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北京: 北京拍到极光上热搜,绚丽背后有奥秘...

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12月1日晚,黑龙江省漠河市北红村出现红绿极光。图片来源:视觉中国

近日,我国多地出现极光现象。继11月5日新疆等地观测到红色极光后,12月1日,漠河和佳木斯等地再次观测到红色极光。甚至连北京怀柔也有摄影爱好者拍到了红白双色的极光,引发网友热议。


极光的背后

极光的出现与太阳活动密不可分,本次上热搜的极光也是如此。美国空间天气预报中心于12月1日晚观测到G3级地磁暴。这次地磁暴主要由一次M9.9(R2中度)耀斑相关的日冕物质抛射(CME)引起。地磁暴偏向东半球,最强中心位于西伯利亚上空,因此在我国高纬度地区可以观测到极光现象。

地磁暴从G1到G5,由弱到最强分为5级。这次的G3级地磁暴是一次中等偏强级别的地磁暴,这样的地磁暴每年大概出现天数为几十天。而太阳耀斑由弱到强也分为5级——R1到R5,引发此次地磁暴的耀斑是中等强度耀斑。

在地球磁场作用下,来自太阳的高能带电粒子会涌向高纬地区,使地球南北两极附近的高层大气分子或原子电离,从而激发出光,在夜间尤其灿烂夺目,这就是极光现象。

太阳风暴虽然会影响无线电通信和导航系统,但其带来的绚烂极光对人们来说无疑是美好的意外收获。美国阿拉斯加的费尔班克斯,因为一年中200多天会出现极光现象,被称为“北极光首都”。而冰岛由于整个国家都在极光带上,成为北半球最受欢迎的极光观测地点之一。

极光变化莫测,每天的样子都不一样。一般极光在入夜之后会像一条展开的颜色较淡的银河,随着夜色加深,色彩逐渐变浓、变绿,还会出现粉色、蓝紫色和红色。


极光的颜色通常与大气粒子的种类有关。太阳风的高能粒子激发高层(200千米至500千米)的氧原子一般会发出红光,激发氮原子一般发蓝到紫光,而到达低层(100千米至200千米)的太阳风粒子激发氧原子主要发绿光。因为人眼对绿光和白光更为敏感,所以我们看到的极光主要是绿白色的。

另外,我们看到极光变来变去,并不是高层大气在运动,而是因为飞入地球大气的带电粒子本身在运动和变化。

为何在北京也能看到极光


尽管极光主要出现在高纬度地区,但是中低纬度地区也会出现极光,只是频率比较低。其实,通常情况下,北京所在的北纬40度左右地区,每年可能会有几天到几十天能观测到极光。

不过,这只是一个大致的估计,具体数字可能会因地理位置、气候条件和太阳活动的变化而有所不同。

有时极光甚至会在赤道附近的低纬度地区出现,这种现象被称为“极光暴”。这种情况虽然较为罕见,但一些赤道附近的国家和地区确实曾记录到这种现象。这通常发生在太阳活动特别强烈的时候,太阳风的能量能够越过赤道附近的磁场边界,使得极光可见性扩展到低纬度地区。

我国悠久的历史记录里留下了丰富的天象观测记录,其中夜间天象记录到的五色光、神气、赤气、黄白气、火光、赤白色气、赤虹、青气、赤光等现象,一般都是极光现象。以下是一些例子。

“有五色光贯紫薇。”(周昭王元年,约公元前十一世纪,《通鉴外纪》)

“长安东北有神气,成五彩,若人冠冕焉。”(汉文帝十四年,公元前166年,《史记·封禅书》)
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