質問: 高緯度で多く見られる、太陽から放出されたプラズマが大気圏に突入して光が発生する現象を何という?
回答: オーロラ

タイトル: 流星塵
流星や火球が隕石や隕鉄となって、地上に落下することは極めて珍しいが、それほど大きな流星でなくても完全に気化するわけではなく、目に見えないような微小な燃えかすをつくっている。このような微小な隕石の粒は絶えず地球に降り注いでいる。この微小物体を流星塵と呼んでいる。大規模な隕石落下や隕石雨の発生時に、流星塵が大気圏内(高度20 - 40キロメートル程度)で発生した場合、その隕石の航跡は地上から雲のように観測されることがあるが、これをとくに隕石雲(meteoritic cloud)と呼称する。

タイトル: 温室効果
5μm付近(可視光線)で最も強く、これより波長が長く・短くなるほど弱くなる。一方、地球や大気からの放射は波長8 - 12μm付近(赤外線)で最も強く、これより波長が長く・短くなるほど弱くなる。大気を構成する物質のうち、オゾンは近紫外線、窒素や酸素は遠紫外線・真空紫外線を吸収するため、これらは太陽から地表へ届く前に吸収されてしまう。また、水蒸気や二酸化炭素などは赤外線を吸収する。一方、可視光線を吸収する気体は少ないため、可視光線のほとんどが大気を透過して地表に届き、地表を暖める。太陽放射は1度放射された後、紫外線はオゾン・窒素・酸素に吸収され、可視光線は地表に吸収される。吸収された電磁波は熱となり、熱はやがて電磁波として再び放射されるが、大気も地表も太陽に比べれば温度が低いため、その放射は赤外線付近の波長が最も強い放射となる。

タイトル: プラズマ
分散関係の導出はプラズマ物理を参照されたい。プラズマ波動の位相速度は光速度とは大きく異なる場合もある。プラズマ振動はプラズマ波動の一種であり、プラズマが電気的中性を保とうとする傾向をもつために生まれる波動である。プラズマ中に電荷の不均一が生じたとき、均衡を取り戻すように電子に働く復元力と、電子の慣性の釣り合いから生じる。プラズマ振動の周波数をプラズマ振動数と呼び。プラズマ振動数よりも小さな振動数の電磁波がプラズマに入射した場合、プラズマは完全導体のように振る舞い、電磁波を反射する。プラズマは、温度、密度が空間的に一様であり、速度分布がマクスウェル分布であるとき安定である。これ以外の場合は、何らかの不安定性が励起されて安定な状態に戻ろうとする。プラズマの不安定性は巨視的不安定性と微視的不安定し大別される。以下では、各不安定性について示す。

タイトル: 反薄明光線
このように、条件が限られているため、反薄明光線を見つけるのは難しいとされるが熱帯の島、高い山、飛行中の航空機など、見晴らしの良い条件下では比較的観測され易い現象である。

タイトル: 黒体放射
黒体放射(こくたいほうしゃ、英: black body radiation)とは、黒体が放出する熱放射である。熱した物質や恒星の発する光が、比較的温度が低いときは赤っぽく、温度が高いほど青白くなる理由は、黒体放射の温度特性によるものである。

タイトル: 塵旋風
なお、太陽光ではなく、建物の火災や山火事などで地表が熱せられて渦巻状の火柱が立ち上る現象は火災旋風と呼ばれる。

タイトル: プラズマ振動
プラズマは正の荷電をもつイオンと負の荷電をもつ電子との混合物であり、全体として電気的中性が保たれている。そこである場所の電子集団が局所的に動くとそこで電気的中性が破れて電荷密度を生じ、電子を引き戻す方向に電場を生ずる。イオンは電子より質量がはるかに大きいので、電場によって加速されるのは電子だけである。こうしてその電場により電子群が動いて、電気的中性を取り戻す。しかし、電子には慣性があるので、中性を取り戻した時点では止まらず、逆の方向に行き過ぎる。そこでまた中性が破れて電場が生じ、また電子群が引き戻される。このように電子群の往復運動、すなわち振動が起こる。これは巨視的には電荷密度の波動となる。これがプラズマ振動である。プラズマ振動の振動数は、温度が 0、すなわち熱運動が無視できる冷たい電子集団の場合は

