오로라: 두 판 사이의 차이

오로라가 나타나는 높이는 지상 약 80∼수백㎞의80∼수백km의 초고층 대기층이다. 커튼 하단의 높이는 전리층 E층 (100-110km)이고, 커튼 상반부는 400km까지 펼쳐져 있다. 극관글로오로라가 지상 80∼100㎞80∼100km, 중위도오로라는 평균적으로 더욱 높아서 지상 300∼600㎞300∼600km 등으로 종류에 따라 고도가 다르다. 또 대형오로라는 출현시간, 위도 및 그 종류에 따라 고도가 변화한다. 일반적으로 주간에 고위도에서 출현하는 커튼형오로라는 백수십∼수백㎞로백수십∼수백km로 높지만, 저녁부터 심야까지는 점차 하강해서 100∼수십백㎞가100∼수십백km가 된다. 심야에서 아침까지의 오로라는 주로 맥동성오로라로서 높이가 커튼형보다 낮아서 90∼100㎞90∼100km 정도가 많다.

오로라가 발광하는 곳은 초고층대기이며, 발광색은 공기의 주성분인 [[질소]]와 [[산소]]의 분자와 원자 및 그 이온이 입사입자(전자·양성자)에 의해 충돌되어 들뜨게 되고 다시 들뜬 입자가 낮은 에너지준위로 떨어질 때 방출되는 고유의 빛이다. 오로라의 대표적인 빛은 산소원자가 방출하는 녹색광(파장 557.7㎚) 및 적색광(파장 63㎚, 636.4㎚), 질소분자 이온이 방출하는 청색 디스펙트럼(파장 427.8㎚ 등), 그리고 질소분자의 적색 또는 핑크색 디스펙트럼 등이다. 이들 빛은 각각 높이와 분포지대가 다른데, 예를 들어 산소원자의 적색은 200㎞보다200km보다 높은 곳에서 강하고, 산소원자의 녹색과 질소분자 이온의 청색은 100∼200㎞에서100∼200km에서 강하며 또 질소분자의 핑크색은 높이 100㎞100km 이하에서 강하다. 따라서 활동적인 커튼형오로라는 상부가 진홍빛이고 중앙이 청록색, 하부가 녹색 또는 핑크색 등으로 다채롭다. 오로라 중에는 저녁때의 저위도와 아침녘의 고위도에서처럼 수소의 [[휘선]](輝線)이 보이는 부분이 있거나 [[헬륨]]과 [[나트륨]]의 빛이 포함되기도 한다.

오로라대형 오로라는 항상 변동하며, 가장 현저한 활동은 오벌의 한밤중의 부분에서 밝기가 증가하여 격렬해지기 시작하고 몇 분 사이에 오벌의 폭이 수백㎞로수백km로 확대되면서 폭발적으로 발달한다. 이를 오로라폭풍이라고 한다.

태양풍 중의 자기장에서 남향 (지구의 북극에서 남극으로 향한다) 성분이 증가하면 태양풍에서 지구자기권에 유입되는 에너지가 증가하고 그 결과 지구자기권 내에 큰 에너지가 축적된다. 이 에너지에 의해서 자기권 꼬리의 자기중성면 부근에서 입자가 급속하게 가속되고, 다시 지상 수천㎞수천km 높이 부근의 자기력선에 인접한 전기장에서 속도가 더욱 가속되며 자기력선에 유도되어 초고층대기에 입사된다. 이런 메커니즘을 통해서 입사되는 전자에 의해 발광하는 오로라가 커튼형오로라이다. 커튼형오로라의 높이가 주간에서 저녁때를 거쳐 밤중에 이르는 사이에 점차 낮아지는 것은 이런 가속이 주간보다 야간에 현저하다는 사실을 보여준다. 인공위성과 로켓에 의한 관측에서도 가속전압이 낮에서 밤으로 갈수록 점차 증가한다는 사실이 알려졌다.