1月24日,瑞典、芬蘭、挪威、冰島等地的夜空被絢麗的綠光照亮,這是一天前太陽大規模爆發時噴出的帶電粒子正面襲擊地球而產生的極光現象。2012年,隨著太陽活動漸入佳境,舞動的極光會越來越頻繁地出現在中高緯度地區,你準備好去親眼看看這美麗的極光了嗎?
太陽大規模爆發時,這一天在世界各地拍下的極光照片。上圖拍攝地點分別為挪威Kvaløya,芬蘭Muonio和瑞典Abisko國家公園 圖/spaceweather.com
來自太陽或地球磁層的高能帶電粒子在地球磁場的引導下,從地球南北兩極的高緯度地區闖入高層大氣,導致大氣中的分子或原子受到激發而電離發光,明亮時宛如光幕在夜空中舞動,蔚為壯觀——這樣的現象就被稱為極光。
那麼,如何才能夠看到極光呢?簡單來說就三條:1、必須處在一個較高的磁緯;2、地磁活動足夠強;3、天氣足夠晴朗。
極光的形成與地球磁場關係更大,因此在選擇觀賞極光的地區時,我們考慮的應該是磁緯,而不是一般意義上說的地理緯度。
地球的磁極和地理的南北極並不重合。目前,位於地球北半球的南磁極處在加拿大北部,位於南半球的北磁極也並不在南極點上。由此造成的結果就是,極光圈並不是以地理極點為圓心的同心圓,而是「歪著的」。對於相同的地理緯度來說,加拿大和美國等地的磁緯要比我們亞洲地區的磁緯更高一些。
毫無疑問,前往磁緯較高的地方可以有效提高看到極光的概率。就我國而言,當然是越靠北越容易看到極光。漠河確實是最容易看到極光的地區。
我國部分城市和地區的磁緯
然而,磁緯並不是越高越好的。和大部分人直覺相反,磁極附近反而看不到極光,這是因為極光總是在一定磁緯(大約67度)以下才會比較明顯;磁緯67度以上地區雖然也有極光,但亮度較低,也就不易被肉眼覺察到。
可以說,磁緯60-65度的地方,極光最為常見。這樣的地方包括:阿拉斯加中北部以及鄰近的加拿大本土北部、格陵蘭島南部、冰島以及俄羅斯北冰洋沿岸地區。
歐洲、北美洲和南半球高磁緯地區幾座主要城市的磁緯
對於磁緯較低的地區來說,極光是難得一見的,有機會「看到」極光就已經很新鮮了。而對於磁緯在60-65度之間的地方來說,極光又顯得太平常了,只要天氣晴朗和足夠黑暗,就能夠看到極光。然而,那裡平常出現的極光,並不像我們在照片上看到的那樣變幻多端。真正能夠像光幕一樣在天空中舞動的明亮極光,只有在地磁活動較強時才可能出現。
地磁活動主要與太陽活動有關。目前,太陽活動正逐漸活躍,預計到2013年達到活動峰值,因此可以預計,未來兩年內明亮的極光出現的頻率會比較高,但具體到某年某月,有沒有什麼指標可以定義極光活動的強度呢?確實是有的,K指數和Kp指數就是其中之一。
K指數是單個地磁臺用來描述每日每個3小時內的地磁擾動強度的指數,稱為三小時指數或磁情指數。這是一種定量的分級指數,從0到9共分10級,數字越大表示地磁擾動越強。Kp指數則是地球總體的地磁活動水平,通常是由若干地磁臺的K指數平均值估計出來的。
通常來說,Kp指數越強,代表著極光的可見範圍越大。比如說,與北京同緯度的紐約,只要在Kp指數達到7的時候,就可能看到極光。由於上文介紹的「偏心」效應,北京在Kp指數達到9時也未必能看見極光。
Kp值與歐亞地區的對應關係 圖/noaa.gov
(其他可見極光地區與Kp值的對應關係,請戳 北美地區 、 南北和太平洋東部地區 、 非洲、印度洋及大洋洲地區 )
根據上面的對照表,如果在Kp指數大於7的時候去漠河,是不是就一定能看到極光呢?現有的科學水平可以讓我們知道在未來一段時間內是否會發生地磁暴,但地磁暴到達某一級別的精確時間以及持續時長仍然是預報難題。如果你去到漠河的時候極光活動已經回落,那便不一定能看到極光。總之,「追極光」一定程度上要靠運氣。
當然,大規模的極光活動與日冕物質拋射這種太陽活動是相關的。一般日冕物質拋射會首先被衛星觀察到,而拋射物一般需要一兩天的時間才能到達地球,因此大規模的極光活動是可以預報。(編者註:您可以關注本文作者個人網站上的 極光監測與預報頁面 ,這一頁面綜合了各處的觀測及預報信息。)
此外,到高磁緯地區欣賞極光應該儘量選擇秋冬季節前往。這倒不是因為極光出現頻率的問題,而是因為高磁緯地區夏季的極晝現象會影響對極光的觀察,畢竟大多數極光還沒有明亮到在大白天也能看到的程度。冬季長夜漫漫,會有更多的時間來守候美麗極光的出現。
機會總是留給有準備的人,提前安排行程,時刻關注太陽和地磁活動的預報,一旦時機成熟,抓起行囊出發吧!想在絢麗極光下星空漫步的朋友,心動不如行動喔!