极光能否在高纬地区白天看到?只能在黑夜吗?如果是比较暗的天空 就是黑夜很长接近24小时的呢?

　许多世纪以来,这一直是人们猜测和探索的天象之谜.从前,爱斯基摩人以为那是鬼神引导死者灵魂上天堂的火炬.13世纪时,人们则认为那是格陵兰冰原反射的光.到了17世纪,人们才称它为北极光——北极曙光（在南极所见到的同样的光称为南极光）.
　　随着科技的进步,极光的奥秘也越来越为我们所知,原来,这美丽的景色是太阳与大气层合作表演出来的作品.在太阳创造的诸如光和热等形式的能量中,有一种能量被称为“太阳风”.太阳风是太阳喷射出的带电粒子,是一束可以覆盖地球的强大的带电亚原子颗粒流,因而属于等离子态.太阳风在地球上空环绕地球流动,以大约每秒400公里的速度撞击地球磁场.地球磁场形如漏斗,尖端对着地球的南北两个磁极,因此太阳发出的带电粒子沿着地磁场这个“漏斗”沉降,进入地球的两极地区.两极的高层大气,受到太阳风的轰击后会发出光芒,形成极光.在南极地区形成的叫南极光.在北极地区形成的叫北极光.
　　
　　1890年,挪威物理学家柏克兰认为,离地球1.5亿千米的太阳几乎连续不断地向地球放射物质点.而离地球5万千米至6.5万千米以外有一层磁场将地球罩住,当太阳的质点直射这层磁场而被挡住时,它便向地球四周扩散,寻找钻入的空隙,结果约有1％的质点钻入北磁极附近的大气层.每颗太阳质点含有等于1000伏特的电力.它们在100千米外的高空大气层中与原子和多半由氧和氮构成的分子相遇,原子吸收了太阳质点所含的一部分能量时,立即又将这能量释放出来而产生极强的光,氧发出绿色和红色的光,氮则发出紫、蓝和一些深红色的光.这些缤纷的色彩组成了绮丽壮观的极光景象.
　　目前,许多科学家正在对极光作深入的研究.人们看到的极光,主要是带电粒子流中的电子造成的.而且,极光的颜色和强度也取决于沉降粒子的能量和数量.用一个形象比喻,可以说极光活动就像磁层活动的实况电视画面.沉降粒子为电视机的电子束,地球大气为电视屏幕,地球磁场为电子束导向磁场.科学家从这个天然大电视中得到磁层以及日地空间电磁活动的大量信息.例如,通过极光谱分析可以了解沉降粒子束来源,粒子种类,能量大小,地球磁尾的结构,地球磁场与行星磁场的相互作用,以及太阳扰乱对地球的影响方式与程度等.
　　极光不但美丽,而且在地球大气层中投下的能量,可以与全世界各国发电厂所产生电容量的总和相比.这种能量常常搅乱无线电和雷达的信号.极光所产生的强力电流,也可以集结在长途电话线或影响微波的传播,使电路中的电流局部或完全“损失”,甚至使电力传输线受到严重干扰,从而使某些地区暂时失去电力供应.怎样利用极光所产生的能量为人类造福,是当今科学界的一项重要使命.
　　极光 常常出现于纬度靠近地磁极地区上空大气中的彩色发光现象.一般呈带状、弧状、幕状、放射状,这些形状有时稳定有时作连续性变化. 极光是来自太阳活动区的带电高能粒子“可达1万电子伏”流使高层大气分子或原子激发或电离而产生的.由于地磁场的作用,这些高能粒子转向极区,所以极光常见于高磁纬地区.在大约离磁极25°—30°的范围内常出现极光,这个区域称为极光区.在地磁纬度45°—60°之间的区域称为 弱极光区,地磁纬度低于45°的区域称为微极光区. 极光下边界的高度,离地面不到100公里,极大发光处的高度约110公里左右,正常的最高边界为300公里左右,在极端情况下可达1000公里以上. 根据近年来关于极光分布情况的研究,极光区的形状不是以地磁极为中心的圆环状,而是更像卵形. 极光的光谱线范围约为3100—6700埃,其中最重要的谱线是5577埃的氧原子绿线,称为极光绿线. 早在2000多年前,中国就开始观测极光,有着丰富的极光记录.
　　极光是能量进入地磁场的铁证
　　地球磁层磁力线携带太阳风的能量进入地球内部,进而驱动了地磁场的形成.在这磁层磁力线闭合环路上除了有地球内部的导电体之外,另外还有大气层的电离层-这一弱导电体了.当太阳风强烈时,磁力线能量遇到地球内部的磁感抗,有许多能量消耗不掉,于是就在电离层处形成了极光.
