新華網(wǎng) 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(xiàn)象，常常出現(xiàn)在地球的高緯度地區(qū)，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?nèi)f化，美麗壯觀，難以描繪。大氣磁場(chǎng)和太陽(yáng)風(fēng)是形成極光的必不可少的條件。按照形態(tài)，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；云朵一般的極光片；面紗一樣的極光幔；沿磁力線分布的射線狀的極光芒。
極光是由來(lái)自太陽(yáng)風(fēng)的經(jīng)過(guò)磁層加速的沉降粒子，與高空大氣成分相互作用所產(chǎn)生。因地球是一個(gè)巨大的磁體，磁力線從南北兩極發(fā)出，形成無(wú)數(shù)個(gè)閉合的磁力線圈，地球就被這些無(wú)形的磁力線弧包圍著。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(qū)，神秘的極光也就在這個(gè)過(guò)程中形成。
這些“撥動(dòng)”地球磁力之“弦”的粒子，很大部分來(lái)自太陽(yáng)，因此，研究極光對(duì)于了解地球外層空間結(jié)構(gòu)、掌握空間天氣、減少太陽(yáng)風(fēng)暴對(duì)地球的影響以及保障飛行器在外層空間的安全等，都有著重要的意義。
作為極區(qū)日地物理過(guò)程(特別是磁層-電離層相互作用)的最集中的表現(xiàn)形式，極光并非地球的“專利”，木星等太陽(yáng)系中的有磁星體普遍具有這種現(xiàn)象，因此，研究地球極光，對(duì)研究其它行星奠定了基礎(chǔ)。
專家認(rèn)為，極區(qū)是一個(gè)人工難以實(shí)現(xiàn)的天然實(shí)驗(yàn)室，是地球開向外空的窗戶，極區(qū)的觀測(cè)研究在日地能量傳輸?shù)难芯恐姓加袠O其重要的地位。研究極地高空大氣、極區(qū)電離層-磁層耦合與極光動(dòng)力學(xué)，弄清極光粒子加速機(jī)制，定量地了解能量沉積將為進(jìn)一步的定量研究日地系統(tǒng)能量傳輸過(guò)程奠定科學(xué)基礎(chǔ)，為近地空間環(huán)境預(yù)報(bào)提供物理依據(jù)，同時(shí)對(duì)等離子體物理、磁流體力學(xué)、光化學(xué)以及非線性科學(xué)等一些基礎(chǔ)學(xué)科的發(fā)展也具有重要意義。
在應(yīng)用方面，電離層-磁層是各種應(yīng)用衛(wèi)星和空間站運(yùn)行的主要區(qū)域，它們將提供“空間天氣和氣候”，同時(shí)對(duì)極區(qū)無(wú)線電通訊、導(dǎo)航的傳播環(huán)境提供預(yù)測(cè)依據(jù)和應(yīng)用指導(dǎo)。極光的綜合觀測(cè)研究對(duì)我國(guó)來(lái)說(shuō)還是一個(gè)新的研究領(lǐng)域。
我國(guó)是世界上有最古老的極光記錄的國(guó)家。但因地域限制，對(duì)這一重要的地球物理現(xiàn)象還缺乏開展系統(tǒng)的觀測(cè)研究，只有極少數(shù)人員追蹤國(guó)際研究前沿探索極光粒子加速的機(jī)理。隨著我國(guó)極地考察的進(jìn)展，通過(guò)極光綜合觀測(cè)，深入探索日地系統(tǒng)各層次間的相互耦合已提上日程。(完)
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