オーロラは個人としては死ぬまでに一度は見ておきたい景色の１つであるのですが、僕と同じようにオーロラという自然が生み出す絶景に心が魅了されている方も少なくないはずです。
オーロラの発生場所や観測できる条件なども限られるため、ツアーに参加しても見れたらラッキーぐらいのつもりで行く方もいるはず。
なんとなーくオーロラは神秘的な光のカーテンだということは理解していても、実際の発生原理や仕組みなどのメカニズムを知るとさらにオーロラに興味が湧くこと間違い無し！お子様に聞かれた時にもスッと答えられるとカッコイイ！
と、いうことで今回はオーロラについての基礎知識をまとめてご紹介しようと思います。
記事の内容
オーロラの発生原理・仕組み・メカニズムについて
オーロラの光りはどこからくるのかご存知ですか？
一般的なオーロラの光りは緑や赤と言われていますが、色の幅は黄緑やピンクなど緑〜赤の間の色に該当するようです。しかし、これは光が強い場合の話、本来は白いカーテンのように見えることの方が多いようですね。
さらに、その光の正体は太陽から発せられる太陽風（プラズマ粒子）が地球の磁場にぶつりかってプラズマが蓄積し、蓄積されたものが爆発するオーロラ爆発が起こると磁場に沿って放出されるため地球の北極部・南極部の両端でオーロラが同時に発生します。
と言ってもよく分からないでしょうから、もう少しわかりやすく解説してみましょう。オーロラの発生原理を理解するためには「磁場」「太陽風」の２つを理解しておけば大丈夫です。
オーロラが発生する原因は太陽風という強大なエネルギー
http://superplanetx2012.blogspot.jp/2012/09/blog-post_669.html
生命の母とも言われる太陽ですが、太陽にはとてつもないエネルギーがあり、太陽活動は絶えず行われいます。太陽の当たり方や向きによって夏になったり冬になったり夜になったり朝になったりするほど地球にも大きな影響を与えているわけですが、太陽活動の１つに太陽爆発とも言われる頻繁に起こる爆発があります。
その爆風とも言えるのが太陽風や太陽フレアと呼ばれるもの。この太陽風が地球にぶつかることがオーロラ発生の原因となりますが、直接地球にあたっては大変なことになってしまうため、地球には太陽風から地球を守る機能が備わっています。それが磁場。
磁場が太陽風から地球を守ってくれる
http://karapaia.com/archives/52176520.html
地球にはS極とN極があるように磁場が存在します。磁場の中心が極点とも言われる北極点や南極点にあたるわけですが、磁場により目には見えない磁気の流れにより地球表面を保護してくれています。
太陽風が磁場に衝突すると磁場が乱れ、エネルギー変換作業が行われ太陽の反対側に蓄積されます。
オーロラはプラズマだということを聞いたことがあるかもしれませんが、プラズマとは細かく分解された物質とでも覚えておけばOKです。太陽風によりプラズマ粒子が飛ばされてくるというわけです。
太陽風によるプラズマを一旦地球の裏側で溜め込んで一気に放出し、放出されたエネルギーが磁場に沿って流れて大気圏で衝突するとオーロラが発生するという仕組み。
これまでの発生の仕組みを動画や図で分かりやすく簡単に説明していきましょう。
太陽風と磁場
[iframe id=”https://www.youtube.com/embed/czMh3BnHFHQ”]TEDの動画がイメージしやすいと思ったのでご紹介します。英語がわからなくても大丈夫ですのでアニメーションで見てみましょう。
- 太陽からは常に太陽風と呼ばれる風が地球に吹いている。
- 磁場はその太陽風から地球を守る。
- 太陽風が当たると磁場が乱れ、プラズマ粒子は太陽の反対側へ蓄積される。
- 放出されたプラズマは磁場の磁力線に沿って極部の２箇所に流れて体験で衝突しオーロラとなる。
動画の補足
動画や一般的な解説ビデオなどでは、「太陽風が地球に衝突するとオーロラが発生する」というような解説がされていますが、それはあくまでも肉眼では観察できないほどのオーロラです。
肉眼で観察できる緑や赤の明るいオーロラはオーロラ爆発という現象により起こったオーロラであることも分かってきています。さらにこのオーロラ爆発は短ければ３時間程で起こるため、それほど稀なものでもなく通年を通して起こっているためオーロラは絶えず発生しているという解釈が正しいのです。
オーロラが肉眼で見えるための発生条件
- 空の明るさ
- プラズマ粒子の量
オーロラの発生場所でも肉眼で見れる場合と見れない場合の大きな違いはこの２つです。極部になると白夜の時期になれば昼夜問わず明るいためその時期にはオーロラが実際は発生していても周りが明るいため見えないということになります。（昼間に星が見えないのと同じ原理）
また、前述した空気中で衝突する粒子の数が極端に少なければ肉眼で観察できる程の光量を発しないため、見ることはできません。そのような場合は高輝度カメラなので見てみると肉眼で観察できないオーロラがレンズ越しに確認することができるでしょう。
肉眼で見るためのその他の条件
- 雲
- 緯度（発生地域や場所）
- 時期
また、オーロラが北極や南極の極部でしか見れない理由は磁場と磁力線の関係から理解できたと思いますが、見れる地域は磁力線の位置から緯度がおおよそ７０度の地域で発生すると言われています。おおよそなので６０度〜８０度ぐらいの地域でもオーロラを確認することができ、このオーロラが見える地域をオーロラベルトとも呼ばれており、数々のオーロラ観測スポットがこのオーロラベルト内に該当します。
オーロラは雲よりも上空で発生するため、気象条件によっても観察できない場合があります。
また、明るさの観点からも白夜が続く夏場の時期よりも冬場の時期の方が暗い夜が続くため、好条件が揃った時に初めて観測することができるわけです。
詳しい発生時期について
オーロラは常に発生している自然現象ですが、肉眼で観測をするためには最適な時期がある程度決まっています。
ベストシーズン：２〜４月・９〜１１月
この時期は前述したオーロラ爆発の季節変動による統計から導かれた観測しやすい時期を示しています。日本でいう春と秋の時期が大きなオーロラが発生する確率が高く、特に２月・３月・４月が最も発生率が高い時期と言えるそうです。
オーロラを見に行くならオーロラ爆発が頻発する２〜４月がベストシーズンといえるでしょう。
オーロラの発生地域や場所
http://www.his-j.com/
オーロラベルトを知れば、該当する地域はオーロラ観測の絶好のスポットだということが分かるはずです。緯度７０度付近に該当する国は、
- カナダ
- フィンランド
- ノルウェー
- スウェーデン
- アイスランド
- カナダ
- アメリカ北部
- ロシア
が該当します。
子供からの質問用に簡単にまとめると
さて、最後に子供に「オーロラってなんで起こるの？」と聞かれた時のために簡単にまとめておきましょう。
「オーロラは太陽のエネルギーが地球の空にぶつかるとその衝撃で光を放っているんだよ」
そして、発生条件や観測ポイントについては
「日本よりももっと北の地域で、２〜４月の雲がない晴れた日の夜空で周りに明かりがない暗い場所で見ることができるんだよ」
とでもまとめておきましょうかね。
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