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解析神秘地球黄绿色外套 美丽气辉与极光相媲美

http://www.kexue.com 2011-10-14 09:45:44 科学网  发表评论

  科学网(kexue.com)讯 北京时间10月14日消息,如果你足够细心,你一定会发现国际空间站宇航员拍摄的照片或视频里常常会发现地球表面会有一个黄绿色的光圈。这个神秘的光圈,究竟是什么东西呢?

  这是一种被称为气辉的现象。它是发生在大气层高处的光化学反应,当多种原子、分子和离子受太阳紫外辐射激发后回归“正常”状态时,能量便被以可见光和红外线的形式发射出来。

对于国际空间站上的宇航员来说,当空间站航行到地球夜晚那半面时,这种光现象最为明显,就像图片中显示的那样,一个窄光圈。当以图中这种较偏的角度看大气层,而不是从太空垂直往下看时,辉光层的可见性相对会更高。

 

  可见的气辉多数来自氧原子和分子,它们发出的是绿光,就像通常在极光中看到的一样。其它会发光的元素包括钠和氮。尽管在大气层各层中都有这些元素,不过明显可见的发光层主要分布在85-90千米的高度,通常是一个6-10千米厚的光圈。这是因为,处于这个高度之下的原子和分子更密集,碰撞更多,会快速地释放出它们的能量。而处于这个高度之上的粒子密度太低。

  此外,还有很多其它因素比如气温也会在气辉现象中起作用。不同时间段的气辉,比如夜晚的气辉就和白天的也不一样。由于气辉的存在,即使刨除了星光和散射太阳光的影响之后,地球的夜晚也不会是全黑的。

  相比气辉的鲜为人知,另外一种绚丽无比的发光现象——极光,则早就已经声名在外了。

  当来自太阳的高能带电粒子流,到达地球附近后,地球磁场会迫使部分粒子沿着磁场线集中到南北两极。当这些粒子与高层大气中的分子或原子碰撞激发,便形成了极光。不只是在地球上,太阳系内的其他一些具有磁场的行星上也有极光。

  气辉虽然与极光类似,都是高层大气电离产生,但它们的具体形成机制有所区别,并且在与太阳活动的关系和地理纬度上存在明显的差异。极光的出现与太阳活动相关,而气辉与太阳活动关系不大,且呈现出周期性和季节性的变化;极光则较多的出现地磁极附近的地区。此外,气辉的发光度也要比极光微弱得多。(科学网-kexue.com 重林)

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