用工程項目。極光還可以影響到氣候,影響生物學過程等。
因此,及時預測播報極光,利用極光所產(chǎn)生的能量為人類造福,是當今科學界的一項重要使命。極光還有許許多多沒有解開的謎,正等待著我們?nèi)グl(fā)掘。
(編輯文 墨)