极光是一种绚丽多彩的等离子体现象,多发生在地球南北两极的高空。因其独特的外表,在古代被认为是奇异的天象而与凶吉祸福相联系,《山海经》中的“烛龙”可能就是人类对极光最早的描述。在人类对极光的观测历史中不乏溢美之词,可见人们对于这种神秘的天象的美是有共识的。
极光是由于空间中的高能粒子进入地球时轰击大气产生。高能的带电粒子使地球大气分子(原子)激发(电离),在受激的分子(原子、离子)恢复的过程中会释放可见光波段的电磁辐射,形成了我们所看到的极光。常见的极光有两种颜色,分别是绿色(氧原子557nm谱线)与红色(氧原子630nm谱线)。
极光的产生机制与地球磁极息息相关,而地球自转轴(地理)与地磁轴并不重合,因此地理极区和极光区也并不完全重合,而是有一定的偏移。通过极光区随地磁活动的分布图,观察地磁活动从弱到极强时极光区会延伸到何处,即使在地磁活动最强的时候,极光区仍然不能覆盖到哪怕漠河,所以绝大多数时间中国都被地球磁场保护得很好。
1989年3月,地球迎来了太阳无情的洗礼。强烈的磁暴袭击了地球,产生的极光覆盖了小半个地球,肆意的电流造成了加拿大魁北克省长达9个小时的电力中断。经过这次事件,我们认识到空间天气对人类生产生活的影响不可忽视。极光的背后是高能粒子,大量的高能粒子注入地球不但造成空间中人造卫星的失灵,地面通讯、电力输运都会受到严重的干扰。