
氣輝是種光化學反應,成因為:來自太陽的紫外線輻射使地球大氣中的原子、分子和離子處於激發態;當這些氣體粒子恢復正常狀態時,便會以可見光和紅外光的形式釋出能量;我們通常會看見綠色的輝光。
雖然氣輝現象會發生在大氣層的各個高度,但我們只能在高度約85 至95 公里處,看到6 至10 公里寬的狹窄帶狀光芒。位於高度85 公里處以下的原子和分子因密度較高,更易發生碰撞,因此能量也會更快地被釋放;逾95 公里的高空則是大氣密度太低,原子不易發生碰撞。
晝輝、曙暮輝和夜輝這三種氣輝都以不同方式形成。晝輝的成因為:白天的大氣分子因吸收陽光而獲得額外的能量;當分子變為激發態時,會將能量以光的形式釋出,其頻率會和吸收的陽光相同,或稍低一些。但晝輝比陽光暗多了,所以我們無法看到。
曙暮輝的不同之處在於此時的太陽只會照亮高層大氣,而我們和其他部分的大氣都身處黑暗之中,因此曙暮輝能以肉眼看見。夜輝則更加不同;太陽無法照到夜晚的大氣,因此入夜後的大氣之所以會發光,肇因於化學發光。
觀察氣輝
觀察氣輝的最好地點就是從繞過地球暗夜側的國際太空站(ISS)上進行觀測。由於國際太空站是以低角度觀察地球大氣,因此從該處看到的氣輝層相對可見度會增加,看起來就像一層薄薄的帶狀物。
可惜大多數人無法到達國際太空站,那到底該如何增加看見氣輝的機會呢?最有效的方法就是在晴朗且黑暗的夜晚進行長時間曝光攝影。只要你以相機對準地平線上方約10 至20 度的無光害天空,就有機會捕捉到氣輝的蹤影。
此為節錄版,完整報導請見 《How It Works知識大圖解》 2017年09月號第36期