極光的「前世今生」，帶你了解最美極光

什麼是北極光？何時何地可以看到呢？多久可以看到一次北極光？

北極光生動地展示了地球磁場與太陽帶電粒子的相互作用。它非常美麗，值得慕名而來的人們在北緯（或南緯）高緯度地區度過寒冷的夜晚。

那麼，究竟什麼是極光呢？

極光是屬於一種天文現象，是偶爾在夜空中可見的彩色光。我們看到的極光可能會持續驚人的三小時，也可能是令人失望的三分鐘。它們可能是綠色的，紫色的，紅色的和金色的，或者僅僅是松樹的陰影。北極光沒有規律可循，他們來去隨心。

挪威的極光 圖片來源：斯騰格·伊格·裡蘭

如此美麗的極光，似乎是受到了神的祝福。能夠在地球上看到這樣的景色，真的是不可多得的經歷。當極光出現時，夜空都似乎變得活躍起來，就像在和你交流一樣。

北極光的成因

我們從地面看到的北極光是由太陽帶電粒子以極高的速度進入地球上層大氣造成的。極光以地球磁極為中心，在其周圍大致呈圓形的區域可見。由於磁極和地極不一樣，有時北極光在比預期更南的地方可見，也有時會在更北的地方可見。

地球產生的不可見磁場線的示意圖，以二極磁場表示。圖片來源：美國宇航局

極光起源於太陽表面的太陽活動噴出的氣體雲。科學家稱之為日冕物質拋射（CME）。如果其中一個物質到達地球，需要2到3天的時間，之後會與地球磁場發生碰撞。這個磁場是看不見的，如果你能看到它的形狀，那麼地球看起來就像一顆有著長長的磁場「尾巴」的彗星，在地球後面沿著太陽相反的方向延伸了一百萬英裡。

地球磁層和極光的圖解

當日冕物質拋射與磁場碰撞時，磁場尾部區域會發生複雜的變化。這些變化會產生帶電粒子的電流，然後沿著磁力線流向兩極區域。這些粒子在地球上層大氣中的能量增加，當它們與氧和氮原子碰撞時，就會產生耀眼的極光。

2018年挪威的北極光 圖片來源：託拜厄斯·喬克裡

極光是美麗的，但同時發生的不可見的粒子流和磁力會破壞我們的電網和太空衛星。這就是為什麼科學家如此熱衷於了解極光和太陽風暴的物理原理，這樣我們就可以預測我們的技術何時會受到影響。

觀賞北極光的最佳地點

在北半球，極光區分布在西伯利亞北部海岸、斯堪地那維亞半島、冰島、格陵蘭島南端、加拿大北部和阿拉斯加。極光在該區域的南部可見，但你離極光區越遠，極光出現的可能性就越小。

極光區示意模型

南半球的極光區主要位於南極洲或南大洋上空。要想看到南極光，你必須去塔斯馬尼亞島，偶爾在阿根廷南部或福克蘭群島也能看到，但那是很罕見的。

觀賞北極光的最佳時間

為了看到極光，你需要靠近或在橢圓形的極光圈的內部。北極光與其他天氣模式相似，因為它們都可以被預測，並且需要特定的條件才能發生。這種情況在黑夜、黎明和黃昏之間的任何時候都可能發生，在夏季最不常見。它們全年都有可能出現，但在9月到4月之間最容易看到。

格陵蘭島的北極光 圖片來源：格陵蘭島的旅客

北極光的拍攝

單反就可以拍攝北極光，ISO在3200左右最合適。建議你準備一些存儲卡，這樣你就可以隨意拍攝，而不必擔心空間不夠。

對極光的拍攝重要的是快門，光圈f/2.8是最小值，光圈f/1.4是平均值。廣角變焦是完美的，魚眼鏡頭也非常合適。

在不接觸相機的情況下進行多次曝光時，遙控器也很有用。這不僅保證了在慢快門速度下拍攝的清晰度，也讓你可以自由地觀看在天空中展開的壯觀景象。

你需要保持你的相機超級穩定，以避免長時間曝光下不必要的運動模糊，所以你的相機需要一個堅固的三腳架和一個平坦穩定的地面。

將你的相機鏡頭設置為最寬光圈，感光度設置為800左右。在手動模式下，將快門速度設置為5秒。

為了避免拍出令人失望的照片，請確保在拍攝前你的鏡頭正確聚焦。將其設置為無窮大，試拍一次，然後將液晶顯示屏上的圖像放大，檢查星星的清晰度。為避免意外移動，用膠帶把焦點圈固定好，也不失為一個好方法。

反覆檢查你的圖像的清晰度。圖像很容易失焦，曝光也都會被破壞。

根據你相機的性能，為了圖像降噪，我建議靈敏度從800開始，並把鏡頭開大。在光圈優先模式下測試拍攝，然後在液晶顯示屏上查看圖像。幾乎看不見極光的暗圖像是曝光不足，所以你需要+1或+2停止曝光補償。一旦你有了基本的曝光設置，你就可以通過添加一些前景對象來讓照片更有趣。月光下的夜晚可以提供足夠的光線，或者你可以用手電筒的光「描繪」你的主題。

導致北極光不同顏色的原因

當電離層中的不同離子被太陽風激發時，它們會產生不同的顏色。

北極光中最常見的顏色是綠色。當太陽風同時激發地球大氣中的數百萬個氧原子時，它會短暫地激發氧原子。然後它們會回到原來的狀態，發出我們從地面上可以看到的綠色。

我們有時看到的紅光也是由氧原子引起的。這些粒子在大氣中較高的位置，受到較低能量的紅光發射。紅色總是存在的，但是我們的眼睛對紅光的敏感度是對綠光的五倍，所以我們不能總是看到它。

在極少數情況下，太陽風的強度足以激發氮離子。這些氮離子發出紫色。這是一種非常罕見的顏色，通常只發生在特別活躍的情況下。

神話中的北極光

許多民族都有關於極光的傳說。在羅馬神話中，奧羅拉是黎明女神。在中世紀，極光的出現被視為戰爭或饑荒的預兆。

蘇格蘭人、愛爾蘭人、英格蘭人和法國人都認為極光是衝突來臨的預兆，而斯堪地那維亞人則把它與多多捕魚、無痛分娩和溫暖聯繫在一起。

有趣的是，古斯堪地那維亞語和冰島語文獻中很少提到極光。維京人認為這種現象可能是圍繞著世界邊緣的來自北方冰層的火焰，或者是太陽在地球另一邊運行時的反射。在中世紀，這三種觀點都被認為是合理的、非超自然的解釋。

紐西蘭的毛利人與歐洲北部和北美的許多人都有一個共同的信念，那就是極光是火把或營火的折射。

作者：Tim Trott

FY：董美慧

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