　　在地球上,极光是磁极地区上空的彩色发光现象.一般呈带状、弧状、幕状或放射状.这些形状有时稳定有时作连续性变化.它们有着五颜六色的光辉,像飘舞的彩带,又像万里长虹.在大约离磁极25°～30°的范围内会常出现极光,这个区域称为极光区或者称为极光椭圆带.
　　之前,公认理论认为：极光是太阳风携带的带电粒子沿着地磁场这个“漏斗”沉降,进入地球的两极地区.两极的高层大气,受到太阳风的轰击后会发出光芒,形成极光.这种解释一开始让人感觉蛮有点道理,但是仔细分析会发现,这是个根本不能成立的解释.
　　太阳风里的带电粒子每立方厘米只有几个,就是让它们全发光,你也看不见它们.更何况让它们去撞击气体粒子,它们被撞到的概率更是微乎其微.再说说带电粒子的沉降!谁要能让带电粒子像灰尘一样沉降,我就可以拿个瓶子把电装起来,呵呵.当年斯托默就想计算极光的带电粒子,不想它早跑到辐射带里去了.
　　就算之前假设全都成立,按照带电粒子撞击气体粒子形成极光理论,极光在极尖区应该是一个柱状体,而不应该是一个扁平环.而且扁平环处是极强磁场区；扁平环-极光椭圆带也并不在极尖区之内,太阳风是到达不了那里的.还有就是南北极光是共轭飞舞的,这也是带电粒子撞击气体粒子形成极光理论所不可能解释的现象.
　　太阳风的速度平均也就是400千米每秒,而电磁场的变化速度是接近30万千米每秒.如果同时看到南北两极的极光共同镜像飞舞,无论极光是地球的、土星的、或者是木星的,那都是一种视觉享受.讯息万变的极光形态以及色彩变化,这都是太阳风的速度所做不到的事情.
　　观念的改变有时会使人豁然开朗,如果用磁力线携带能量在电离层处形成极光的解释来看待地球磁层结构的变化.我们会发现有好多疑难问题都可以得到解决.例如空间科学的磁重联、磁亚暴等许多争论多年疑问就都能够理顺了.
　　中国人和日本人同属东方民族,他们思考问题的方法和西方人大不相同.不过日本人在意实际和条理,而中国人喜欢大气和务虚.有时候中国人在处理实际问题时真让人受不了,争论和夸夸其谈永无休止.但是如果要解决地球磁场问题还是中国人的可能性最大.
　　 [编辑本段]极光的形态　　极光按形态可分为：
　　匀光弧极光 射线式光柱极光 射线式光弧光带极光 帘幕状极光 极光冕
　　按观测的电磁波波段分为：
　　光学极光 无线电极光
　　按激发粒子类型可分为：
　　电子极光 质子极光
　　按发生区域可分为：
　　极光带极光 极盖极光 中纬极光红弧 [编辑本段]木星上的极光　　最近,南欧洲天文台发表了在二〇〇〇年十一月拍摄到木星上极光的照片,和木星两极上空的烟雾,这是科学家第一次清楚拍摄到木星两极的情况.
　　木星(Jupiter)离地球(Earth)约六亿一千万公里,过去,科学家曾经利用太空总署(NASA)的哈勃太空望远镜(Hubble Space Telescope),拍摄到木星极光(aurora)的照片,不过,使用南欧洲天文台(European Southern Observatory)的红外线(infrared)望远镜,科学家可以更清楚地观察到木星极光和北极上空的烟雾(haze).
　　科学家指出,极光是环绕木星的磁轴(magnetic axis),而这些烟雾,是环绕著木星的旋转轴(rotation axis),是在极光环之下；烟雾是受到木星上的地带风(zonal winds)影响,这些地带风是在同一纬度(latitude)上移动的；科学家相信,木星以十小时一次的迅速自转,也会影响两极上空烟雾的移动. [编辑本段]土星和木星的极光形成过程可能非常相似　　对土星极光发射所做的一项新的研究,发现了一个二级极光卵形环（auroral oval）,亮度是主极光卵形环的四分之一.主极光卵形环是十多年前首次在哈勃太空望远镜的图像中看到的,此后其形态已被详细确定,但关于其起源一直存在争论.一种理论认为,它们是地球上所看到的极光卵形环（主要由与太阳风的相互作用形成）和木星上的极光卵形环（由与等离子流的相互作用形成）之间的一个混合结构.但土星二级极光卵形环的性质表明,它是木星主极光卵形环的一个弱对应体,它之所以相对较暗,是由于土星没有一个像“木卫一”（有火山喷发活动）这样的大型离子源.现在看来,土星和木星上的极光形成过程是非常相似的,其外观的差别是由比例尺差别造成的.