极光的种类.doc

极光的种类量输入,耦合和耗散过程(强度和数量并不相同),这是相同的.但是,亚暴是间歇性的,一般只持续数小时,而且往往与极光的产生和地球背阳面极区的出现相联系,而磁暴则并非如此.因此极光活动时间和地磁亚暴一致,故极光活动又称极光亚暴.根据THEMIS对于亚暴和极光形成及发生的观测,可以将极光形成的过程分为几个阶段.当太阳的带电粒子流,即太阳风以时速160万km的高速吹向地球时,由于太阳风中的磁场和地球的磁场是同向的(绝大多数情况下),虽然能对地球磁力线施加压力,从而使向阳面被压缩,但是太阳风并没有进入和穿透磁层,而是不受干扰地通过地球,从而磁层保护着地球大气不至于被强大的太阳风吹走.然而,当太阳风中的磁场和地球磁场正好相反的时候,两种磁场就会连接到一起,从而证实了以前所提出的磁重联理论的正确性.THEMIS的观测表明,当太阳风和磁层相连接时地磁场会发生改变,先形成一股扭曲的磁场,其组织就像一捆被搓捻的麻绳,然后沿着边缘向地球背阳的一侧运动,称为扭曲磁流绳的形成.这样太阳风中的高能粒子就可以长驱直入地进入磁层,为磁层输入能量.THEMIS研究组在2007年5月2O日第一次拍摄到了立体结构的磁流绳,它的体积相当大,与地球的直径差不多一样宽,位于地球上方约7万km的地方,相关链接即磁层顶区域.形成后的磁流绳和磁场被太阳风从地球向阳侧拉到背阳侧的磁尾区.磁场积蓄张力几个小时之后,最终使得磁尾不堪重负,发生断裂,然后发生重联,就好像是磁场突然短路一样,从而触发亚暴,加速粒子并且产生强磁波.断裂的磁尾也会向地球输送高温等离子体.2008年2月26日发生亚暴时,THEMIS刚好处于地球背阳侧,可以观测到电流被瓦解以及磁尾断裂重联的地方.THEMIS观测到首先发生的事件是磁尾磁场的断开和重联,也就是说,亚暴是在这一区域发生变化之后才被触发的.对后来发生的几次亚暴的观测也同样如此.THEMIS还观测到,在磁尾重联后1min之内就爆发了极光,而且环绕地球的电流环并没有失稳和瓦解,这意味着极光并不是6万km高的磁层中流动的电流引发亚暴从而引发的.但是,究竟磁重联产生的亚暴是如何在1min之内引发极光的,目前还没有搞清楚.极光存在的谜团对于极光,还有许多谜团等待人们去揭示,其中主要有以下几点:1.到目前为止,困惑了人类2000多年的极光究竟是如何形成的,已基本清楚了.但是,亚暴究竟是如何在很短的时间内引发了极光,则还没有查清.而且,究竟是磁重联还是环形电流触发了亚暴,也有争论.比如,美国约翰?霍普金斯古老星球I奥秘大学的安东尼?路易教授认为,THEMIS卫星研究组的安吉洛普洛斯等人并没有将探测器调整到正确的位置进行观测,因而曲解了THEMIS的观测数据.他的看法是,磁尾中的磁重联是最后发生的.因此,他认为引发亚暴的很可能就是环形电流的瓦解.安吉洛普洛斯研究组已经决定改变卫星的轨道,用THEMIS卫星进行更多更仔细的观测,并配合触发机制的模型研究,以期在几分钟内能够预报亚暴的形成.人们有理由期望极光形成之谜在不久的将来得以破解.2.极光为什么产生那么多精美的形状?有人使用计算机对屏幕状极光进行模拟,得到的却是厚的极光带.3.为什么在散开的弧状极光中会出现黑色极光?4.有时在极光的下部边缘会出现一条窄的,光亮的水平带,其形成原因是什么?5.从早期的极光探险家到现在的一些极光探索研究小组,比如丹麦和芬兰的一些研究组,都曾报道过极光的声音.而不少理论研究者认为极光的声音有可能来源于极光大量的噪声.极光到底有没有声音?从物理方面分析,在地面上听到极光的声音几乎是不可能的.因为极光产生的高度都在100km,少数甚至可达1000km,声音传送这么远的距离是令人难以想象的;其二,在空气很稀薄的高空是难以传递声波的.那么极光究竟有无声音?来源:大自然天文学家将极光的形态加以分类,大体上有以上几种:弧状极光:这种极光稍稍弯曲成弧状,是由Beneet在2008年3月9日拍摄到的.条带状极光:1999年9月12日晚上11时左右,美国国家航空航天局的研究者JanCurtis在一场较小的风暴中拍摄到了条带状极光,这条极光非常明亮,其底部呈现出红色.屏幕状极光:2001年3月31日晚,在美国阿拉斯加州出现了充满光束的屏幕状极光,当时的太阳风风速为800km/s.极光的块状极光:澳大利亚南极观测站在1979年秋冬季拍摄到南极块状极光.这种极光聚集在一起好像一朵云一样.射线状极光:JanCurtis在1999年3月6日拍摄到了具有精细结构的射线状极光照片.单射线极光通常很少出现,2002年8月1日晚上在美国北达科他州曾拍摄到单射线极光的图像.面纱状极光:这种极光就像是一大块细薄而均匀的面纱.1994年4月,MichaelT.Dolan在美国密歇根州拍摄到了覆盖在冰湖上空的波浪形面纱状极光.栅栏状极光:这种极光就像是极光束排列成栅栏一样.2002年,LyndonAndemon在美国北达科他州比斯马克和曼丹市拍摄到了绿色的极光.极光的下部呈明显的栅栏状,它从天空中一直延伸到远处的地平线.这种极光并不多见.极光还可以根据其表现划分为:安静型在较长的时间内