タイトル: 彗星
塵は太陽の光を直接反射し、ガスはイオン化されるため明るく輝く。ほとんどの彗星は暗すぎて望遠鏡がなければ見ることができないが、10年に数個ほどは、肉眼でも充分見えるほどに明るくなる。1996年、百武彗星の観測から彗星がX線を放射していることが初めて観測された。彗星がX線を放射していることはそれまで予測されていなかったため、この発見は研究者たちを驚かせた。このX線は彗星コマと太陽風との相互作用により生じると考えられている。イオンが急速に彗星の大気に突入すると、イオンと彗星の原子や分子が衝突する。この衝突により、イオンは1つか複数の電子を捕獲し、それがX線や遠紫外線の光子の放出につながると考えられている。

タイトル: 太陽活動周期
太陽周期の極大期には、太陽光子や宇宙線のために電離層のイオンが増加する。この現象のために電波伝播の経路は複雑化し、電波通信を容易にしたり妨害したりする。電離層の変化の影響を受けやすい短波帯を用いる船舶や航空機の通信、アマチュア無線、短波放送等にとっては、スキップ現象の予報は有益である。太陽放射の変化は、通信に使うことのできる最高の周波数である最大使用周波数にも影響を与える。長期的及び短期的な太陽活動の変動は地球の気候に影響を与えていると考えられるが、太陽の変動と地球の気候の間の関係を直接量的に証明するのは非常に難しく、現在も研究が続いている。初期の研究は、天気と太陽黒点の関係を見出そうとしてきたが、ほとんどうまくいかなかった。最近では太陽活動と地球の気温の間の関係に主眼を置き、太陽周期は地域の気候にも影響を与えていることが示唆されている。

タイトル: 暗い太陽のパラドックス
太陽が形成されてから10億年程度かけて太陽風によって質量を放出して現在の太陽質量になった場合、太古代の地球の海は凍結せず、かつ現在の太陽質量を説明することが出来る。これが実現されるためには太陽風による質量の減少が大きい必要があるが、現在の太陽風による質量放出率は質量の減少に必要な量の300分の1から1000分の1程度と遥かに小さいという問題点がある。しかし若い太陽型星のライマンα線での観測では、若い太陽型星の恒星風による質量放出率は現在の太陽の100倍程度になる場合もあるという報告もあるため、過去の太陽風が非常に強かった場合はこの仮説でパラドックスが説明できる可能性がある。しかし隕石や月面のサンプルへの太陽風イオンの注入の記録からは、太陽風の流束が上昇した時期が継続したのは1億年程度でしかないだろうという結果が得られている。

タイトル: 薄明
太陽高度(太陽の中心位置と地平線との角度)により、以下の3つの薄明が定義されている。

タイトル: 宇宙気候学
日本において宇宙気候学という用語が用いられた例として、1992年の科学雑誌に高エネルギー宇宙物理学者の桜井邦朋による記述がある。その雑誌の中で桜井氏は宇宙気候学の重要性を、ケベック大停電などを引き起こした1989年3月の磁気嵐の原因である太陽フレア現象や、宇宙空間における人間活動のための宇宙天気予報、さらに小氷期と太陽活動との関連において位置づけている。小氷期は太陽活動の低下したマウンダー極小期と時期が重なり、太陽などの天体活動と気候を関連付けた初期の研究対象の一つとなっている。マウンダー極小期は1975年に太陽物理学者のジャック・エディ(英語版)によって名づけられており、論文は1976年に発表され、その後の宇宙気候学の嚆矢となった。

