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医院订阅哦！“欧若拉”，传说中的极光女神，当她用五色光焰照亮天堂时，这世间所有的光芒都黯然失色——极光，是在地球上所能看到的最壮观华美的自然现象之一，从古到今，吸引着无数人去探寻它的秘密，而现在越来越多的中国极光爱好者，也开始痴迷于追寻极光的踪迹...沉沉的夜空突然被点燃极光的华彩照亮了漫漫极夜

“壮丽的天空景象！你用光焰和五色充盈了漫漫极夜，你迷人的辉耀令大西洋的金色黄昏、令热带的华丽植物、令戈尔康达钻石的灿烂光泽全部黯然失色！”这是开创了现代极光科学研究的丹麦学者SophusTromholt于年写下的赞美极光的诗句。从人类第一次看到极光开始，这种奇幻壮丽的自然现象就吸引了无数人赞美膜拜，探索追求。

在南北极的考察站中

中国科学家可以对极光进行

共轭观测

鉴于极光在空间物理现象及科学研究等方面的重要性，极光研究已成为世界各国极地高空大气物理科学领域研究中相当重要的环节，极光的综合观测也成为各国极地科学考察活动的重要科考项目。年2月我国在南极建立了中山站（上），并在中山站设立了研究极光的专门仪器设备和专业研究人员。年7月，我国于挪威的斯瓦尔巴群岛建立了北极科学考察站——黄河站（下），值得称道的是，黄河站拥有全球极地科考中规模最大的空间物理观测点。极光总是共轭发生的，即从位置上看总是在南北极同时对称发生，而我国中山站和黄河站均位于极隙区纬度，形成了国际上为数不多的共轭观测体系，可以开展独具特色的极光南北共轭观测。摄影／胡泽骏

分立式极光

我们最常看见的

强烈极光

地磁场由于受太阳风影响而发生扰动，磁尾发生磁亚爆过程，大量电子从地球背向太阳一侧沿地磁场线向地球运动，经过几十分钟到数小时的旅行，它们到达接近地球南北极上空的区域，在这里存在一个强达数千伏特的沿磁场线的电场。如同足球比赛的临门一脚，电子在这里得到极大加速，使能量从数百电子伏特上升到数千电子伏特。这些高能电子就像强力前锋射出的足球，以极高的速度冲向大气层，这一过程被称为“极光粒子加速”，此时我们在地面上看到的就是最常见的极光，即底边整齐微微弯曲的圆弧状极光——极光弧，或称为分立式极光。摄影／罗青青

弥散式极光

虽然不够强烈

但可以充溢整个天空

在磁层中存在着一个磁镜区，它的特点是可以约束电子，不让它们出去而是在磁镜点之间来回反射，就像光在镜面间来回反射一样。但有时外来的电磁波或地磁场的形变会使电子能够突破磁镜点，进而撞击大气，这些电子普遍能量很高，但是通量不大，所以造成弥散状的极光。此时极光不再像悬于天空中的彩色飘带，而是弥漫在整个天幕之中，洋洋洒洒，蔚为壮观。摄影／刘建军

漫天极光

在“极光之城”的天幕上

肆意撒欢儿

挪威的特罗姆瑟，有着“极光之城”的美誉，被认为是全球最好的极光观测点之一，但能否看到极光还和当地的天气有着密切的关系。年3月下旬，几天来的连续降雪让所有人几乎都不再对看到极光抱有希望。24日，大雪初停，摄影师一行赶到特罗姆瑟郊外，彼时天空中仍有浮云，但极光终于现身，犹如绸缎般不时地在天空中舞动，把整个天空染成一片明晃晃的绿色。又过了2个小时，月亮逐渐落下，云也散去了不少，极光更加肆意地占满了整个夜空，绿色、红色、蓝色、黄色、紫色……各种色彩杂糅在一起，把天空装点得光怪陆离。摄影／叶梓颐

