地理纵横

五彩缤纷的极光是地球上人们能看到的最美丽、最不可思议的自然现象。在4月23至24日大地磁暴期间，我国新疆克拉玛依和黑龙江漠河等地都看到了罕见的极光。那么，极光是如何产生的？哪里常常能看到极光？新疆看极光为啥令人兴奋？

4月24日克拉玛依看到的极光（源自微博@Jeff的星空之旅）

什么是极光？

“极光”，这一名称来自古罗马神话中的女神“奥罗拉”（Aurora），代表旭日东升前的黎明。她的光芒仅次于她的“哥哥”太阳神和“姐姐”月亮女神！

在地球南北高纬度附近地区的夜晚，偶尔可以看到几条光带横跨天空，把黑暗的夜空照得一片光亮，显出灿烂美丽的光辉。它忽暗忽明，发出红、蓝、紫、绿等各种颜色的光芒，这种壮丽动人的景象就是极光。极光绚丽多姿，五彩缤纷，形状不一，景象壮观，是唯一一种可以用肉眼观测到的日地空间物理现象。

极光是如何产生的？

这要从这些光能的来源——太阳说起。来自太阳并充满太阳系空间的带电粒子背向太阳高速向外流动，形成了太阳风。太阳风以大约每秒几百千米的速度扫向地球，带电粒子在地球附近上空环绕地球流动，并不断撞击地球磁场。在太阳风的吹动下，地球磁场已经变成某种“流线型”。朝向太阳一面的磁力线被大大压缩，相反方向拉出一条长长的、形似彗尾的地球磁尾。由于与行星际磁场的耦合作用，变形的地球磁场的两极外各形成一个磁场强度很弱的形如漏斗的区域。

带电粒子涌入两极漏斗区

当爆发地磁暴伴随磁亚暴时，磁尾带电粒子被加速，沿磁力线运动，如流水般顺着漏斗边缘涌入“漏斗区”，撞击高层大气分子和原子，使后者被激发——退激而发光。

极光产生原理

哪里是看极光的好地方？

从极光的产生原理可以看出，看极光的好地方在南北高纬度的漏斗区域，大约在南北地磁纬度60°~70°附近的两个卵状区域内（叫极光卵），就是北极光区和南极光区，范围比较狭窄；地磁纬度45°~60°之间的区域称为弱极光区；地磁纬度低于45°的区域称为微极光区。

平时在极光区内，只要是晴朗无云的夜里，一旦磁场有所扰动，就可能看到极光。不过，形态颜色都比较单一，以绿色为主，持续时间不长，亮度一般。

平时极光卵（模拟）

而在太阳风暴期间，会有更多、更强的带电粒子涌入到地球南北极上空，极光卵的范围迅速扩大，向地球低纬度方向伸展。在弱极光区和微极光区的很多地方，也能看到极光。并且，带电粒子能量越强、越多，会跟更多的大气成分如氮、氧、氖、氦等分子或原子撞击，产生形态多样、颜色不同的极光。

太阳风暴时极光卵（模拟）

想看极光吗？

如果有条件出国旅行的话，美国阿拉斯加、加拿大北部、北欧等地的磁纬度较高，这些地方常常能看到极光，是比较理想的极光欣赏目的地。

如果在国内寻找，则目的地较少。由于地球磁场分布的缘故，我国整体上地磁纬度较低，最北的漠河地磁纬度约42°，而克拉玛依纬度更低，因此，即使发生地磁暴，若强度不够，我国也看不到极光。

国内想看极光，则必须等待发生比较大的地磁暴的时候，就如4月23至24日发生的第25太阳活动周最强地磁暴。这时极光带向低纬度区域扩展，我国的北方才能有幸看到极光，就像新疆克拉玛依和黑龙江漠河的网友一样。

4月24日克拉玛依看到的极光（源自微博@Jeff的星空之旅）

4月24日漠河看到的极光（源自微博@Jeff的星空之旅）

那么，如何等到大地磁暴？一般来讲，地磁暴主要由太阳上的日冕物质抛射和冕洞高速流引起。而大地磁暴则主要源自日冕物质抛射。当太阳发生日冕物质抛射后，到达地球并引起大地磁暴通常需要1~3天。这1~3天就是打算看极光的准备时间。

中科院国家空间科学中心空间环境预报中心负责监测太阳爆发并预报地磁暴等事件。在预报中心网站www.sepc.ac.cn，微信公众号“空间环境预报”，可以查看未来3天的地磁暴预报。

如果查到未来3天要发生大地磁暴，就来一场说走就走的极光之旅吧！

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