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標 題: [科學發展] 飄飄飛舞的極光（二）
發信站: 政大狂狷年少 (05/31/06 16:06:29 Wed)

太陽風、閃焰與極光

太陽風中的帶電粒子被地球磁場捕獲，束縛在范艾倫輻射帶中流竄。當這些粒
子進入極區上空時，與極區上空大氣中的原子或分子碰撞，使大氣中的原子或
分子被激發而放光，便形成美麗的極光，並隨著空氣的流動飄移，形成舞動的
光幕，如絲如緞，動人心弦。


極光的顏色主要來自氧原子與氮分子的激發，一般有紅色、綠色，也有黃色與
紫色。極光高度約在 100 ~ 300 公里之間，再高，通常沒有足夠的中性原子
可供激發形成極光。


歈
極光的顏色、高度與成分
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顏色 灠物蛂]公里）齱@　　　　成分　　　　
僓朅朅
紫色 齱@ 90∼100 　氮（N2、N2+）　　
紅色　 90∼100 齱@ 　氮（N2、N2+）　　
藍色　 90∼100 齱@ 　氮（N2、N2+）　　
綠色　 100∼150 齱@　　　氧原子　　　　
深紅色 150∼300 齱@　　分子、氧原子　　
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極光的學名叫做 aurora，發生在北極地區的稱為「北極光」（aurora borea-
lis），發生在南極上空的稱為「南極光」（aurora australis）。


太陽活動與黑子數量有密切的關係，當黑子數量達到極大期時，閃焰次數增多，
規模也比較大，轟擊到地球上的太陽風粒子也多而密集，使極光發生的次數較
多、規模也較大，是觀賞極光的好時機。1989 年與 2001 年初正是太陽活動
極大期，產生許多大規模的極光，讓專家與大眾都大飽眼福。


當太陽發生大型閃焰時，雖然有機會觀賞到壯觀的極光，但湧到的大量帶電粒
子會對地球大氣造成影響。所造成的影響主要有兩項。一是大量帶電粒子轟擊
地球大氣，影響游離層反射短波無線電的能力，使短波通訊受到干擾或斷訊。
二是大量帶電粒子的轟擊加熱了地球高層大氣，使得大氣膨脹，增加了人造衛
星的空氣阻力，讓人造衛星的速度減緩，高度也降低，縮短了人造衛星的使用
年限。


在上一次太陽活動極大期時，所發生的一次閃焰就使加拿大海防部隊通訊中斷
１天，也使觀察太陽的太陽極大期任務衛星縮短壽命，最後在 1989 年 12 月
２日墜落於地球大氣的過程中焚毀。


科學家曾利用衛星測量極光的強度，但是 1989 年那次極光的範圍之廣，才真
正讓大多數人見識到極光的不凡之處。


極光通常只能在高緯度（60 度以上）地區見到，在 1989 年發生的極光，卻
是南至美國佛羅里達州的威斯特礁和墨西哥的猶加敦半島都可見到。有人被天
空火光般的色澤嚇壞了，打電話報警，有些人則看得心醉神迷。


這一次的極光出現在加拿大魁北克上空後不到 90 秒鐘，伴隨而來的磁暴便癱
瘓了魁北克全省的供電系統，6 百萬加拿大人有好幾個小時無電可用。同一時
間，羅盤的讀數變得不準確，車庫電動門自行開關的事件頻傳，無線電傳輸與
海岸導航系統遭到干擾，部分衛星回傳的資料也暫時中斷了。


就像所有美麗的奇景一樣，雖然能夠預期極光發生的可能性，極光仍然是可遇
而不可求的。如果遇上滿天雲或是暴風雨的天氣，即使發生極光現象，也無法
觀賞。


人們對極光的認識，也與日全食、彗星一樣，花了數千年才從外貌、顏色的觀
察而進入本質的了解，由驚懼轉為觀賞。人類對大自然的認識，由無知轉向了
解的過程何其漫長，極光只不過是其中一例罷了。



觀賞極光

極光發生的區域，圍繞著極區成為「極光帶」。美國阿拉斯加、加拿大育空位
於極區邊緣（北緯 60 度左右），是觀賞極光的最佳地點之一。通常，每年的
９月、10 月與 2 月、3 月，氣候比較穩定，適合觀賞極光。一般人觀賞極光
的地點，最好找有合適旅館設施的地方。


白天無法看見極光，即使黃昏或清晨微弱的光芒都會掩蓋微弱的極光。通常，
午夜前後的極光最令人激賞。


極光的規模與次數與太陽的活動有密切的關係，當太陽活動處於極大期時，閃
焰與日冕爆發之類的事件次數多、規模大，連帶地，抵達地球的帶電粒子數量
也多、規模也大，便容易看到大規模的「極光秀」。


2002 年是太陽活動極大期，預計下一次太陽活動極大期是 2013 年，相信到
時候仍然會引起一陣極光熱。然而喜歡觀賞極光的人，卻是年年可去，懷著「
見之我幸」的情懷，即使看不到極光，極區風光仍有相當的特色。況且只要多
待幾個晚上，總能看見極光的。



極光的網路資源

想要觀賞美麗的極光影像，可以到這網頁一遊，極光影像數量之多、變幻無窮，
一定讓你驚嘆：http://climate.gi.alaska.edu/Curtis/curtis.html。


研究極區上空的大氣與電離層的波克•佛來特研究所，位於阿拉斯加費爾班克
斯（也是觀賞極光的理想地點之一）以北約 50 公里處，是世界上唯一由大學（
阿拉斯加大學）擁有的科學火箭發射場，與美國航空暨太空總署簽有合約。專
屬網頁中，有用監視器記錄的黑白極光動態影像（mpeg 檔），有興趣的人可
以至下址觀賞：http://www.pfrr.alaska.edu/aurora/INDEX.HTM。


「極區任務」是美國航空暨太空總署的計畫，在 1996 年 2 月 24 日發射一
個繞極轉動的觀測衛星，每 17 小時繞地球一圈，以多重波段拍攝極光影像，
包含了紫外線、可見光與Ｘ光，其網址是：
http://www-istp.gsfc.nasa.gov/polar/。


------------------------------------------------------------ 完 ----------

[如欲觀看全部圖文請參閱科學發展月刊第394期 2005年10月刊 第40∼45頁]

http://www.nsc.gov.tw/files/popsc/2005_115/40-45.pdf


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