太阳耀斑，

地球上极光盛宴

的源头

年3月15日，编号为的太阳黑子于世界标准时间02:13爆发出一个持续时间很长的C9级耀斑，此前这个黑子已经陆续产生了数个中等强度的M级耀斑和一个X级耀斑。一个C级的耀斑通常不会引起人们太大的注意。但这次爆发引发的磁场变化导致了一个局部的晕状日冕物质抛射，而恰好这次抛射的方向大致指向地球，种种机缘巧合，终于造成了地球上随后发生于3月17日的极光盛宴。供图／Solarham

柔美的极光

笼罩在吕瑟峡湾的

请悬崖之上

在布道岩拍摄吕瑟峡湾星光时，摄影师与极光意外邂逅。彼时极光比较微弱，用肉眼看上去犹如月光一般。但在调高感光度、增大光圈减慢快门后，相机的显示屏里，极光呈现出了美妙而柔和的色彩，而且还有着明显的光柱和颜色分层。摄影／叶梓颐

在北极点附近

需要向南才能看

北极光

要看极光需要到高纬度地区，但并非纬度越高越好。因为极光多发生在以磁极点为圆心的一个近似环状区域内，所以在磁极点附近反而不容易看到极光。比如在挪威斯瓦尔巴群岛北部，由于这里过于靠北，已进入极光卵内部，一旦地磁活动有所增强，极光反倒会远离这里，所以在这里摄影师其实是向南才能拍到极光。

发生在木星上的极光比地球更加明亮

极光现象并非地球所独有，在太阳系中，木星和土星这两颗行星都有比地球更强的磁场，在它们磁极的附近也都会发生强烈的极光。观测者们发现，在木星经常出现极光，比地球极光明亮数千倍，并且覆盖范围是地球的数倍，通常科学家们认为木星极光是太阳带电粒子与木星磁场发生碰撞所产生的，但也可能是由于木星和它的卫星单独交互作用所致。图为经过处理的木星极光照片。

宇航员在国际空间站拍摄到的南极光

年9月17日，宇航员在国际空间站经过南印度洋上空时，发现在南极地区一次盛大的“极光秀”正在上演，于是拍摄下了这幅珍贵的照片。极光大致发生在—公里高度的大气层上，从照片中我们可以清楚地看到，在最高处极光的颜色是由氧主导的红色，再往下则是极光最常见的绿色——氧原子发光受其他粒子碰撞阻碍时发出的颜色。摄影／罗伯特·西蒙

璀璨的极光划破天际映照在冰原上

在3月17日那场极光盛宴中，一些中国极光爱好者也远赴北极圈，追踪到了“欧若拉”的踪迹。当看到可能有极光爆发的预测后，在冰岛冰河湖地区的摄影师就开始积极为拍摄极光努力了，他们查阅了当地的最新云图，一路西行，躲避阴雨。工夫不负有心人，在开出几十公里后，西方逐渐放晴，一条绿色光带突然飞舞在了当空。此后一整晚，天空中被五颜六色、形态各异的极光占据，射线状、飘带状、窗帘状等等各种形态的极光疯狂舞动变幻，绿色、红色、紫色……各种各样的颜色全部可以用肉眼直接看到。

难道“极光女神”对中国存在偏见，

在中国想看到极光怎么就这么难

3月17日这一天，连位于北纬51°30的伦敦“欧若拉”都在那里展露了曼妙的身姿，而在比它纬度更高的中国漠河（北纬53°48），苦苦等候的天文爱好者却依然一无所获，这是为什么呢？难道是“极光女神”对中国有偏见？漠河的两种“伪极光”

黑龙江漠河是中国最北的地方，也是一般人认为在中国最有可能看到极光的地方。但其实漠河的纬度虽然在52—53度，但它的磁纬度并不高，只有40多度，想要看到极光并不是那么容易。在漠河有时会看到一种“人造极光”，即由人为向空中投射强光，强光打在烟雾或云层上，显现出缥缈的色彩来，看上去非常像真的极光（上摄影／徐国栋）。此外，在夏季的傍晚或黎明，人们有时在漠河会看到天空中有发光的条带，于是误认为那就是极光，但实际上这只是发生在高纬度（50—65度）地区的另外一种大气发光现象——夜光云（下摄影／徐国栋）。

