一场罕见的极光焰火盛会

发布时间：2020-07-13 11:21:16 阅读：次来源：美工刀厂家

“在岑寂的冰原上空闪动着摄人魂魄的迷人色彩，鬼魅般地飘忽无定，艳绝尘寰。”这段话描述的是释放出迷人魅力的极光。对于极光，它来无影去无踪，许多人心向往之，而能亲眼目睹这种壮观天象的却屈指可数。

3月17日晚，受强烈的太阳风暴影响，新疆克拉玛依“惊鸿一瞥”现极光，当时正在新疆的北京天文馆馆长朱进捕捉到了此次极光星迹图，幸运地记录下这一罕见天象。&ldq南宁治疗白癜风专科医院uo;若不是此次的太阳风暴足够强烈，极光可见范围扩大，处在中低磁纬度的新疆地区是不可能观测到极光的。”朱进说。

一场罕见的极光“焰火盛会”，引领我们一步步揭开这瑰丽现象的神秘面纱。

太阳风暴“击中”地球，制造绚丽极光

3月17日至18日“击中”地球的这场太阳风暴，造成南北半球多地出现极光。

“这是过去一年半中最强烈的太阳风暴，持续时间超过24小时。”长期关注极光等天文现象的河北师范大学物理学院空间科学与天文学系教授李冀介绍，虽然目前天文和物理学界对极光的产生有了共识，那就是与太阳风暴和地磁场密切相关，但在人类发射卫星火箭进入太空观测之前，极光的成因一直众说纷纭。

曾有人认为，极光是天际映射出来的光芒；也有人认为，它是极圈的冰雪在白天吸收储存阳光之后，夜晚释放出来的一种能量。

高空中的极光，如同风一样，轻盈地飘荡着，忽暗忽明，闪烁着异常灿烂的光辉。事实上，极光的确和“风”有关，不过并不是空气流动的风，而是“太阳风”。

李冀介绍，从本质上来说，极光是原子与分子在地球大气层最上层(距离地面100公里—200公里处的高空)运作激发的光学现象，“太阳风”、地磁场和大气是极光形成的三大要素。

据了解，“太阳风”是太阳对宇宙不断放射出的强大带电粒子流，由电子与质子组成。作为一种能量，这些微粒马力十足地以每秒400公里的速度奔向地球。而地球磁场则保护地球不被“太阳风”中的带电粒子直接冲击。

“当带电粒子进入地磁场的作用范围时，就会引发全球性的强烈地磁场扰动，产生地磁暴。”李冀解释，受地球磁场的影响，带电粒子便沿着地球磁力线高速进入到南北磁极沉降，与附近高层大气中的氧原子、氮分子等相互碰撞，产生“电磁风暴”和“可见光”现象，成就众所瞩目的“极光”。

记者在朱进的微博上看到了多张他在3月17日用手机拍摄的极光照片，呈现出淡淡的红色，与我们日常所熟悉的以绿色调为主的北极光、南极光并不完全相同。而极光其实可以发出红、蓝、绿、紫等多种颜色的光芒。

“极光的发光原理跟霓虹灯管有些相似，当带电粒子闯入地球大气层时，会在不同高度撞到不同的气体分子，激发产生不同颜色。”李冀介绍，通常来说，在200千米以上的高空，带电粒子会撞到氧原子，激发出红光。而在100千米—200千米高空，氧原子会受激发产生黄绿色光，这也是我们在极光照片上常见的颜色。而电离状态的氮则会发出蓝光，中性的氮受到撞击时发出的则是紫红色光。

地磁纬度、地磁强度和天气，是捕捉极光必备三大条件

“3月17日，我的同事苏晨观测到地磁飙高，并大胆预测在新疆高纬度地区将会出现极光。”朱进当时正在新疆阿勒泰准备拍摄3月20日的日偏食，接到这一消息后，他立即赶到了适合的极光拍摄地点新疆克拉玛依乌尔禾区，幸运地记录下这一罕见天象。

