材料①说起极光活动,我们要先从太阳活动区以及太阳耀斑说起。太阳活动区是太阳表面磁…
材料①说起极光活动,我们要先从太阳活动区以及太阳耀斑说起。太阳活动区是太阳表面磁场能量集中的区域,同时也是表面温度较低、各类活动最为频繁的区域,其外在表现为出现在太阳表面的黑斑,它的另一个名字大家或许更熟悉一些——太阳黑子。太阳耀斑就是发生在太阳黑子区域强烈的闪光现象,根据目前人类对太阳及其物理过程的认知和探测来看,耀斑是太阳内部磁场能量在短时间内以光能为主要形式的快速释放。一旦发生,会对整个面向太阳的地球区域造成照射,进而影响高层大气结构。 ②从2024年5月3日起,国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心)在国家突发事件预警信息发布系统先后多次发布了太阳大耀斑警示信息。细心的你可能会感到奇怪,地磁暴和极光于5月10日晚间便已发生,如果说5月3日发生的太阳耀斑是引发这些现象的原因,那么耀斑以光速发出后,应该在大约8分30秒之后就可到达地球,但这中间足足间隔了近一星期,为何会存在这么大的时间差呢? ③原因很简单,因为制造地磁暴和极光的并不是耀斑,而是伴随耀斑爆发一同出现的日冕物质抛射。 。以此次造成地球超大地磁暴的事件为例,太阳活动区13663先是在5月3日至8日连续爆发了多次X级大耀斑,但均没有产生明显的日冕物质抛射活动,直到活动区13664的“出场”。试想,一次耀斑爆发过程中,数亿吨的日冕物质被加速到接近1000千米/秒的速度,并飞向太阳之外的太空,其威力可想而知。 ④当这些日冕物质(或能量粒子)与地球发生“碰撞”后,由于其本身主要携带的电子,会被地磁场“引导”着飞向南北极区,并在与大气层接触的过程中发生能量交换和发光现象,而地磁场原本的平静状态也在这个过程中被打破,开始发生短时明显的变化,即地磁暴,这也就是为什么我们常说极光是地磁暴副产物的原因了。 ⑤极光常见的颜色以红色、绿色、紫色等为主,有时也会出现黄色、粉色的极光,我国出现的极光绝大多数为红色,少部分地区的目击记录中出现了绿色和紫色的极光。 ⑥那么极光呈现出的颜色由什么决定呢?这主要是由大气微粒的种类,以及它们在与能量粒子碰撞时所产生的能量变化所决定。当处在地球上空300-400千米高度的氧原子,与来自太阳的高能带电粒子相遇时,碰撞的过程使得氧原子的核外电子吸收了额外的能量。但由于原子结构的特殊性,决定了核外电子与原子核之间只能容纳固定大小的能量,超出的部分能量会被快速释放,在释放的过程中就会形成发光现象,也就是极光。而氧原子的核外电子所释放出的能量刚好对应红光波长,看起来就是红色的极光。而绿色的极光,则是来自200千米左右高度的氧原子,被次级电子撞击激发时所形成的发光现象。如果来自太阳的高能带电粒子还有能量继续“下冲”,那么就会与100千米左右高度的氮分子相遇,此时就会产生紫色的极光。正是由于地球大气中含有不同的气体微粒,再加上这些来自太阳的“问候”时强时弱,其进入地磁场下沉到大气中的形态也在不断发生变化,所以我们看到的极光才会是灵动无比而又绚丽多姿的。 问题:最适合做这篇文章标题的是:
A. 美丽的极光如何产生B. 解码极光的色彩秘密C. 探寻光晕的奇幻变化D. 炫彩极光背后的原理先想一想,再看答案与解析 ▸
正确答案:D
【正确率 52%】
文章第①段引出了极光这一话题,并展开介绍了极光与太阳活动之间的关联,第②、③、④段描述了地磁暴与极光产生的具体机制,即日冕物质与地磁场的相互作用。接着在第⑤、⑥段介绍了极光色彩斑斓的秘密,详细阐述了不同高度的大气微粒与来自太阳的高能带电粒子碰撞后释放能量所呈现的极光的不同颜色。故文章主要围绕极光的产生原理及色彩绚烂的原因展开论述,说明了极光背后的科学原理,对应D项。
A项,仅对应文章第①段至第④段的部分内容,描述了极光的产生过程,并未涉及极光的色彩,表述片面,排除;
B项,聚焦于对极光色彩的描述,缺少其产生过程的描述,表述片面,排除;
C项,缺少文章核心话题“极光”,排除。
故正确答案为D。
【文段出处】中国气象报社《揭秘天空画布——炫彩极光背后的原理》