タイトル: グリーゼ393
6%を持っている。金属量は、太陽よりも低くなっている。有効温度は3,579ケルビンで、太陽光度のわずか2.7%を放射している。

タイトル: 太陽
これは1960年にアメリカのロバート・レイトンらが粒状斑を観察する中で発見したもので、「5分振動」と呼ばれる。これは当初、太陽大気の局在が原因と思われたが、1970年代にpモードと呼ばれる太陽が持つ固有の振動が原因と判明した。太陽光球上で非常に目立つ5分振動は、量子力学で扱われる球面調和関数で記述できる、量子数が異なる様々な音波の固有振動が重なり合った結果だった。この理論は可視光で観察不能な太陽内部を調査できるために注目され、また地球内部を地震波で調査する手段と基本的に同じであるため、「日震学」(helioseismology) と呼ばれる。日震学は、対流層の深さを明らかにした。外部から対流を観察するだけでは不明瞭だった対流の深さが固有振動の分析で判明し、それまで考えられていたよりも対流層は厚かった。また、音波が伝わる速度が温度に依存する点から、太陽内部の温度分布が計算可能となった。

タイトル: 空
太陽光には青よりも波長が短い紫の光も含まれているが、その量はやや少なく、青よりも強く散乱されるため地上に届くまでの減衰が大きい。また、紫の光は人間の目(錐体細胞)における感度があまり強くない。太陽が高い日中はこのような原理から、地上には主に青い光が届き、空は青色に見える。なお、可視光線のどの波長でも多かれ少なかれ散乱(散乱日射)があるため、太陽の方向以外の空も明るく見える。実際、空からの可視光のうち人間の目が知覚する成分は、白色光に青の単色光を混ぜた構成となっている。そして青色光は、空気分子の密度が低い、高度数十キロメートル(km)以上の上層の大気のレイリー散乱に由来すると考えられる。これは、空気分子の密度が高い(分子同士の距離が近い)下層の大気では散乱光どうしが干渉し打ち消しあうためで、前方散乱の成分のみが伝わる。

タイトル: 爆音
これは「固体・液体・気体」の三相に近代以降に追加されたプラズマ(高い熱エネルギーを持つ)への相変化によっても同様である。自然現象としての雷(落雷)は自然発生した電気のエネルギーで瞬間的に大気がプラズマ化させられるが、この相変化によっても急激な体積膨張が発生し、爆音(雷鳴)を轟かせる。その一方、外部からエネルギーが与えられたり内部の化学エネルギーが燃焼によって放出される以外に、単純に圧力が掛かっている状態の気体が一気に開放される状態も爆発同様に大きな音を立てる。卑近な例としては自動車用タイヤのバーストや風船の破裂がこれに当たる。ボンベが破損した際も同様である。なお、ポン菓子と言う菓子は、加熱調理の過程で一挙に圧力を開放することで作られるが、この際にも爆音が伴う。

タイトル: 臨界事故
放射性崩壊によって放出される、ベータ粒子のエネルギーは約 20MeV を超えることはなく(B の崩壊で生じるベータ粒子が 20.6MeV で最もエネルギーが高く、次いで Na の 17.9MeV が続く)、またベータ粒子が c の 99.97% まで達するのに必要なエネルギーは 20.3 MeV なので、核分裂の臨界によって、空気中でチェレンコフ放射が起きる可能性は実質的にはない。青い閃光の大部分を、チェレンコフ光が占めるような唯一のケースは、臨界が水中または完全に溶液(再処理プラントの硝酸ウラニルなど)の中で起きた場合で、このような光を見ることができるのは、溶液の容器が開いていたか透明だった場合のみである。臨界事故の際に臨界に達していた物質の近くにいた目撃者の報告の中には、臨界状態に達した時に「熱波」を感じたという報告がある。

タイトル: 花粉
スギやヒノキなどは大量に花粉を飛散し(風媒花粉)、晴れの日、気温が高い日、湿度が低い日、風の強い日、雨上がりの日は花粉の飛散が多くなる。大気中への花粉の飛散による光環(大気光学現象の一種)は、花粉光環(花粉光冠)と呼ばれる。

