仰望星空：極光--撥動地球磁力之弦

新華網 記者李斌

極光是天空中一種特殊的光，是人們能用肉眼唯一看見的高空大氣現象，常常出現在地球的高緯度地區，主要是南極和北極。這種光的美麗顯示，是由高空大氣中的放電輻射造成的。極光的色彩、亮度千變萬化，美麗壯觀，難以描繪。大氣磁場和太陽風是形成極光的必不可少的條件。按照形態，極光分為5種：底邊整齊微微彎曲的圓弧狀的是極光弧；飄帶狀的極光帶；雲朵一般的'極光片；面紗一樣的極光幔；沿磁力線分佈的射線狀的極光芒。

極光是由來自太陽風的經過磁層加速的沉降粒子，與高空大氣成分相互作用所產生。因地球是一個巨大的磁體，磁力線從南北兩極發出，形成無數個閉合的磁力線圈，地球就被這些無形的磁力線弧包圍着。外層空間的高能粒子一旦被地球磁力線“捕獲”，就沉降在兩極地區，神祕的極光也就在這個過程中形成。

這些“撥動”地球磁力之“弦”的粒子，很大部分來自太陽，因此，研究極光對於瞭解地球外層空間結構、掌握空間天氣、減少太陽風暴對地球的影響以及保障飛行器在外層空間的安全等，都有着重要的意義。

作為極區日地物理過程(特別是磁層-電離層相互作用)的最集中的表現形式，極光並非地球的“專利”，木星等太陽系中的有磁星體普遍具有這種現象，因此，研究地球極光，對研究其它行星奠定了基礎。

專家認為，極區是一個人工難以實現的天然實驗室，是地球開向外空的窗户，極區的觀測研究在日地能量傳輸的研究中佔有極其重要的地位。研究極地高空大氣、極區電離層-磁層耦合與極光動力學，弄清極光粒子加速機制，定量地瞭解能量沉積將為進一步的定量研究日地系統能量傳輸過程奠定科學基礎，為近地空間環境預報提供物理依據，同時對等離子體物理、磁流體力學、光化學以及非線性科學等一些基礎學科的發展也具有重要意義。

在應用方面，電離層-磁層是各種應用衞星和空間站運行的主要區域，它們將提供“空間天氣和氣候”，同時對極區無線電通訊、導航的傳播環境提供預測依據和應用指導。極光的綜合觀測研究對我國來説還是一個新的研究領域。

我國是世界上有最古老的極光記錄的國家。但因地域限制，對這一重要的地球物理現象還缺乏開展系統的觀測研究，只有極少數人員追蹤國際研究前沿探索極光粒子加速的機理。隨着我國極地考察的進展，通過極光綜合觀測，深入探索日地系統各層次間的相互耦合已提上日程。(完)

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