极光是什么？
极光是多样的，五颜六色的，形状各异，美得无与伦比，自然界没有任何现象能与之匹敌。任何标记都很难在寒冷的极地空气中画出那种变幻莫测的耀眼光芒。
极光有时出现的时间很短，就像节日的烟火在空中一闪而过，消失得无影无踪；有时它能在天空中闪耀几个小时；有时像一条彩带，有时像一团火焰，有时像一面五彩缤纷的巨幕；有些颜色变化多端，变化无穷；有的只是银白色，像棉絮一样，凝固了；有些异常明亮，掩盖了星星和月亮的光辉；有的很轻，像一束青苔；有的结构简单，像一条弯曲的弧线，呈现出浅绿偏红的色调；有的像抛向天空的彩绸或彩带，上下翻飞；有的柔软如围巾，随风飘动，呈现紫色和绯红色；有时极光出现在地平线上，就像晨光一样；有时极光亮如山茶花，红彤彤的；有时极光像幕布一样聚集在一起；有时它射出许多光束，就像骄傲的孔雀，带着蝴蝶翅膀飞翔。
多少世纪以来，这一直是人们猜测和探索的天象之谜。从前，爱斯基摩人认为这是鬼神的火炬，指引死者的灵魂上天堂。13世纪，人们以为是格陵兰冰盖反射的光。直到17世纪，人们才称之为北极光——北极黎明(在南极看到的同样的光称为南极光)。
随着科技的进步，极光的神秘逐渐被揭开。原来，这美丽的景色是太阳和大气合作演绎的作品。在太阳创造的各种形式的能量中，如光和热，有一种能量被称为“太阳风”。太阳风是太阳喷射出的带电粒子，是一种强大的带电亚原子粒子流，可以覆盖地球。太阳风在地球上空绕地球流动，以大约400 km/s的速度撞击地球磁场，地球磁场形状像一个漏斗，其尖端朝向地球的南北极，因此太阳发射的带电粒子沿着地球磁场的“漏斗”沉降，进入地球的两极地区。两极的上层大气，受到太阳风的轰击，会发光，形成极光。南极地区形成的叫南光，北极地区形成的叫北极光。
科学上把地磁纬度低于45°的区域称为微极光区。极光下边界高度距地面不到100 km，最大发光高度约为1100 km。正常最大边界在300 km左右，极端情况下可达1000 km以上。根据近年来对极光分布的研究，极光的形状并不是以地磁极为中心的圆环，而更像是椭圆形。极光的谱线范围约为3100 ~ 6700埃，最重要的谱线是5577埃的氧原子绿线，称为极光绿线。
1890年，挪威物理学家伯克兰在分析极光成因时，认为距离地球150万公里的太阳几乎不间断地向地球辐射物质点。但是，在距离地球5万~ 6.5万公里的地方，有一个磁场覆盖着地球。当太阳的粒子被这种磁场阻挡时，它会在地球周围扩散，寻找被钻的空隙。结果，大约65，438+0%的粒子钻入北磁极附近的大气中。每个太阳粒子包含的电量等于1000伏特。它们在100公里外的高层大气中遇到主要由氧和氮组成的原子和分子。当原子吸收了太阳粒子中所含的部分能量后，会立即释放能量，产生极其强烈的光。氧气发出绿色和红色的光，而氮气发出紫色、蓝色和一些深红色的光。这些五彩缤纷的颜色构成了美丽壮观的极光景象。
目前，许多科学家正在对极光进行深入研究。人们看到的极光主要是带电粒子流中的电子造成的。而且极光的颜色和强度还取决于沉降粒子的能量和数量。用一个形象的比喻，可以说极光活动就像是磁层活动的电视直播画面。沉降粒子是电视的电子束，地球大气是电视屏幕，地球磁场是电子束导向磁场。科学家们从这个自然电视中获得了许多关于磁层和日地空间电磁活动的信息。