タイトル: 空
なお、雲は水滴の大きさが可視光線の波長と同程度にありミー散乱を受ける。どの色の波長も同じように散乱されるので白色に見え、厚い雲の影の部分は光が弱くなって灰色や黒色に見える。同様に大気にちりや煙霧などの微粒子が多いときも、ミー散乱により、昼間は大気が白色や灰色を呈する。なお、大きさが均一の小さい微粒子が漂うときには散乱により特定の色が強く見えることがある。山火事や火山噴火の後に500 - 800 nm程度の微粒子が生じることがあり、空が赤みを帯びる。上空の植物由来の有機エアロゾルテルペンは200 nm程度の微粒子で、盆地で生じることがある青みを帯びた煙霧の原因と考えられる。

タイトル: コロナホール
コロナホール(Coronal hole)は、太陽のコロナが平均よりも暗く、冷たく、密度が低い領域である。コロナの構造の解明のために地球の大気外に打ち上げられたスカイラブ計画のX線望遠鏡によって発見された。コロナホールは、開いた磁力線が密集した単極に繋がっている。太陽活動の極小期には、コロナホールは主に極地方で見られるが、極大期にはどこにでも存在しうる。太陽風の速い成分は、開いた磁力線に沿って移動し、コロナホールを通ることが知られている。

タイトル: 雷
幕電は上空が晴れていても確認できることがあり、強い閃光のわりに雷鳴が聞こえないなどといったことから、しばしば宏観異常現象ではないかとされることがある。近年(1980年代 - )では大規模落雷に伴って発生するスプライト等の雷雲上空高度20 - 100kmの成層圏・中間圏・下部熱圏において起こる放電による発光現象も発見されている。

タイトル: 1998年2月26日の日食
コロナは東西方向が南北方向より広く、太陽の南極と北極にはヘルメット・ストリーマがあった。

タイトル: 太陽光
太陽光から変換された熱エネルギーは、気象現象の駆動力として働き、地球上のさまざまな場所に雨や風をもたらすことに寄与している。また、植物や植物プランクトンは光合成によって必要な酸素やエネルギーを産生している。動物も、太陽光を浴びることによって体温維持を行っているものがいる。また、日射量の変化つまり昼と夜の移り変わりは、生物の活動に多大な影響を与えている。

タイトル: いっかくじゅう座V838星
新星や超新星のように、急激に明るくなる天体では、「光のこだま(光エコー)」という現象が起きることが知られている。中心天体から周囲に放射された光は、まず最短経路で観測者へ直接届いて観測される。もし天体の周囲に星間物質の雲が存在すると、放射光は星間物質で散乱や反射を起こすため、より長い経路を通って直接光よりやや遅れて観測者へ届き観測される。このとき、観測者には天体からの直接光の後に天体の周囲に徐々に周囲の散乱光が見えるため、あたかも中心天体からの星間物質が広がっていくように、さらには円環状に拡がっていく構造が光速を超えて拡散運動しているように見える現象である。しかし実際には見かけ上そのように見えているだけであり、物質が光速より速く動いているわけではない。

タイトル: 黄道光
黄道光の光は太陽光と同じ連続スペクトルを示す。よってその正体は隕石、火球と同様の物質、すなわち太陽系内部の地球軌道付近に存在する、主としてセンチメートルからマイクロメートルオーダーの惑星間塵である。この非常に多数の塵が太陽光を散乱し、黄道光として観測される。黄道光を作り出している黄道面内の塵は比較的大きいため、太陽の輻射圧によって地球軌道のはるか外側に追いやられることはない。黄道光が黄道に沿っているのは、これらの塵がアポロ群・アモール群といった地球近傍小惑星の破片や短周期彗星の大きな固形物に由来するためと考えられる。ただし、これらの破片や固形物は、太陽光エネルギーの吸収散乱に基づく重力以外の小さな力によってその公転軌道が次第に小さくなり、おおむね1億年以内に太陽に落下する為、太陽系が出来た当時から同じ塵の粒子によって構成されているわけではない。