地球為什麼會出現北極光（為什麼會有北極光呢）

2023-09-17 06:15:18

我第一次看到北極光是三年前的事。當我在一個夜晚開車回家的時候，它就那樣出現了，美輪美奐。雖然天氣很冷，我還是選擇停下車走出來好好欣賞它。雖然北極光看上去像魔法一樣神奇，不過我們確實能用科學知識來解釋它——這裡需要一點來自太陽、小鳥和軟性飲料的小小幫助。

北極光的始作俑者是太陽，來自太陽的能量支持了北極光的產生。和每天給我們提供溫暖與光明的陽光相比，太陽還會產生一種不一樣的能量，那就是「太陽風」。

太陽風從太陽表面射出，攜帶著許多微小的顆粒，名為質子和電子。就像植物、巧克力、我和你一樣，宇宙中的絕大多數物質都由微小的顆粒搭建而成，質子和電子就是這些微小顆粒的一部分。

質子和電子（當然還有中子）對於這個宇宙的意義，就像我們玩具盒裡那些最小的樂高積木塊一樣，這些微小的個體搭建在一起的時候，就能形成更大的整體。當這些粒子從太陽上射出來的時候，它們都攜帶了巨大的能量。

太陽風時強時弱，並不固定。只有當太陽風足夠強烈的時候，我們才能看到北極光。

當太陽風到達地球的時候，有趣的事情就發生了：它會進入地球磁場。在地球磁場的逼迫下，太陽風只能改道而行：它開始圍著地球運動起來。

正是因為地球磁場，指南針上的指針才會告訴我們南北指向。也正是因為地球磁場，鳥類在遷徙之時才知道飛行的方向。根本上來說，正是因為地球磁場我們才會有南北極的定義。

當地球磁場和太陽風相接觸的時候，地球磁場會把那些質子和電子沿著磁場的方向導向地球的兩極，遠離中間的位置——也就是赤道方向。

北極光和南極光也由此而生。在英文裡它們也分別被稱作北方的曙光女神和南方的曙光女神。

當太陽風經過地球磁場並向著地球行進的時候，它會進入大氣層。大氣層就像是地球表面的所覆蓋的一張大毛毯，包含了許多不同種類的微粒，這些微粒作用各異，有的組成了我們呼吸的空氣，有的保護我們不被來自太陽的有害輻射所傷害。

當太陽風所裹挾的質子和電子跟大氣層中的粒子發生碰撞的時候，它們會釋放出能量。正是這種碰撞和能量的釋放產生了北極光。

想像這樣一個過程：你把一瓶汽水用力的搖了一會，然後這個汽水瓶裡就會充滿了能量，當你打開瓶子的時候，大量的氣泡噴湧而出，能量就以這種方式被釋放了出來。

同樣的，當來自太陽的質子和電子與大氣層中的微粒一起被「搖一搖」之後，這些粒子就會釋放出他們的能量，只不過是以光的形式而不是氣泡了。

大氣層中的微粒在「搖一搖」之後會因為不同的粒子種類釋放出不同顏色的光，比如氧原子產生紅色和綠色的光，而氮原子則會產生藍光。在所有不同的顏色裡，我們人類的眼睛對於綠色最是敏感，所以當我們看著北極光的時候我們會發現最亮的顏色是綠色。

在冬天的夜晚，如果你遠離城市不被那些街道的燈光所幹擾的話，是最容易看到北極光的。當然，你在的地方越靠近地球的北極，你也越有可能看到北極光。

極光——在英文中又被稱為極地曙光，或是被分為北極光和南極光——是一種映於地球天際的自然光現象，主要會在高緯度地區——也就是南極和北極圈範圍內——被觀察到。

在地球磁場的作用下，主要以質子和電子形式存在的磁層離子和太陽風中的帶電粒子會進入更上層的大氣（熱層或者是散逸層），從而使地球磁層和太陽風（所攜帶的粒子）產生足夠強度的碰撞，伴隨著的是粒子中能量的釋放，從而導致了極光的產生。

這種碰撞所引起的離子化和大氣中被激發的粒子會釋放出不同顏色和組成的光。發生在南北極圈的極光帶範圍內的極光，也因為沉澱（至更高層大氣）粒子的增加速度的不同而有不同的形式。通過從大氣層獲得電子，質子沉澱並釋放出光且伴隨有氫氣生成。質子極光通常能在更低的緯度觀測到。

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