近日,有网传消息称“河南漯河出现极光景象”,引发关注。事实上,网传信息不实。根据气象科学规律,漯河市不具备肉眼观测到极光的自然条件。
极光主要集中在地磁纬度65°—75°的极光卵区域,只有发生极强地磁暴时,极光带才会短暂向低纬度扩张。漯河市地处河南省中南部,地理坐标为北纬34°左右,属于中纬度地区,地磁纬度(以地球南北磁极点为标准划分的纬度,与常见的地理纬度不同。但二者有相似之处,即地理纬度过低之处,肯定也是地磁纬度较低区域)远低于肉眼观测极光所需阈值。即使发生极强地磁暴,极光带向南延伸的范围也无法抵达漯河,在漯河区域,人类肉眼不可能观测到极光现象。
注意:美国阿拉斯加、加拿大北部、北欧、格陵兰岛及俄罗斯北部等地的磁纬度较高,是比较理想的极光欣赏目的地——当太阳发生日冕物质抛射后,到达地球并引起大地磁暴通常需要1—3天(看极光的准备时间)。由于我国整体上地磁纬度较低,看到极光的概率不大。其中,最北的漠河地磁纬度约42°(地理纬度约53°N),有一定概率看到极光,但机会仍旧不高。所以,网上有言,“漯河跟漠河发音类似,去漯河看极光只是一个‘谐音梗’”。
极光往往是伴随着地磁暴一同发生的。地磁暴则是由冕洞高速流和日冕物质抛射共同作用产生,前者是源自太阳表面大气,也就是日冕的低密度区域(高速太阳风);后者日冕物质抛射则是典型的太阳爆发。当这些携带太阳能量的物质,以每秒数百千米的高速飞离太阳表面时,就会形成类似爆炸冲击波。在它们的共同作用下,既会发生地磁暴,也会发生极光现象。极光是地磁暴可视化的表现。极光越“美”,地磁暴越强,对地面通信和航天器运行威胁就越大。
注意:地磁暴发生后,或给地球注入巨大能量,造成大气被加热,并向低纬扩散。低层大气受热膨胀,导致卫星轨道上的大气密度增加,使得卫星所受阻力增大。如果没有准确预估卫星轨道受影响的严重程度,可能会引起卫星无法进入预定轨道(空间高能粒子的轰击,对航天员生命健康也有伤害)。其次,当有地磁暴发生时,电离层电子密度随高度的分布会发生很大的变化,从而造成不同频率的无线电波的反射高度发生变化,导致电波原有接收信号会大幅度衰减,或造成短波通信中断。此外,强地磁暴影响期间,电网和地下管网等也会受到影响——损坏变压器,导致电网出现瘫痪。
极光的形成必备三大要素:太阳风(高能带电粒子流)、磁场和大气层——极光并非地球独有,它是行星上普遍存在的现象。只要行星有大气和磁场,遇到太阳风就会产生极光。由于在中低纬地区,地球磁力线是闭合的,外来的带电粒子不容易穿越磁力线。在纬度比较高的区域,地球磁力线是开放的,这使得太阳风中的带电粒子能沿着开放的磁力线进入到极区上空,当带电粒子与极区上空的大气发生相互作用时,就会产生极光。
注意:极光最常见的颜色为绿色,此外还有红色、紫色等——如果带电粒子在200千米以上的高空撞到大气中的氧原子或氧分子,它们会被激发出红色光;如果是在100千米至200千米高空,大气中的氧原子或氧分子却会被激发出黄绿色光;如果带电粒子在100千米以下高空撞到电离状态下的氮原子或氮分子,就会出现蓝色极光和紫色极光。由于各行星大气的组成成分不同,极光的颜色也有差异——木星、土星的大气中都是氢和氦,大多数极光由紫外线组成,属于不可见光。
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