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北极光被认为是世界上最独特的自然奇观之一。每年都有大批游客涌向北极,希望有机会目睹变得绚丽多彩的夜空。虽然人类观测极光已经有几千年的历史了,许多神话和理论相继出现,但这些推测却很少回答一个问题:北极光会发出声音吗?

答案是肯定的。虽然过去一些观测者曾报道过极光发出光怪陆离的声音,但直到最近科学家们才开始研究其背后的机制。请继续读下去,了解为什么北极光会发出声音,它听起来如何?像什么?

北极光会发出声音吗?

虽然世代观测者都注意到了北极光的视觉之美,但直到最近他们才开始报告伴随着极光出现的罕见声音。极光的声音被描述为”怪异”,类似于收音机或电视的静电,多年来一直被认为由气象活动造成的,或者与极光本身无关。然而,最近的科学研究已经证实,尽管在许多情况下,人类听不到这种声音,但极光确实会发出声音。

要理解为什么北极光会发出声音,首先了解北极光的工作原理至关重要。极光是太阳风(指太阳定期释放的带电粒子)与磁层(地球磁场产生的防护屏障)接触时形成的现象。磁层是造成有害星际辐射偏转的原因,也是地球能够维持生命存在的部分原因。

当太阳风在磁层与大气的交汇点(北极点和南极点)撞击地球时,太阳风中的带电粒子激发了大气中的原子。原子由三种粒子组成:带正电荷的质子;不带电荷的中子;还有带负电荷的电子。质子和中子位于原子核内,即原子的中心,电子绕原子核运行的方式与地球绕太阳、月球绕地球运行的方式相似。

当原子被激发时,电子从其现有轨道迁移,进入远离原子核的更高能量轨道。当那些电子回到起始轨道时,它们释放出一个光子(光的一个单位)在这个过程中释放出数量巨大的光。当无数原子同时被激发时,就会产生北极光。这种效果类似于霓虹灯,利用电流来激发氖气的原子,就会产生光。

最初,科学家们认为极光不能发出声音。一种流行的观点认为,人们在极光持续出现的过程中听到的噪音由树木产生。在极光出现期间,周围的大气可以容纳异常大的电量,在地面上的物体和周围空气之间产生电荷差异。

当您触摸金属门把手时,金属门把手就会产生静电,尖尖的物体(如松果和树叶)可以像金属门把手一样释放出电。据信,极光使树叶和松果向空气中释放大量的电,从而产生了观察者有时能听到的噼啪声。

然而,在2012年,芬兰的一项科学研究证实,极光噪音来自于230英尺(70米)的空中,远高于北极圈内的任何树木。这项研究解释说,极光噪音是由逆温层产生的,逆温层是大气的一部分,温度随海拔升高而升高,而不是像通常那样降低。逆温层通常出现在无风的晴天之后,并在日落之后形成。日落时,地球表面降温,暖空气上升,无风的天气条件阻止了暖空气与冷空气混合。

根据这项研究,逆温层就像一种盖子,把下面空气中的负电荷和上面空气中的正电荷隔离起来。虽然这通常不会产生任何可听到的音效,但在极光出现期间,来自太阳的带电粒子会导致逆温层被打破,正负电荷混合在一起,产生极光观测者有时会注意到的噼里啪啦的静电噪声。

该报告指出,逆温层通常在离地230英尺(70米)的大气层中形成,还指出极光的声音就是从那里发出的。这证实了他们的论断,逆温层是极光噪声产生的原因。

一般来说,人类很难听到极光的声音,因为逆温层需要非常特殊的条件才能形成,而且极光需要一定的规模和强度才能首先穿透逆温层。当太阳处于11年周期的高峰期时,极光噪声更常见,这是由于太阳风更常见,而且规模更大。因此,当您去寻找极光时,无法保证肯定能听到极光的噪音。

结语

长期以来,人们一直认为极光噪音是观测者凭空想象出来的,但现代科学已经证实,极光噪音真实存在。听到极光的机会很低,需要独特的无风天气和特别强烈的太阳风暴。然而,如果去北部看北极光,您很有可能会听到极光发出的声音,而不仅仅是看到极光。如果您对极光充满好奇,何不预订一次北极光之旅,亲眼见证一下呢?