此次地磁强度被美国空间天气预报中心评估为G4（强烈）级别，仅次于最高级别G5（极强）。由于地磁指数较高，极光爆发强烈，因此覆盖面积也大。北半球的俄罗斯、英国、荷兰、波兰，甚至法国都出现了北极光现象，而白癜风治疗方法南半球的澳大利亚和新西兰则出现南极光奇观。

灵动炫美的极光被多个科学组织列为世界自然奇迹之首，每一个亲眼看过极光的人都终生难忘。

“要观测极光需要满足三个条件：处在足够高的地磁纬度、足够强的地磁活动和天气足够晴朗。”李冀解释，地球的磁极和地理的南北极并不重合。目前，位于地球北半球的磁极处在加拿大北部，位于南半球的磁极也并不在南极点上。因此在选择观赏极光的地区时，我们考虑的应该是磁纬，而不是一般意义上说的地理纬度，但毫无疑问，前往纬度较高的地方可以有效提高看到极光的概率。

据了解，来自太阳的带电粒子受地磁影响在南北磁极地区沉降形成极光，尤其是在南北磁纬度67度附近的两个环状带区域内表现明显，这两个区域分别称作南极光区和北极光区。

“新疆克拉玛依乌尔禾区位于新疆西北部，地理位置是北纬46度、东经85度，磁纬约为35度—40度。这一中低磁纬区能拍摄到极光，主要‘归功’于由太阳风暴引发的地磁暴足够强。”李冀说。

但出现在新疆的这次极光由于强度较弱，并不能肉眼可见。朱进利用专业的拍摄工具，采用长时间曝光的方式，拍摄了近6个小时，才捕捉到了极光。

极光虽美，也要防范太阳风暴过量

对于磁纬较低的地区来说，极光是难得一见的，有机会观测到极光就已经很新鲜了。

既然极光与太阳风暴和地磁强度密切相关，那人类可不可以提前预测？

“尽管极光并不会‘定期来访’，但这并不意味着极光完全无法预报。一般太阳风暴会首先被卫星探测到，而带电粒子一般需要一两天的时间才能到达地球。”李冀解释，现有的科学水平可以让我们知道在未来一段时间内是否会发生地磁暴。3月这场太阳风暴就提前由美国空间天气预报中心预测，将于3月17日“光临”地球，并持续24小时至36小时，但地磁暴到达某一级别的精确时间仍是预报难题。

虽然太阳风暴带来了美丽的极光，但大规模的极光也预示着太阳活动的频繁，极可能给人类带来麻烦。

李冀介绍，太阳活动有一个周期，是太阳磁场活动的规律性现象。在太阳活跃期，大量带电粒子从太阳喷射到地球，可能导致地球电离层环境受到干扰，对太空中运行的部分卫星及地球上的某些电网及高频无线电广播造成影响。

美国空间天气预报中心主任托马斯·伯杰介绍，上一次G4级别的地磁暴发生在2013年下半年，而最近一次G5级地磁暴约在10年前扫过地球。此次太阳风暴源自3月15日发生的两次太阳喷发活动。电脑模拟显示，这两次太阳喷发后来合二为一，结果形成了比预期大得多的太阳风暴，并提前14小时到15小时抵达地球。但此次太阳风暴没有直接对准地球，仅从一侧擦过。

李冀表示，之所以今年太阳活跃期的风暴会引起科学家的高度关注，是因为目前运行在轨道上的人造卫星应用技术还没经过太阳风暴高度活跃期的考验。

“太阳风暴最直接的影响是导致导航信号出现严重问题，造成全球定位系统（GPS）失灵。”李冀说，截至目前还没有这次G4级别的地磁暴带来损失的报告，科学家们正在通过设置全球联网的监测站对太阳风暴进行观测，以研究在太阳活跃期所发生的现象。

“除了这些不利影响外，强烈的太阳风暴会扩大极光区域的可见范围，2015年说不定是个观测极光的好年份。”李冀说。（记者谷晓哲）