其实有“偏见”的并非“极光女神”，准确地说是地球磁场存在“偏心”。前面提到高能粒子是沿着磁力线进入大气层的，所以极光发生受地球磁场分布的影响，大多出现在磁纬度较高的地方。我们观察到的极光的最强部分，一般也都分布在一个以磁极为中心的环形区里。在极光研究中，这一环形区域被称为极光卵。磁极与地理的南北极并不重合，以其为中心建立的磁纬度系统与地理纬度系统显然也不可能是同心圆，而是“偏心”的。你也可以把磁纬度系统想象成一个罩在地球上的网笼，因为圆心不重合，它的网格和地球的经纬度网格自然也不会重合。

极光发生的边界在哪里

极光其实可以想象成空中的电流，它的变化会引起周围磁场的变化，这种变化被地面磁力计记录到，就是我们看到的地磁突变。Kp指数，是由分布于全球的13个地磁监测站记录到的地磁扰动量的平均值，它反映了某一时刻全球整体的地磁活动水平。通常来说，Kp指数越强，对应的极光活动水平越高，越多低纬度地区可以看到极光。通过多年的观测和数字模型计算，我们可以绘出某一Kp值时对应的极光卵低纬度一侧的边界，即图上的曲线。但要注意，极光一般分布于公里以上的空中，所以不是必须到达正下方才能看到。理想条件下，天空中的视野是公里半径，所以离极光公里远，理论上还能看得到。

在北半球，现在磁极点的位置在美国阿拉斯加地区以北，北纬86.3度，西经.0度的北冰洋之上，所以就相同的地理纬度来说，加拿大和美国等地的磁纬度要比我国的磁纬度更高一些。如纽约和北京大致都在北纬40度，但从磁纬度上看，纽约为50度左右，北京只有30多度，两者相差在10度以上。所以在较强磁暴发生时，美国本土北部地区会有观测到极光的报告，然而磁纬度较低的中国，近代期间观测到极光的报告却非常少。近十几年来，我只听闻北京天文馆馆长朱进有过比较确实的观测到极光的经历。

虽然肉眼不可见，但用相机在中国新疆拍摄到了极光照片

3月17日晚10点，在新疆的北京天文馆馆长朱进，接到同事苏晨发来的监测到地磁飙高可能会有极光发生的消息后，做好了充足的拍摄准备，最终幸运地记录下了这一罕见天象。照片是用全画幅相机加上8毫米鱼眼镜头拍摄的，看上去蓝色极光出现的最高位置几乎可以到摄影者所在地点（北纬46度左右）的头顶了。摄影／朱进

至于为什么在中国古代却屡有极光发生的记录，这很可能和磁极点的另一个特性有关——磁极点不是固定的而是在不断漂移中。

年时，北半球磁极点在北纬81度，西经.6度，大致位置是在加拿大伊丽莎白女王群岛以北；年时，磁极点的位置为北纬78.1度，西经.7度，落在伊丽莎白女王群岛之上；年时，磁极点则在北纬70.5度，西经96.2度，是在加拿大的布西亚半岛上……我们可以看到一百多年来，磁极点的位置变动很大。而在此前的千百年间，在中国古代，很可能由于磁极点的漂移，中国存在着磁纬度比较高，比较容易看到极光的时期。

总之，对于现在的中国人来说，想要在中国本土等到极光降临难度确实太大，中国最北的地方漠河，它的磁纬度也只有40多度。真的想要追寻极光，还是需要远赴万里之外，去往磁纬度更高，更接近极光卵的地方才行。大致上说，北半球极光卵一般会出现在磁纬度为65—75度之间的地方，比如北欧的拉普兰地区、冰岛、格陵兰岛、美国阿拉斯加以及俄罗斯的北部地区。

本文选编于《中国国家地理》年06月刊

撰文/李斌?摄影/贾昊?等

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