极光不仅美丽，而且在地球大气层中所投下的能量可以和全世界发电厂所产生的总容量相提并论。这种能量经常混淆无线电和雷达的信号。极光产生的强电流还可以聚集在长途电话线上或影响微波的传播，使电路中的电流部分或全部“流失”，甚至严重干扰输电线路，从而使部分地区暂时失去供电。到目前为止，没有人确切知道极光发生的原因，但人们通常认为极光是地球磁场被阻挡后，来自太阳的微小高能粒子发生偏转的结果。一种是太阳高能粒子在地球磁场作用下，与地球外层大气中的氧、氮原子碰撞产生的辉光。太阳每11年有一个非常活跃的周期，向太空发射大量高能粒子。如何利用极光产生的能量造福人类，是当今科学界的重要使命。
因为地平线上的城市灯光和高层建筑可能会阻碍我们看到光，所以最好的极光景象只能在乡村的开阔地带观察到。在加拿大的丘吉尔，一年有300个夜晚可以看到极光；在美国佛罗里达，平均一年只能看到四次左右。大多数极光出现在地球上空90 ~ 130公里处，但有些极光要高得多。1959年，北极光一次性测得的高度为160 km，宽度超过4800 km。
看极光没有绝对的纬度要求，因为强极光在中国中南部都可以看到，但非常罕见。但总的来说，中国在观测极光方面处于劣势，因为北磁极偏向北美大陆，所以也是北纬40°，美国匹兹堡的磁纬度高很多，比北京看到极光的可能性大很多。
极光这么美，是地球独有的专利吗？过去，科学家使用美国国家航空航天局的哈勃太空望远镜偶然拍下了木星极光的照片。然而，使用南欧天文台的红外望远镜，科学家可以更清楚地观察到木星的极光和北极上空的烟雾。
科学家指出，极光是围绕木星的磁轴，这些烟雾是围绕木星的旋转轴，但在极环之下。烟雾受到木星上纬向风的影响，纬向风在同一纬度移动。科学家认为，木星在10小时的快速自转也会影响两极上空烟雾的移动。
据观察，极光的亮度也变化很大，从刚才能看到的银河系星云的亮度到满月时月亮的亮度。当强烈的极光出现时，可以看到地面上物体的轮廓，甚至可以反射出物体的影子。当然，最让人感动的当然是极光运动带来的千变万化的奇妙景象。当我们描述事物如何快速变化时，我们经常说:“一眨眼的功夫，一只老母鸡变成了一只鸭子。”极光真的就是这样，翻手为云，覆手为雨，不可预知，而这一切往往发生在几秒或几分钟内。极光的运动和变化是大自然这位魔术大师上演的生动大戏，以天空为舞台，上下有数百米的千千，甚至还有近万公里长的极光带。这壮丽的自然景象，仿佛多了一丝仙气，颇为神秘。
令人惊叹的是极光的颜色，已经不能用五彩缤纷的颜色来形容了。说到底，它的本来面目无非是红、绿、紫、蓝、黄，但大自然这位超级画家却以高超的技巧，把浓淡、隐藏的明暗变成了万花筒。据不完全统计，目前能分辨清楚的极光音调有160多种。
2000年4月6日夜，欧美北部出现极光。地球北半球已经出现了极光，甚至在美国南部的佛罗里达州和德国的中南部也出现了极光。当晚，红蓝绿光弥漫夜空，场面十分壮观。虽然这是一种罕见的祝福，但过去平淡无奇的天空中突然出现了绚丽的色彩，引起了许多地区的恐慌。据德国波鸿天文台台长卡明斯基称，德国莱茵河北部地区警察局和天文台的电话当晚一直不停，甚至有人怀疑又发生了煤气泄漏。这种极光现象是在160 km高度观测太阳的航天器ACE发现的，并发出了警告。北京时间4月7日凌晨0点30分，太空飞船ACE发现了一股太阳风，有强大的带电粒子从它身边经过，太阳风突然从375公里/秒加速到600公里/秒，一个小时后，太阳风到达了地球大气层的外缘，向我们展示了一个罕见的大自然奇迹。
太阳风
太阳风是一种从恒星高层大气中发出的超音速等离子体带电粒子流。当不是太阳时，这种带电粒子流通常被称为“恒星风”。
太阳风是来自太阳，以200 ~ 800 km/s的速度运动的连续等离子体流，这种物质虽然不同于地球上的空气，但它不是由气体分子组成的，而是由更简单的基本粒子组成，比如质子和电子，它们比原子小一个级别，但它们流动时产生的效果与气流非常相似，所以被称为太阳风。