大多数人都知道北极光是北极圈的主要景观之一。世代以来,北极地区的居民和游客都能看到蓝色、红色和绿色渲染的夜空。数千年来,北极光使全球各地的人产生了丰富的想象力,随着现代科技的发展,来自世界各地的人们可以乘坐飞机或游轮,亲眼目睹极光。

许多人都想知道北极光与北极圈之间的关系,北极圈是地球上最遥远的地区之一。请继续读下去,了解更多关于极光和北极的知识,包括为什么北极光通常只能在北极圈内才能看到。

北极光和北极圈

北极圈被定义为地球上最北端的纬度圈,是地球两个极圈之一,另一个极圈是南半球的南极圈。一条围绕北极的纬线界定了北极圈,这条线标志着在6月21日夏至期间可以看到午夜太阳中心的区域。欧亚大陆和北美的大部分地区都在该圈内,包括美国、加拿大、丹麦、冰岛、挪威、瑞典、芬兰和俄罗斯控制的地区。

由于地球磁层的运作方式,大多数情况下,极光在这一地区可见。太阳以发光发热而为大家所熟知,有了太阳,地球上才有生命,但太阳也会释放出被称为太阳风的粒子流,这种粒子流具有高放射性,对人类来说是致命的。磁层是地球磁场产生的防护屏障,在太阳风到达地球表面之前,磁层会使太阳风偏转或中和,从而保护地球。

地球磁层大部分扩展到远离地球的外层空间,但因为磁场产生磁层,磁层扩展到大气圈,在两个点与大气汇合:北极点和南极点,地球的磁场就是从那里产生的。当太阳风与大气接触时,产生的化学反应透过北极光的形式可见。

北极光的工作原理是激发空气粒子。所有物质都由原子组成,原子本身也由质子、电子和中子组成。质子和中子位于原子核内,即原子的中心,而电子绕原子核运行的方式与地球绕太阳运行的方式相同。质子带正电荷,电子带负电荷,中子不带电荷。

当太阳风中的带电粒子撞击空气中的原子时,原子会被激发,这意味着它们的电子将移动到离原子核更远的高能量轨道上。当这个激发的过程结束时,电子将回到它们原来的轨道,在这个过程中释放光子——一个光的单位。当这一过程发生在许多原子上时,会以极光的形式产生大量的光。这与霓虹灯的工作原理类似,霓虹灯用电来激发氖气原子,从而产生光。

极光通常只在极地地区可见的原因是,地球上只有极地地区的磁层与大气圈相交。磁层的其余部分向太空延伸了一段距离,这意味着任何出现在那里的太阳风在进入大气层之前就已经消散了。 此外,太阳风粒子只能沿着磁场线移动,磁场线是连接南北两极的不可见隐线;这些隐线向外延伸到太空中,远离地球上北极圈和南极圈之外的大气层。

极光通常只有在太阳风暴期间才能在北极和南极之外被人类看到。这种情况鲜有发生。例如,上一次发生这种情况是在1859年的卡林顿事件太阳风暴期间。这场风暴在北半球大部分地区形成了可见的极光,破坏了电报线,导致电报线着火爆炸。

极光通常只能在极地地区看到的另一个关键原因是日照时间。地轴是倾斜的,再加上绕太阳公转,就形成了四个不同的季节:春、夏、秋、冬。在夏季,一个半球更频繁地面朝太阳,因此获得的日光更多;当一个半球背向太阳,接收到的阳光较少时,冬季就来临了。 您离北极或南极越近,季节差异就变得越极端,北极地区在夏天几乎能接收到恒定的日光,而在冬天几乎接收不到日光。由于极光不能在阳光灿烂的时候形成,北极冬季更为黑暗,因此极光观测更加容易。

除了北极,极光也出现在南极洲,南极洲的极光被称为南极光(aurora australis)。然而,由于没有人类居住,人类在南半球看到极光的情况就不那么常见了。南极圈的大部分地区都包含在南极洲内部,南极洲非常偏远,气候恶劣,由于海冰和极端温度,人类很难到达南极洲。 与南极圈相反,北极圈与世界上两个人口最多的大陆相交,世世代代都有人居住在这里,通过陆上、海上或航空通常更容易到达。它也有一个温暖的气候,因为北极由海冰组成,而南极洲由陆地组成,两地差异悬殊。

北极光在人类世世代代的民间神话传说中扮演了重要的角色,因为许多人在北极都观测到了极光。例如,格陵兰岛和加拿大的因纽特人在历史上认为,极光是逝者的灵魂用海象的头骨玩球造成的。维京人认为极光是从女武神瓦尔基里的盾牌和盔甲上反射出来的,女武神是护送战死疆场的勇士前往英灵殿的女战士,英灵殿是挪威人死后灵魂生活的境域之一。

结语

由于各种因素的综合作用,北极光一般只能在北极圈内看到。数千年来,北极光的绚丽壮美一直吸引着人类,在现代科技的帮助下,现在更多的人可以从世界各地到北极旅行,亲眼目睹极光。如果您对极光很好奇,那就立即预订一次旅行吧,准备体验一生中最奇妙的经历。

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