又雙叒叕被極光刷屏了？丨Trochilus有話說

如果沒有意外的話，相信在過去幾天的社交媒體上，你一定被高頻率的極光美照刷了屏。

2024年10月11日攝于澳大利亞維多利亞州

逐星喵的老朋友@HPP

在一場盛大的日冕物質拋射之后，藍星上高磁緯的地區(qū)毫不意外的迎來了極光的爆發(fā)。這件事情想必大家伙肯定已經不陌生了，畢竟這種事情在今年已經不是第一次發(fā)生，連Trochilus的小伙伴們暑假在新疆觀星時都一不小心就與極光來了一張意料之外的合影。

2024年8月5日攝于新疆安集海大峽谷

那么或許此時你就不禁產生了疑問：

極光一定和太陽有關系嗎？

關于這個問題，Trochilus可以給出你一個毫不猶豫的答案：那必須的！

嚴格意義上，如果地球磁層中等離子體受到太陽風擾動并沉降到地球高層大氣后，對高層大氣中的成分進行電離和激發(fā)，就會導致大氣中出現了不同顏色和復雜程度的光，而這些光就是極光。

從這句話中進行提煉，我們可以很輕松就得到一個結論，那就是說極光，是太陽風擾動地球磁層的結果。這意味著，極光的產生一定和太陽有著強烈的聯(lián)系。事實上就是這個樣子的，在剛進入第25個太陽周期的頭幾年，也就是2019至2021年，太陽活動不強烈，極光也很少在大家的視野中出現。隨著太陽活動進入到第25太陽周期的活躍期，地磁暴和極光隨即在社交媒體中出現的頻率急劇上升。

數據來源：國家空間天氣監(jiān)測預警中心

根據國家空間天氣監(jiān)測預警中心的數據資料統(tǒng)計，我們可以看到，這幾年來地磁暴次數是在逐年快速上升的，從2021年的45次上升到2023年的131次。今年過去9個多月里，發(fā)生的磁暴次數也接近去年全年的水平。

2024年10月11日攝于加拿大多倫多

逐星喵的老朋友@Arrokoth

從2023年開始，太陽活動開始變得劇烈，全年中有18次地磁暴達到kp7的磁暴等級，4次達到kp8的等級。也正是在這一年，國內開始出現紅色極光甚至綠色極光的拍攝記錄。今年過去9個月又11天的情況下，kp7及以上的地磁暴更是達到了29次之多，其中包括剛剛過去這一次在內發(fā)生了7次kp9級別的地磁暴。

2024年10月11日攝于加拿大多倫多

逐星喵的老朋友@Arrokoth

在天文學界，目前普遍認為太陽將在2025年7月前后達到第25太陽活動周期的峰值，可想而知，隨著太陽活動進入本周期極盛，太陽對地球磁層的擾動情況也將達到峰值，因此在即將到來的2024年的冬季，我們可能還將迎來更多次更加強烈的地磁暴與極光。

第25太陽活動周期太陽黑子數預測和實際情況圖

好了，相信此時屏幕前的你肯定明白了極光和太陽的關系。但是知道了還有更多的極光可能正在路上的你，是不是在這個時候又產生新的問題？那就是我們需要在什么地方看極光呢？

我們已經講過，當太陽強烈活動的時候，強烈的太陽風就會將大量的能量注入到地球的磁層當中，而這些高速的高能帶電粒子流會順著磁場方向沉降到地球兩極的附近的地區(qū)上空。

地球磁場示意圖

那我們是越靠近極區(qū)越適合觀測極光嗎？

不是哦！

一般來說，極光出現在以地磁極為中心南北磁緯67°附近的環(huán)帶狀區(qū)域之中，由于這個區(qū)域會呈現出頭寬大尾細長的卵形，我們一般也稱這個區(qū)域為極光卵。在極光卵包圍的內部被稱為極蓋區(qū)的地方，反而很少出現極光，另外在磁緯低于45°的低磁緯地區(qū)，也是很難出現極光的。

極光卵（auroral oval）

同時地球的磁極和地理極并不在同一個地方，這也就導致了磁緯和我們常用的地理緯度并不重合，在歐洲地區(qū)，極光卵基本覆蓋在北極圈以內，像被譽為北極光之都的挪威北部最大的城市——特羅姆瑟，就深入到了北極圈之中；但是在北美洲，像安克雷奇、丘吉爾城這些在北極圈以南的城市，同樣非常適合觀賞極光，一年中有200天以上可以觀測到極光出現。

地球磁緯

那么知道了極光該去哪里看以后，你是不是又產生新的問題？那就是明明我們在國內就能看到的極光，為什么Trochilus你卻說要去極光卵這里去觀察極光呢？

這個問題又要回到極光本身了，一般來說，人眼觀察到的極光主要是分為紅綠兩種，其中紅色的極光最高，一般出現在200km以上的高層大氣之中，這是由于氧原子激發(fā)態(tài)所輻射出波長為630nm的紅光導致的。隨著高度的降低，大氣中氧原子的密度顯著提升，此時極光中主要是由激發(fā)態(tài)氧原子提供的557.7nm綠光。不過由于氧原子的濃度在100km高度及以下會迅速降低，因此綠色極光通常不會低于100km。除了氧原子以外，氮分子同樣在極光中會扮演一些不同尋常的角色，那就是在90km左右高空中釋放出428nm的藍光。不過只要當太陽活動特別強烈的時候，紅色和藍色的極光才會被觀察到，一般情況下，綠色的極光才是極光中的主流。

紅綠兩色極光，2024年10月10日攝于英國愛丁堡

逐星喵的老朋友@流年

考慮到我們國家全境的磁緯，一般來說，哪怕是在kp9級別的特大磁暴活動時，極光卵的南界仍然分布在我國以北的地方，我們一般只能看到出現在最高處由氧原子激發(fā)出的630nm紅色擴散極光。想要看到舞動的分立極光或是其他顏色的極光，我們確實還要再往北走走才行~

極光卵邊界

問題來了，到底走到哪才更有可能觀察到如同畫布一般，被五彩斑斕的光線裝點得如夢如幻的夜空呢？如果你對這一波太陽活動高峰帶來的極光爆發(fā)心馳神往，但又不想從零開始準備攻略，不妨來看看逐星為大家準備的版本答案——2025年的寒假，逐星將深入到北極圈內的極光之都特羅姆瑟，快來跟我們一起去看極光吧~