本文授權轉載自微信公眾號：中國國家地理BOOK
▲ 壯麗的極光。圖/NASA
在極光面前，星光已黯然失色
「漆黑的夜晚裡，萬籟俱寂，只剩下腳底「咯吱、咯吱」踩雪的聲音，在零下三、四十攝氏度的室外無法久待，我只能隔一段時間，就從溫暖的小木屋中走出，到不受燈光幹擾的營地外圍，滿懷期待地仰起頭，盼望著，盼望著能夠遇見夜空中的那抹神秘的綠色——極光。」
極光這個詞，對很多人來說有著天生的吸引力，宇宙中強大的力量將天空點燃，如同潑墨般在冬季的夜空中肆意揮灑，這份美景，既神秘，又浪漫。無論是挪威的特羅姆瑟，還是俄羅斯摩爾曼斯克，嚴寒，都擋不住人們前往這些「極光之城」的步伐。
▲ 挪威北部的特羅姆瑟，壯觀的北極光輝映著繁星，在夜空中搖曳。圖/《地球之冠：北極》
然而，在今年疫情嚴峻的形勢下，出國追尋極光已然不是明智之舉，想要在國內就可以欣賞到這絕美的景色，可以實現嗎？中國這個遠離北極的國家，會有「極光之城」嗎？
極光，「致命」的美麗極光震撼著古人，為他們帶來了無窮的想像空間。
挪威和瑞典人把極光看作鯡魚在海洋中遷移遊動時的反光；而芬蘭人則認為極光是「狐狸之火」，它是北極狐奔跑在凍土帶上時，摩擦產生的火花在天際上的映射；對於因紐特人來說，極光是亡魂為新來者指路的火炬。
▲ 北極狐，北極地區的顏值擔當。圖/Wikipedia
但現代人都明白，極光是太陽風與地球大氣共同的傑作。
太陽風是太陽噴到太空中的帶電粒子流，大部分由電子和質子組成。這些看不見的風威力十分驚人，它的最高速度可達到每秒800千米，最遠能夠吹到220億千米的地方，遠遠超出了冥王星的軌道。
▲ 太陽耀斑會引發強烈的太陽風——太陽風暴，圖中左上角的白色區域，為強烈的C-3級耀斑。圖/NASA
對於地球上的生命來說，太陽風是致命的，其中大量高能粒子，不僅會造成通信中斷、導航失靈，損壞太空飛行器上的精密設備，還能穿透在外太空執行任務的太空人的身體，造成生理上的傷害。
還好，我們的地球有磁場作為保護，不過，從地磁極發出的磁場在磁極處形如漏鬥，太陽風所包含的帶電粒子就從這兩個漏鬥處魚貫而入，與大氣中的粒子碰撞並激發它們，產生光芒，這些繽紛的色彩組成了綺麗壯觀的極光景象。
▲ 太陽風吹拂下的地球磁場漏鬥。圖/Wikipedia
大氣中不同的粒子，會被激發出不同的顏色，在200至300千米的高度，氧原子受激發後呈現紅色，下降到100至200千米區域時，氧原子和其它氣體的密度更大，粒子間的頻繁碰撞會抑制紅光的產生，此時的極光是我們最為常見的綠色，或是由紅色和綠色混合而成的粉紅色或黃色。
▲ 國際空間站上拍攝到的極光，可以清晰地看到高空中的紅色極光。視頻/Wikipedia
氮氣分子同樣也會被太陽風激發，它們發出的光芒呈深藍色或紅色。將它們混合在一起就是紫色。
▲ 藍綠色的極光。圖/圖蟲·創意
在100至200千米的空中，受到激發的氮氣分子經常把能量傳遞給這個區域的氧原子，所以發光並不明顯，但當太陽風十分強烈時，帶電粒子可以衝入低空（100千米左右），這裡的氮氣分子非常豐富，才得以大放異彩，這就是為什麼有時我們在綠色的「窗簾」極光下，能看到有一條紫邊的原因。
▲ 這張圖上可以看得到綠色「窗簾」線面的紫色條帶。圖/NASA
在約95千米以下的區域，氣體的密度是如此之大，以至於發光的粒子還沒來得及發光，就把能量通過碰撞的方式傳遞給其它無法發射可見光的粒子了，所以，極光也是有「下限」的。
在中國，也能看到極光麼？想知道中國有沒有極光之城，就要先確定在哪裡能夠看到極光。
太陽風中的帶電粒子因為是從地磁極附近的磁場漏鬥進入大氣，所以極光也只會在這個漏鬥附近產生，這個產生極光的區域，被稱為極光區。在大約在地磁緯度70°～75°的範圍內，是出現極光概率最高的極光區。
