为什么极光会发出怪声?【图组】

2017-06-06 08:44:16 来源:威利斯人娱乐场官方网站 作者:kaka003

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北极光照亮挪威房舍上的天空。 PHOTOGRAPH BY SERGIO PITAMITZ, NATIONAL GEOGRAPHIC CREATIVE

北极光照亮挪威房舍上的天空。 PHOTOGRAPH BY SERGIO PITAMITZ, NATIONAL GEOGRAPHIC CREATIVE

在加拿大,高耸的树木就像要碰触到明亮的极光。 PHOTOGRAPH BY NORBERT ROSING, NATIONAL GEOGRAPHIC CREATIV

在加拿大,高耸的树木就像要碰触到明亮的极光。 PHOTOGRAPH BY NORBERT ROSING, NATIONAL GEOGRAPHIC CREATIVE

视频:阿拉斯加极光缩时影像。多姿多彩的阿拉斯加北极光秀由filmmaker Alexis Coram拍摄。

(报道)据美国国家地理(撰文:Andrew Fazekas 编译:李昫岱):为什么极光出现时会传来杂音?有新的理论提供了最佳解释。

夜空中炫目的北极光,一直以来赋予极地荒野传说诗意的色彩,不过近几世纪以来,有些传说提到:强烈极光会发出奇怪的声音。

目击者表示,逢强大极光出现时,会听见长达数分钟的声音,听起来像无线电的杂讯、微弱的爆裂声、轻微的沙沙声或嘶嘶声。虽然这些奇怪的声音,长期以来都被视为传言,不过芬兰科学家表示那些声音确实会发生,研究团队更认为他们已经找出原因了。

答案来自于寒冷夜晚大气层里的带电粒子。研究团队6月22日在瑞典斯德哥尔摩举办的波罗的海-北欧声学会议(Baltic-Nordic Acoustic Meeting)中发表结果,指出当太阳喷发的物质进入地球范围时,这些带电粒子会迅速放电,而形成啪啪声或其他噪音。

极光秀登场

从太阳吹出的太阳风夹带着大量的带电粒子,而极光就发生在这些带电粒子与地球的磁场相互作用之处。这些带电粒子像漏斗般汇集到地球的南北两极,然后进入大气层里,上演一场多采多姿的光影秀。

有时候,太阳会喷发出大量的带电粒子,当这些粒子朝地球而来时,会对地球磁场造成扰动,称之为「磁暴」(geomagnetic storms)。这些磁暴会对轨道上的卫星、甚至输电网路造成影响,不过它们同时也形成了最绚烂美丽的极光。

在此之前,关于极光声音的一个主要理论认为,这与针叶或松果有关。在磁暴发生的期间,大气层里会有出现相当高的电场,造成大气中和地面上物体的电荷差异很大。

像树叶或松果等尖锐的物体,它们极小的表面积会让电流放电,就像静电从门把上跳到手指头上,如此一来,就可能产生碎裂声。

2012年时,阿尔托大学(Aalto University)的研究学者列纳(Unto K. Laine)已证实,在极光最强烈的期间,声音是从树冠、大约地表上方70公尺的地方传出来的。

该团队持续研究后,提出一个关于极光的啪啪、砰砰及碎裂声更明确的解释。关键就在于「逆温层(inversion layer)」,在这个区域里空气温度随着随着高度而增加,这与高度越高、温度下降的正常现象相反。列纳表示这个现象在晴朗稳定的白天之后最常发生。太阳西下之后,暖空气上升,地表冷却下来,然而持续的稳定状态,让这两个区域的温度不会对流。

根据列纳及其团队的研究,这个逆温层就像瓶盖一样,把负电锁在它的下方,而正电在上方的空气中。当磁暴冲击地球时,瓶盖破裂而电力释放,就产生了这些奇异的声响。

这个理论与他们的观察结果相当吻合。他们发现60支最大声音的纪录,都是从地表上方约75公尺处录到的;这跟芬兰气象研究所测到的一般逆温层高度相同。

阿拉斯加大学的极光研究者拉曼赛(Dirk Lummerzheim)说:「极光的声音是个被许多科学家和其他人忽略的现象,认为这只是观察者的想像。」

「极光声音不只是一种由人类大脑建构出来的共同感觉(synesthesia),而是透过观测、纪录证明,列纳更提出物理过程来解释这个现象。」

极光直击

虽然强烈的太阳风暴可以在中纬度的地方引发极光,但是要观赏难以捉摸的极光秀,甚至听到它们的奇特声音,最好还是在接近极圈的地方。

大约在当地午夜的时间,尽可能找到户外最暗的地方,面向北方地平线观看。光害会使较弱的北极光黯然失色,因此在都市近郊处,往往只能看到较明显的极光。

通常一开始北方地平线会出现黯淡的绿色光带。如果有磁暴发生,你会看到多彩多姿的带状或帘状的极光,在夜空中摇曳生姿。

虽然无法保证在万里无云的夜晚必定能够看到极光,但还是有方法可以提高目睹的机会,例如到Spaceweather.com的网站上注册,它会发出电子邮件提醒用户极光的发生,该网站可以追踪太阳活动及喷发的状况,这些都和极光的形成有关。