科普丨《极光》：是什么造就了南北极五彩斑斓、美轮美奂的极光？

是什么造就了南北极五彩斑斓、美轮美奂的极光？

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精华笔记 

极光被视为自然界中最美丽的奇观之一，极光在人类历史中扮演了什么样的角色，它是怎么形成的，又会怎么影响人类，英国极地探险家和科普作家梅勒妮·温德里奇，遍访了众多极光观测圣地，从神话、科学、文化等多个角度让你全面认识极光。

一、历史上人们是怎么看待极光的？

1.古代人类早期的极光观测

在距今1万年前的法国岩洞中，就有红色黏土描绘的幕帘形状的极光，被认为是人类对极光最早的记录。在《圣经》以及中国的《史记》中，都有对极光的记载。在古代，极光被看作某种预兆或者警告，人们认为有大事即将发生。

2.极地地区传说中的极光现象

在北美，生活在极地的因纽特人，认为极光是死者的灵魂在跳舞。芬兰人认为北极狐一边狂奔，一边用尾巴在雪地上打火产生了极光。挪威人认为极光是成群的银色鲱鱼的鱼鳞投射到天空中形成的。在丹麦的民间传说中，极光是一只受困在冰窟中的天鹅拍打翅膀在天空中的倒影。

3.近代科学对极光现象的推测

伽利略推断，极光的产生可能和太阳以及地球的大气有关。英国著名科学家哈雷猜想，极光和磁性物质有关。19世纪，欧洲人对于极地探险越来越狂热，科学家们越来越多的来到北极。尽管此时他们还没有找到极光具体的成因，但却搞明白了两件事：一是极光发生的大致高度在几百千米，二是能看到极光的地理范围是一个环形的区域。

二、极光到底是怎样形成的？

1.挪威物理学家克里斯蒂安·伯克利的极光理论

克里斯蒂安·伯克利是一个极地探险家，曾多次深入北极探险，并建立起了多个极光观测站，他在1908年率先提出了公认的现代极光理论，那就是太阳的带电粒子流到达地球附近，在地球磁场的作用下，射向了地球的南北极，从而产生了极光。具体来说，太阳风中的带电粒子靠近地球时，会受到地球南北两个磁极的吸引，冲向地球南北极的大气层。这些带电粒子，大多数会在卡门线以上和等离子态的空气粒子发生冲撞，释放出光能，就是极光。

2.对于极光的进一步认识

科学家们研究了极光发生的精确高度，主要集中在100到250千米的高空。他们还发现，极光的强度和地球上能看到极光的范围，主要和太阳的活动强弱程度有关。科学家们把太阳风划分为了不同的等级，用kp1到kp9来表示，kp1最弱，kp9最强。

另外，人们能看到的极光颜色丰富多彩。极光之所以会有不同的颜色，是太阳粒子和高空大气中不同空气粒子作用的结果。人们看到的大部分极光都是绿色的，这是太阳风中的电子冲击等离子态的氧原子产生的。红色、蓝色、紫色、粉色的极光比较罕见。除了夜间极光，日间极光也是存在的，但是非常微弱，它是中性粒子冲撞大气层的结果。

三、在哪里能看到极光？

在国内看到极光的概率比较小，原因是北磁极位于西半球，即便是在中国最北端的漠河，在太阳活动最强时，才能有机会用肉眼观测到极光。

要想看到壮丽的极光，还是要到西半球的高纬度地区，比如北欧地区、加拿大等地，就有许多观测极光的理想场所，几乎常年都有机会能看到极光。即便是到了理想的观测地，要想看到极光也要靠运气。由于极光发生在100千米以上的高空，如果天空中云层过厚或者有雨雪，极光就会被遮住。欧美的一些研究机构会根据太阳的活动强度对极光进行预报，在太阳活动强烈时看到的极光更壮观。

如果你乘坐飞越北极的国际航线，也有可能看到极光。飞入太空的宇航员，可以看到极光的全貌，它像一顶皇冠一样，戴在地球的极地上空。

四、极光背后的太阳风对人类的影响与危害。

1.它会影响到在太空中运行的人造卫星

太阳风中大量的带电粒子会冲击元器件，比如说太阳能电池板，造成这些元器件性能下降甚至是失效。尤其是在太阳耀斑爆发之时，会有大量高能的质子喷射出，质子的质量要比电子大很多，造成的破坏也会更多。

2.强烈的太阳风会使得地球的通信和供电系统受到影响

当太阳风强烈之时，电离层就会受到干扰，通讯就会受到干扰甚至中断。强烈的太阳风还会造成地球磁场的强烈变化，磁场的强烈变化让地面上的一些输电线路在瞬间产生巨大的电流，可能会烧毁供电设施，造成局部电力的瘫痪。

3.太阳风中的带电粒子还会影响人们的健康

太阳风中的带电粒子会对人体产生辐射。那些常年飞长途的客机机组人员面临着健康的威胁。据研究，高空航线的机组人员受到的辐射量，超过了核电站的工作人员，他们罹患癌症的风险也比普通人高得多。

书           名：极光

作           者：[英]梅勒妮·温德里奇

主    讲   人：林雨

主讲人简介：清华大学科学技术哲学硕士，国家图书馆副研究馆员

主           播：路琨

策 划  编 辑：左宓