神秘地球黃綠色外套,美麗氣輝與極光媲美
北京時(shí)間10月14日消息,如果你足夠細(xì)心,一定會(huì)發(fā)現(xiàn)國際空間站宇航員拍攝的照片或視頻里地球表面常常會(huì)有一個(gè)黃綠色的光圈。這個(gè)神秘的光圈,究竟是什么東西呢?
這是一種被稱為氣輝的現(xiàn)象。它是發(fā)生在大氣層高處的光化學(xué)反應(yīng),當(dāng)多種原子、分子和離子受太陽紫外輻射激發(fā)后回歸“正?!睜顟B(tài)時(shí),能量便被以可見光和紅外線的形式發(fā)射出來。
對(duì)于國際空間站上的宇航員來說,當(dāng)空間站航行到地球夜晚那半面時(shí),這種光現(xiàn)象最為明顯,就像圖片中顯示的那樣,一個(gè)窄光圈。當(dāng)以圖中這種較偏的角度看大氣層,而不是從太空垂直往下看時(shí),輝光層的可見性相對(duì)會(huì)更高。
可見的氣輝多數(shù)來自氧原子和分子,它們發(fā)出的是綠光,就像通常在極光中看到的一樣。其它會(huì)發(fā)光的元素包括鈉和氮。盡管在大氣層各層中都有這些元素,不過明顯可見的發(fā)光層主要分布在85-90千米的高度,通常是一個(gè)6-10千米厚的光圈。這是因?yàn)?,處于這個(gè)高度之下的原子和分子更密集,碰撞更多,會(huì)快速地釋放出它們的能量。而處于這個(gè)高度之上的粒子密度太低。
此外,還有很多其它因素比如氣溫也會(huì)在氣輝現(xiàn)象中起作用。不同時(shí)間段的氣輝,比如夜晚的氣輝就和白天的也不一樣。由于氣輝的存在,即使刨除了星光和散射太陽光的影響之后,地球的夜晚也不會(huì)是全黑的。
相比氣輝的鮮為人知,另外一種絢麗無比的發(fā)光現(xiàn)象——極光,則早就已經(jīng)聲名在外了。
當(dāng)來自太陽的高能帶電粒子流,到達(dá)地球附近后,地球磁場會(huì)迫使部分粒子沿著磁場線集中到南北兩極。當(dāng)這些粒子與高層大氣中的分子或原子碰撞激發(fā),便形成了極光。不只是在地球上,太陽系內(nèi)的其他一些具有磁場的行星上也有極光。
氣輝雖然與極光類似,都是高層大氣電離產(chǎn)生,但它們的具體形成機(jī)制有所區(qū)別,并且在與太陽活動(dòng)的關(guān)系和地理緯度上存在明顯的差異。極光的出現(xiàn)與太陽活動(dòng)相關(guān),而氣輝與太陽活動(dòng)關(guān)系不大,且呈現(xiàn)出周期性和季節(jié)性的變化;極光則較多的出現(xiàn)地磁極附近的地區(qū)。此外,氣輝的發(fā)光度也要比極光微弱得多。
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