▲ 南極的狀況和北極類似，圖中為南半球的極光。圖/NASA
地球的磁極和地理的南北極並不重合，而且每年都在移動。2020年，地磁北極的位置大約在北緯80.65°，西經72.68°，也就是加拿大北部的埃爾斯米爾島這個位置，與地理北極有大約11°的夾角，判斷極光區要根據磁極緯度，而不是地理緯度。
▲ 北極地區的極光。圖/《地球之冠：北極》
根據世界權威的地磁地圖顯示，美國的阿拉斯加、北歐各國（除丹麥）、俄羅斯以及加拿大都的大片領土都在這個最為理想的極光區內，當然，世界著名的「極光之城」們也大多分布在這些國家。比如阿拉斯加的費爾班克斯，一年之中有超過200天都有極光現象。
▲ 極光緯度圖。圖/NOAA
在地磁緯度60°～45°之間的區域稱為弱極光區，北美、北歐主要城市都處在弱極光區，這些地區看到極光的機率也較多。而地磁緯度低於45°的區域稱為微極光區，亞洲大部、歐洲南部都處在微極光區，這些地區看到極光的機率很小。
歷史上，地球的磁軸曾更偏向於我國，因此，歷史上中國古人看到極光的機率大於現代的我們，但現在磁軸轉到了加拿大那邊，所以北美洲的人在更低的緯度上就能看到極光，我們的北部反而就「不夠北」了。
我國的極北點在漠河，地理緯度為52°58′，地磁緯度為47°，這裡擦到了弱極光區的邊緣，在歷史上，極光的確時不時光顧漠河：1981年10月22-23日兩天內，人們就在漠河觀測到了4次極光現象，合計時長達到3小時22分。
▲ 漠河位置示意圖。圖/Monk
一年四季其實都可以觀測到極光，但極光肯定是在日落後、日出前才能看到。冬季的北方黑夜漫長，可觀測的時間也就更長。自有記錄以來，人們還未在6、7月份在漠河遇見過極光，當然，這並不絕對。
另外，能否看到極光和太陽的活動強度有關，在太陽活躍的年份裡，理論上觀測到極光的可能性更大。
▲ 漠河的九曲十八彎秋景。圖/視覺中國
▲ 漠河有個北極村，但這個「北極」，其實是極北（最北面）的意思，而不是真的進了北極圈，圖為北極村的星空。圖/視覺中國
除了少數像漠河這樣的極北城市外，我國的大部分地區的地磁緯度都低於45°，處在微極光區。但東北地區、內蒙古大部、新疆北部處在地磁緯度約35°以北，這些地區也有微小概率可以觀測到極光。1982年6月18日，在遼寧省的建平就觀測到了極光現象。
不過，總體來說，在我們國家看到極光的概率還是很小的，據1956～2010年的統計結果顯示，我國北方各地出現極光共72次，然而這些極光不見得都能被普通人看到——受天氣條件等因素的影響，實際能夠觀測到極光的次數要遠遠少於出現極光的次數。
▲ 既然在中國很難看到極光，那就來幾張外國極光大片吧！圖/圖蟲·創意
鑑於極光在我國北部城市出現次數均十分稀少的現狀，中國還沒有一個城市可以被冠以「極光之城」的稱號，或許只有那些常住北境，或是非常「幸運」的人，才會在仰望星空的時候，隱約地看到天空中突然閃現出的絢爛色彩呢！
最後，回到本文的開頭，編輯張同學要給大家「凡爾賽」一下他拍到的極光照片（手持微單曝光30秒）。
▲ 2010年，拍攝於瑞典基律納的極光。攝影/張雨晨
真實的極光和照片上看到的非常不一樣，它又淡又弱，如果真的在城市的光汙染環境裡，真的很難分辨（你看極光照片下的建築有多亮就明白了）。所以，看極光，不要被「消費主義」的賣家秀騙了，能看到固然興奮，沒看到，也不必覺得這是「一期一會」的人生大事。
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文丨趙文迪
編輯丨張雨晨
封圖來源丨圖蟲·創意
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