北極光多種多樣，五彩繽紛，形狀不一，綺麗無比，在自然界中還沒有哪種現(xiàn)象能與之媲美。任何一只彩筆都很難繪出在嚴(yán)寒的北極天空中嬉戲無常、變幻莫測的炫目之光。那么，北極光是怎么產(chǎn)生的呢?許多世紀(jì)以來，這一直是人們猜測和探索的天象之謎。

去阿拉斯加尋彩逐色，在阿拉斯加看北極光

從前，芬蘭的薩米人以為一只狐貍在白雪覆蓋的山坡上奔跑時(shí)，尾巴掃起晶瑩閃爍的雪花一路伸展到天空中的“狐貍之火”，日本人的古老傳說是在看到北極光的當(dāng)晚坐胎生下來的孩子，一生都會順?biāo)?。愛斯基摩人以為那?ldquo;神靈引導(dǎo)死者靈魂上天堂的火炬”。而阿拉斯加的原住民則視“極光為神靈現(xiàn)身，深信快速移動的北極光會發(fā)出神靈在空中踏雪漫步的聲音。”13世紀(jì)時(shí)，人們則認(rèn)為那是格陵蘭冰原反射的光。到了17世紀(jì)，人們才稱它為北極光，意思是北極的曙光。這天象之謎，直到人類將衛(wèi)星火箭送上太空之后，才有了物理性、合理的解釋。

隨著科技的進(jìn)步，極光的奧秘也越來越為我們所知，原來，這美麗的景色是太陽與大氣層合作表演出來的作品。在太陽創(chuàng)造的諸如光和熱等形式的能量中，有一種能量被稱為"太陽風(fēng)"。太陽風(fēng)是太陽噴射出的帶電粒子，是一束可以覆蓋地球的強(qiáng)大的帶電亞原子顆粒流。太陽風(fēng)在地球上空環(huán)繞地球流動，以大約每秒400公里的速度撞擊地球磁場。

地球磁場形如漏斗，尖端對著地球的南北兩個(gè)磁極，因此太陽發(fā)出的帶電粒子沿著地磁場這個(gè)"漏斗"沉降，進(jìn)入地球的兩極地區(qū)。兩極的高層大氣，受到太陽風(fēng)暴的控制，由于太陽釋放的帶電粒子沖擊地球高層大氣分子產(chǎn)生的發(fā)光現(xiàn)象，這些粒子被地球磁場偏轉(zhuǎn)，集中到了地球的兩極上空，受到太陽風(fēng)的轟擊后會發(fā)出光芒，形成這種壯麗動人的景象就叫做極光。一般來說，極光發(fā)生的高度約為145公里。而在北極地區(qū)高層大氣中出現(xiàn)的極光就稱為北極光，反之，在南極地區(qū)高層大氣中出現(xiàn)的極光則稱為南極光。極光一般遵循持續(xù)11年的“太陽活動周期”，在這個(gè)周期內(nèi)，極光出現(xiàn)頻率先是達(dá)到一個(gè)峰值，接著逐漸減少，直至最低谷。這是一個(gè)不斷循環(huán)往復(fù)的過程。

極光不但美麗，而且在地球大氣層中投下的能量，可以與全世界各國發(fā)電廠所產(chǎn)生電容量的總和相比。怎樣利用極光所產(chǎn)生的能量為人類造福，是當(dāng)今科學(xué)界的一項(xiàng)重要使命。

1619年，意大利科學(xué)家伽利略以古羅馬神話里的曙光女神奧羅拉Aurora之名創(chuàng)造出了極光一詞，一直使用至今。

根據(jù)美國國家航空航天局在2007年12月“瑟宓斯衛(wèi)星任務(wù)”Themis Mission傳回的新數(shù)據(jù)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)太陽釋放的帶電粒子像一道氣流飛向地球，碰到北極上空磁場時(shí)又形成若干扭曲的磁場，帶電粒子的能量在瞬間釋放，以燦爛眩目的北極光形式呈現(xiàn)，而地球的極光主要只有紅、綠二色是因?yàn)樵跓岢蓪拥牡獨(dú)夂脱鯕庠颖浑娮悠谱?，分別發(fā)出紅色和綠色光。這項(xiàng)研究是由美國加州大學(xué)洛杉磯分校的安吉羅波洛斯主持，其研究結(jié)果已于2007年12月9日在“美國地球物理聯(lián)合會”的學(xué)術(shù)會議中發(fā)表。“瑟宓斯衛(wèi)星任務(wù)”的5個(gè)人造衛(wèi)星群2007年2月成功發(fā)射升空，3月在阿拉斯加和加拿大上空偵測到北極光出現(xiàn)的兩小時(shí)，同一時(shí)間衛(wèi)星也偵測到帶電粒子流接觸到北極磁場。而讓科學(xué)家們驚訝的是，帶電粒子和磁場接觸形成的地磁風(fēng)暴以每分鐘650公里的速度掠過空中，威力相當(dāng)于芮氏規(guī)模5.5級的地震。

由于地磁場的作用，這些高能粒子轉(zhuǎn)向極區(qū)，所以極光常見于高磁緯地區(qū)。在大約離磁極25°—30°的范圍內(nèi)常出現(xiàn)極光，這個(gè)區(qū)域稱為極光區(qū)。在地磁緯度45°- 60°之間的區(qū)域稱為弱極光區(qū)。科學(xué)家們長期觀測統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，極光最經(jīng)常出現(xiàn)的地方是在南北磁緯度67度附近的兩個(gè)環(huán)帶狀區(qū)域內(nèi)，分別稱作南極光區(qū)和北極光區(qū)。北半球以阿拉斯加、北加拿大、西伯利亞、格陵蘭冰島南端與挪威北海岸為主，而南半球則集中在南極洲附近。在極光區(qū)內(nèi)差不多每天都會發(fā)生極光活動。大多數(shù)極光出現(xiàn)在地球上空90-130公里處。但有些極光要高得多。1959年，一次北極光所測得的高度是160公里，寬度超過4800公里。極光是一種大自然天文奇觀，沒有固定的形態(tài)，顏色也不盡相同，主要以綠、白、黃、藍(lán)居多，偶爾也會呈現(xiàn)艷麗的紅紫色，曼妙多姿又神秘難測。2012年根據(jù)科學(xué)家們的不完全的統(tǒng)計(jì)，能分辨清楚的極光色調(diào)已達(dá)160余種。

值得一提的是，北極附近的阿拉斯加是觀賞北極光的最佳地點(diǎn)，位于阿拉斯加中心的費(fèi)爾班克斯Fairbanks是全球觀賞北極光的最佳勝地，更贏得“北極光首都”的美稱，一年之中有超過246天的清晰夜空可以觀看到北極光景象，由于僅距離北極圈310公里，因此北極光的追尋者們都會聚集在這北極光最常出現(xiàn)的地方?？恐矫}的屏障，費(fèi)爾班克斯可以避免惡劣的天氣，機(jī)率之高在北半球名列前茅。

北極光只發(fā)生在高緯度的地區(qū)的夜晚，而最佳的觀測時(shí)間是從晚上22點(diǎn)到凌晨2點(diǎn)，在阿拉斯加的第一大城市安克雷奇則在2013年10月25日，北極光從晚上23點(diǎn)一直持續(xù)到早上4點(diǎn)，而被譽(yù)為“北極光首都”的費(fèi)爾班克斯，在2013年3月15日這晚，北極光從晚上22點(diǎn)開始一直持續(xù)到清晨5點(diǎn)鐘，人們?nèi)庋勰芸吹降谋睒O光持續(xù)時(shí)間之長，堪稱世界之最。