20140508/北极纪行:撩开极光的神秘面纱

(加中华文媒体北极行采访团/科技日报记者冯卫东)丰泰加中华文媒体北极采访团的最北一站是图克托亚图克,在经历了数次追寻北极光而不得的失落后,3月21日凌晨时分,记者团的成员们对夜晚能否见到北极光已不太抱有希望,有的团员甚至开始早早入睡了。午夜时分的图克小镇已是万籁俱静,只有星星和路灯投射出的惨淡光芒点缀着街道。

不过,就在两杆老烟枪出门点火的刹那,天边泛起了些许的绿,淡淡的,飘忽不定。虽然不敢确定,但是一声北极光的惊呼,还是让记者们以极快的速度冲了出来。仿佛就在片刻间,绿色的光芒从遥远的天际划破夜空,慢慢地由淡转浓,徐徐舒展飘动,形状也忽而直线,忽而弯钩,荧光绿在天空中轻盈着呈现出各种曼妙的舞姿。面对着这至美至幻的天象奇观,记者们沉浸在兴奋之中,除了不停按下快门,全然没有感觉到当晚零下30多度的酷寒。

多彩多姿,绚烂无比的极光(Aurora)是世界七大天然奇景之一,是发生在地球大气层中的一场光影秀。自古以来,流传着诸多关于北极光的古老神话。北欧神话认为那是女武神们驰骋天际时铠甲反射的光芒,在中国传说中则是烛照极地临驭风雪的北国烛龙。中世纪文明曾对北极光充满恐惧,因为他们认为北极光是即将发生战争或是饥荒的预兆,还有一些文明相信北极光是人和动物的魂灵。不过,经由一代又一代科学家的不懈努力和技术手段的进步,笼罩在北极光之上的神秘面纱也早已被揭开。

虚幻莫测、美轮美奂的北极光其实就是一种物理现象,跟太阳的活动密不可分。由等离子组成的电子或质子流,通常被称为太阳风,其以每秒900公里的速度逃离太阳,进入太阳系。太阳风及其带电粒子进入地球大气层后,由于地球的磁力作用被拉向地球的两极。在穿越地球大气层的过程中,太阳的带电粒子与地球大气层中的氧原子和氮原子发生碰撞便产生了极光现象。

歌手张韶涵唱过的《欧若拉》中有这样一段歌词,“红橙黄绿蓝,五彩的欧若拉”。北极采访团的成员们在欣赏到绿色北极光后,也对其他颜色的北极光充满更大的期待,但大家的运气终究还是差了那么一点。从科学原理上讲,北极光还真是多彩的,据统计,绿色最为常见,而要看到红色极光也许要“攒足人品”才行。原子和带电粒子之间的碰撞一般发生地表上空30至300公里的地方,原子所处的高度及其类型决定了极光的颜色。高能带电粒子如果在离地表240公里以上的地方与氧原子发生碰撞,会产生红色极光;在240公里以下与氧原子碰撞则会产生绿色极光;在96公里以上与氮原子碰撞会产生紫色极光;在96公里以下与氮原子碰撞则会产生蓝色极光。

北极光除了具有不同的色彩,还具有流动性,在天空中可形成各种形状,犹如穿着彩衣的少女在跳一曲时而柔曼、时而张扬的舞蹈。这是原子和带电粒子之间的碰撞不断地沿地球大气层的磁流进行迁移所致。北极光最常出现在磁北极的高纬度地带,但在剧烈活动时,你也能在远离北极圈的南部地区一睹其芳容。不过,剧烈的北极光通常并不多见,而且也只能在美国阿拉斯加、加拿大、挪威等靠近北极圈地方才能看到。

今天,现代科技已允许科学家们通过监视太阳风的强度来预测北极光的强度。如果太阳风强,极光活动就剧烈,此时来自太阳大气层的更多带电粒子会进入地球大气层,并与氮原子和氧原子发生反应。较强的极光活动意味着可在地球表面的更大区域内看见北极光。

预测北极光类似于每天的天气预报。在因纽维克的酒店里,前台的黑人伙计就向记者们推荐使用阿拉斯加大学地球物理研究所的网站(http://www.gi.alaska.edu/AuroraForecast),来查询当地极光的发生概率。该网站可预测北极光在特定时间里最活跃的地区,并给出一系列表示极光活动强度的系数。系数为0,表示极光活动最弱,仅在纬度高于北极圈的范围内可见;系数为9,则代表极光活动最强,此时在纬度比北极圈低得多的地区也有机会一睹北极光的风采。

不过,按照这个网站的预测来安排您的北极光之旅,你恐怕会失望而归。概率高,并不代表它一定会出现。记者们的实践充分证明,北极光的预测只是个整体概念,还无法具体到某时某地。它说来就来,说走就走,根本不在乎那些翘首以盼的观众。

科学研究发现,极光活动的高峰期通常与11年的太阳黑子周期保持一致。在太阳黑子暴发期间,太阳具有非常强烈的磁场活动,此时的太阳风也非常强,因此此时的北极光通常也非常强劲。根据这个周期计算,最近的极光活动高峰应该发生在2013年,所以记者们北极行的时间还基本处于最佳观赏期。冬季通常是观赏北极光的最佳季节,此时北极圈内夜间时间较长,而且夜空也更为清澈。

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