黑龍江漠河天上掛出一片紅綠交織的光帶。有人驚呼老天爺顯靈,有人轉發說這是大災前兆,還有人翻出三千年前的史書說古人早就記下來過。
極光這玩意兒,到底是吉是兇?為什么大多是綠色,有沒有其他顏色?
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讓我感到挺意外的是,極光這事兒壓根不是洋人先看見的。咱們老祖宗觀測極光,比西方早了差不多三千年。
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我翻了一下資料,公元元年之前中國正史和地方志里的極光記錄加起來超過120條。從西周一直記到唐代,凡是大地磁暴,史官基本一次沒漏。顏色、形狀、持續多久,記得相當細致。可惜古人不知道太陽風是啥,也搞不懂磁場,只能往神鬼吉兇上靠。
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到了1619年,意大利人伽利略給極光起了個名字叫Aurora Borealis,意思是北極的黎明。名字聽著挺浪漫,可他自己也說不清這光到底咋來的。一直拖到1900年前后,挪威科學家柏克蘭在實驗室里用磁場把帶電粒子打偏,才算從物理上把極光成因弄明白。
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還有一件事我覺得挺有意思——極光到底有沒有聲音?北極那一帶的觀測站,三百多個長期蹲點的工作人員都說聽見過嘶嘶聲、噼里啪啦的動靜。
可主流科學家一直堅持,極光在一百公里以上的高空,聲音根本傳不到地面。2016年芬蘭那邊搞了個研究,說真捕捉到了極光發出的聲音。現在學界兩派吵得不可開交,一派認為低空電離層靜電放電產生了次聲波,另一派咬定是大氣塵埃靜電摩擦發聲。NASA也在持續更新這方面的電離層觀測數據。我個人覺得,這事到現在沒個準信兒,你不能說聽見的人都是耳朵出毛病,也不能說科學已經解釋透了——它就是一個觀測到了、但原理還沒完全破譯的中間狀態。
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顏色這事兒先聊聊。絕大多數人腦子里的極光,就是一條綠油油的光帶。這話不算錯,綠色確實最常見,但說極光只有綠色那就外行了。
道理其實不復雜。氧原子在不同高度被太陽風粒子撞擊,會蹦出不同顏色的光。300到400公里高的氧原子發紅光,100到200公里的發綠光。再往下到100公里以下,氮分子就發藍紫色。一場強地磁暴能把這三層大氣全點亮,紅綠藍紫一起上,那才叫真正的五彩極光。
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2024年5月10日那一夜,NOAA空間天氣預報中心監測到G5級超大地磁暴,這是2003年以來地球碰上的最強一次。咱們國家空間天氣監測預警中心11日上午9點直接發了紅色預警,Kp指數9滿格。
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黑龍江、新疆、甘肅、內蒙古全境冒出極光,連北京懷柔山區都肉眼可見。新疆阿勒泰的攝影師說,整個北方天空一片通紅。墨西哥那個沙漠城市墨西卡利,夜空都被粉色和紫色照亮了。歐洲從德國、瑞士一路到西班牙都看得見,南半球的澳大利亞、新西蘭也拍到了南極光。
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再說位置。極光只在北極?南極那邊對應著南極光,倆是同步發生的。地磁暴每往上升兩級,極光能看到的最低緯度就往南推大約8度。2024年那場G5級磁暴,極光直接干到美國佛羅里達和墨西哥北部去了。
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還有一個迷思——空間天氣預報說今晚極光強,是不是閉著眼也能拍到?想得太美了。預報告訴你的只是太陽粒子有多猛。地面這邊還有四道關要過:云層厚不厚、城市光污染重不重、月亮亮不亮、行星際磁場方向對不對。
任何一項不配合,預報再準你也只能干瞪眼。2026年1月漠河那次能看成,是趕上了天氣晴朗加蛾眉月的好時候,月光干擾特別小。我認識的一些追光老手,從來不看單一指標,極光指數、氣象云圖、光污染地圖、月相日歷,四樣數據一起對照著來。
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不少人把極光跟下雨打雷歸到一類去了,這個誤會傳得最廣,也最不靠譜。
地面天氣全發生在30公里以下的對流層。極光呢?人家在100公里以上的熱層和電離層活動。一個在咱們頭頂不遠,一個在大氣層最外圈,根本不在一個頻道上。
那極光的能量從哪兒來?答案是1.5億公里外的太陽。
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現在這條鏈子科學家拆得明明白白:太陽耀斑炸了,日冕物質往外拋,太陽風帶著大堆帶電粒子沖向地球,地球磁場把粒子兜住,沿著磁力線往兩極漏,最后跟高層大氣原子撞上發出光。這一整套流程,跟咱們頭頂的風云雨雪一點關系都沒有。
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20世紀60年代范艾倫輻射帶理論搞清楚之后,學界就把極光歸到空間天氣這個類別里去了。可老百姓還是分不清,每次有大地磁暴的新聞,評論區總有人留言說降溫下雪才會出極光。國家空間天氣監測預警中心年年科普,還是有人弄混。
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話說回來,空間天氣和地面天氣雖然機制各管各的,可強地磁暴能把電離層攪得天翻地覆,航空通信、地面電網都跟著遭殃。這也是為啥國家空間天氣監測預警中心要24小時盯著、隨時發預警——這玩意兒直接關系到通信、導航、衛星這些國之重器的安全。
1979年3月,旅行者1號探測器從木星身邊飛過,在木星背面拍到了一道長達3萬公里的巨型光帶。這是人類第一次在地球之外看見極光。
打那以后,太陽系里的極光一個接一個被發現。2023年12月25日,韋伯太空望遠鏡拍到木星兩極那種永不熄滅的極光。木星磁場強度是地球的好幾萬倍,極光亮度比地球強一百多倍,還多出一種地球沒有的X射線極光。卡西尼探測器2005年在土星上拍到環狀極光。
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火星呢?火星沒有全球性的磁場,只剩下零星的局部磁場殘骸,所以極光稀稀拉拉、特別微弱。MAVEN探測器在火星上一共發現了三種極光,分別叫離散極光、彌漫極光和蛇形極光。
我研究下來,極光要出現,說到底就兩個條件——行星得有磁場,得有大氣層。太陽系里滿足這倆條件的星球不少,但每家磁場強度不一樣,大氣成分也千差萬別,所以極光的樣子、亮度、光譜都各有各的特色。
讓我特別意外的一點——太陽風不是帶電粒子的唯一來源。木衛一表面密密麻麻全是活火山,不停地往太空噴物質,這些粒子被木星磁場一兜,照樣能搞出極光來。這個發現把過去太陽風一統天下的老理論給修正了。
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極光這東西,古人當神諭看,現代人當風景拍。兩種態度都各有各的道理。我覺得吧,古人記錄得是真細致,可惜歸因偏了;現代科學把物理機制講清楚了,可極光到底有沒有聲音,到今天還說不明白。
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最后想問問各位老鐵:您這輩子有沒有親眼見過極光?是在國內看的還是在國外?還有那個老話題——您覺得極光到底有沒有聲音?
參考資料:《竹書紀年》極光記載考證,科普中國NOAA空間天氣預報中心2024年5月G5地磁暴觀測報告,NOAA/SWPC國家空間天氣監測預警中心2024年5月地磁暴紅色預警,中國氣象局黑龍江省氣象局2026年1月X1.9級耀斑漠河極光監測記錄,黑龍江省氣象局NASA韋伯望遠鏡海王星極光觀測(2025年3月),NASA/STScIESA韋伯望遠鏡天王星極光觀測(2026年2月),ESA/Webb
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