带电粒子与地球大气分子相互作用可产生各种发光现象,最著名就是极光,但这并不是大气唯一美景。有种更微妙现象称为气辉,从太空能获得最佳观赏视野,国际太空站最近便拍摄了地球被一层金色辉光覆盖的美丽照片。
气辉(airglow)是行星大气层非常弱的发射光,只要阳光(紫外线辐射)与地球高层大气原子、分子相互作用就会产生,大部分来自 50~300 公里的狭窄区域,可让科学家观察高空稀薄大气层的运动与分布概况。
其中黄色辉光由大气钠颗粒引起,红色辉光则由氧气、氮与羟基离子在数百公里高空反应引起,但由于阳光散射,这种现象在白天不会被注意到。
因此观赏气辉最佳位置是太空,2024 年 1 月 21 日,国际太空站在飞越巴布亚纽几内亚东北部太平洋时从离地 415 公里高度拍摄了一张照片,显出地球地平线之上笼罩着一层明亮金色辉光,还有与星空背景形成鲜明对比的赤褐色光带。
事实上气辉在太阳活动极大期间更常见,早在 1935 年,科学家就意识到气辉在太阳活动极大期前后会达高峰,这是因为太阳活动加热地球高层大气引起更多碰撞,虽然气辉不一定需要太阳活动,但与太阳周期有着强烈关联,现在研究指出,当太阳接近活动极大期,气辉亮度最高可增加 40%。
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