北京: 北京拍到極光上熱搜，絢麗背後有奧秘...

2023-12-02 | 來源: 中國科學報 | 轉到微信 | 有0人參與評論 | 字體: 放大縮小 | 收藏 | 打印

12月1日晚，黑龍江省漠河市北紅村出現紅綠極光。圖片來源：視覺中國

近日，我國多地出現極光現象。繼11月5日新疆等地觀測到紅色極光後，12月1日，漠河和佳木斯等地再次觀測到紅色極光。甚至連北京懷柔也有攝影愛好者拍到了紅白雙色的極光，引發網友熱議。

極光的背後

極光的出現與太陽活動密不可分，本次上熱搜的極光也是如此。美國空間天氣預報中心於12月1日晚觀測到G3級地磁暴。這次地磁暴主要由一次M9.9（R2中度）耀斑相關的日冕物質拋射（CME）引起。地磁暴偏向東半球，最強中心位於西伯利亞上空，因此在我國高緯度地區可以觀測到極光現象。

地磁暴從G1到G5，由弱到最強分為5級。這次的G3級地磁暴是一次中等偏強級別的地磁暴，這樣的地磁暴每年大概出現天數為幾十天。而太陽耀斑由弱到強也分為5級——R1到R5，引發此次地磁暴的耀斑是中等強度耀斑。

在地球磁場作用下，來自太陽的高能帶電粒子會湧向高緯地區，使地球南北兩極附近的高層大氣分子或原子電離，從而激發出光，在夜間尤其燦爛奪目，這就是極光現象。

太陽風暴雖然會影響無線電通信和導航系統，但其帶來的絢爛極光對人們來說無疑是美好的意外收獲。美國阿拉斯加的費爾班克斯，因為一年中200多天會出現極光現象，被稱為“北極光首都”。而冰島由於整個國家都在極光帶上，成為北半球最受歡迎的極光觀測地點之一。

極光變化莫測，每天的樣子都不一樣。一般極光在入夜之後會像一條展開的顏色較淡的銀河，隨著夜色加深，色彩逐漸變濃、變綠，還會出現粉色、藍紫色和紅色。

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極光的顏色通常與大氣粒子的種類有關。太陽風的高能粒子激發高層（200千米至500千米）的氧原子一般會發出紅光，激發氮原子一般發藍到紫光，而到達低層（100千米至200千米）的太陽風粒子激發氧原子主要發綠光。因為人眼對綠光和白光更為敏感，所以我們看到的極光主要是綠白色的。

另外，我們看到極光變來變去，並不是高層大氣在運動，而是因為飛入地球大氣的帶電粒子本身在運動和變化。

為何在北京也能看到極光

盡管極光主要出現在高緯度地區，但是中低緯度地區也會出現極光，只是頻率比較低。其實，通常情況下，北京所在的北緯40度左右地區，每年可能會有幾天到幾十天能觀測到極光。

不過，這只是一個大致的估計，具體數字可能會因地理位置、氣候條件和太陽活動的變化而有所不同。

有時極光甚至會在赤道附近的低緯度地區出現，這種現象被稱為“極光暴”。這種情況雖然較為罕見，但一些赤道附近的國家和地區確實曾記錄到這種現象。這通常發生在太陽活動特別強烈的時候，太陽風的能量能夠越過赤道附近的磁場邊界，使得極光可見性擴展到低緯度地區。

我國悠久的歷史記錄裡留下了豐富的天象觀測記錄，其中夜間天象記錄到的五色光、神氣、赤氣、黃白氣、火光、赤白色氣、赤虹、青氣、赤光等現象，一般都是極光現象。以下是一些例子。

“有五色光貫紫薇。”（周昭王元年，約公元前十一世紀，《通鑒外紀》）

“長安東北有神氣，成五彩，若人冠冕焉。”（漢文帝十四年，公元前166年，《史記·封禪書》）