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奇幻極光專題 第九組 指導教授：林慶輝 老師 組員：B9533014謝欣紋 B9533007李易汶 B9633156簡衍凱 B9633176宋承勳 B9633183侯佩芸 什麼是太空天氣 什麼是極光 五光十色的極光怎麼產生 日地物理與太空天氣的重要性 極光與太空天氣的相關性 什麼是太空天氣 太空天氣（又稱空間天氣）源於太陽，它一般是指一切太陽活動，包括太陽黑子和太陽耀斑等，以及其為地球帶來的影響。這些活動時刻均會出現不同程度的變化，時強時弱。太陽活動平靜時是「好天氣」；當太陽活動頻繁，可能影響地球上的通訊、導航和電力系統，以及衛星或太空船的運作時，便是「壞天氣」。 什麼是極光 極光通常在高緯度的地區出現，它們與太陽風引致的地磁活動有關。當來自太陽的帶電荷粒子（主要是電子）與地球大氣層的空氣粒子碰撞，產生不同顏色的光，這便是極光。極光的形狀取決於帶電荷粒子的移動方向及磁場的變化，而極光的顏色則視乎大氣層的空氣粒子狀況。氧能釋出綠光及紅光，氮則釋出紫紅色光和藍光。 拍攝於南極的極光(資料來源︰陳啟榮先生，香港天文台) 五光十色的極光怎麼產生 極光是太陽風中的帶電粒子，順著地磁的磁力線方向，往兩極方向移動，與大氣中氣體原子碰撞放電，所發出的瑰麗極光，出現在北極的稱為北極光，出現在南極的稱為南極光。 阿拉斯加的第二大城費爾班，是地球上最適宜觀賞極光的地區，在這個地區一年約有243天，也就是約2/3的日子看得到極光，是極光出現機率最高的地方。費爾班附近的珍娜溫泉是所有欣賞極光的著名城市中，最接近北極圈的城市，它比加拿大的白馬市緯度更高，在遠離塵囂的漆黑天空中，當極光出現的那一剎那，那帶點藍帶點綠的光芒，漫天而來，宛如上帝創造天地時，那道劃破了亙古黑暗的起初之光。 阿拉斯加的第二大城費爾班，是地球上最適宜觀賞極光的地區 。 極光_天空中的簾幕 極光是太陽活動對地球所產生的各種影響中，最美麗燦爛的一項產物。古羅馬時代視它為日出女神，亞里斯多德則稱之為發光的雲，甚至有天堂之門等等的稱呼，而到了一二三○年，挪威人才稱之為「北極光」。 極光可同時發生在北半球與南半球。最早發現這個事實是在一七七○年九月，英國人到澳洲時第一次觀測到南極光，而剛好同一天，在清朝的史書中也記載觀測到北極光，這是極光在南北半球同時發生之第一次紀錄。許多位於南、北緯60～70度的高緯度國家每年有上百次的機會觀賞到壯麗的極光秀；中緯度地區每年約有10～20次的機會可看到極光；而由於太陽黑子周期的影響，每10年約有一次可在赤道地區發現極光。一九○九年靠近赤道的新加坡也觀測到極光。除了地球之外，太陽系中只要有磁場與大氣層的行星，如外行星的木星與土星，都可以發現極光的現象。 土星上的極光現象，也在南北極同時發生。 地球的磁層由於受到太陽風的吹拂與壓迫，因此不像普通磁鐵的磁力線，成為一個對稱的形狀，而是在面對太陽的向日面被壓縮得較扁，而背對太陽的夜側面則向後延伸形成如彗星尾般長長的磁尾。分開磁層與太陽風的邊界稱為磁層頂。當在日冕拋射物質的強力吹拂下，向日面的磁層頂會被擠壓靠近地球，有些原來在磁層內的人造衛星會因而進入太陽風中，而暫時失去磁層的保護並造成損壞。 除了地球原有的磁場，太陽風與日冕拋射物質也都帶有磁場。當磁場方向與地磁相反時，會發生所謂的磁重連現象。這情況發生時，太陽風或日冕拋射物質的高速帶電粒子會繞到磁尾進入夜側的地球磁層，並沿著磁力線進入高緯度地區的電離層。當這些帶電粒子高速撞擊高空大氣中不同的原子、分子或是離子，使其成激發狀態後，再釋出光子而形成了所謂的極光。 日地物理與太空天氣的重要性 太空紀元讓我們對太陽、地球的太空環境、日地關係、太陽系與整個宇宙有了嶄新的認識。原來似乎遙不可及的太陽與我們的地球竟是如此密切相關聯。太空天氣會影響衛星的運行、無線電通訊、導航、定位、或是電纜與油管導線等，以及太空人與經過極區飛機乘客的安全，甚至和我們息息相關的氣候等。未來人類將會越來越仰賴太空，各種太空計畫正加快腳步進行，太空站與衛星可能變得相當普遍，還有載人的行星探險等。 一八五九年，全世界剛發展起來的電報通訊業務受到強烈太陽風暴侵襲，完全中斷。連平常只在高緯度地區出現的極光，居然也出現在位於北迴歸線附近的古巴、夏威夷等地。而發生在一百年之後的太陽風暴亦相當著名，當年紐約地區曾出現壯觀的極光秀。一九八九年三月的太陽風暴，導致加拿大魁北克大停電，而一九