bob官方网站在中国,想看个极光有多难?

2020-12-30 09:16:55  bybob国际

本文授权转载自微信公众号:中国国家地理BOOK

▲ 壮丽的极光。图/NASA

在极光面前,星光已黯然失色

“漆黑的夜晚里,万籁俱寂,只剩下脚底“咯吱、咯吱”踩雪的声音,在零下三、四十摄氏度的室外无法久待,我只能隔一段时间,就从温暖的小木屋中走出,到不受灯光干扰的营地外围,满怀期待地仰起头,盼望着,盼望着能够遇见夜空中的那抹神秘的绿色——极光。”

极光这个词,对很多人来说有着天生的吸引力,宇宙中强大的力量将天空点燃,如同泼墨般在冬季的夜空中肆意挥洒,这份美景,既神秘,又浪漫。无论是挪威的特罗姆瑟,还是俄罗斯摩尔曼斯克,严寒,都挡不住人们前往这些“极光之城”的步伐。

▲ 挪威北部的特罗姆瑟,壮观的北极光辉映着繁星,在夜空中摇曳。图/《地球之冠:北极》

然而,在今年疫情严峻的形势下,出国追寻极光已然不是明智之举,想要在国内就可以欣赏到这绝美的景色,可以实现吗?中国这个远离北极的国家,会有“极光之城”吗?

极光,“致命”的美丽

 极光震撼着古人,为他们带来了无穷的想象空间。

挪威和瑞典人把极光看作鲱鱼在海洋中迁移游动时的反光;而芬兰人则认为极光是“狐狸之火”,它是北极狐奔跑在冻土带上时,摩擦产生的火花在天际上的映射;对于因纽特人来说,极光是亡魂为新来者指路的火炬。

▲ 北极狐,北极地区的颜值担当。图/Wikipedia

但现代人都明白,极光是太阳风与地球大气共同的杰作。

太阳风是太阳喷到太空中的带电粒子流,大部分由电子和质子组成。这些看不见的风威力十分惊人,它的最高速度可达到每秒800千米,最远能够吹到220亿千米的地方,远远超出了冥王星的轨道。

▲ 太阳耀斑会引发强烈的太阳风——太阳风暴,图中左上角的白色区域,为强烈的C-3级耀斑。图/NASA

对于地球上的生命来说,太阳风是致命的,其中大量高能粒子,不仅会造成通信中断、导航失灵,损坏航天器上的精密设备,还能穿透在外太空执行任务的宇航员的身体,造成生理上的伤害。

还好,我们的地球有磁场作为保护,不过,从地磁极发出的磁场在磁极处形如漏斗,太阳风所包含的带电粒子就从这两个漏斗处鱼贯而入,与大气中的粒子碰撞并激发它们,产生光芒,这些缤纷的色彩组成了绮丽壮观的极光景象。

▲ 太阳风吹拂下的地球磁场漏斗。图/Wikipedia

大气中不同的粒子,会被激发出不同的颜色,在200至300千米的高度,氧原子受激发后呈现红色,下降到100至200千米区域时,氧原子和其它气体的密度更大,粒子间的频繁碰撞会抑制红光的产生,此时的极光是我们最为常见的绿色,或是由红色和绿色混合而成的粉红色或黄色。

▲ 国际空间站上拍摄到的极光,可以清晰地看到高空中的红色极光。视频/Wikipedia

氮气分子同样也会被太阳风激发,它们发出的光芒呈深蓝色或红色。将它们混合在一起就是紫色。

▲ 蓝绿色的极光。图/图虫·创意

在100至200千米的空中,受到激发的氮气分子经常把能量传递给这个区域的氧原子,所以发光并不明显,但当太阳风十分强烈时,带电粒子可以冲入低空(100千米左右),这里的氮气分子非常丰富,才得以大放异彩,这就是为什么有时我们在绿色的“窗帘”极光下,能看到有一条紫边的原因。

▲ 这张图上可以看得到绿色“窗帘”线面的紫色条带。图/NASA

在约95千米以下的区域,气体的密度是如此之大,以至于发光的粒子还没来得及发光,就把能量通过碰撞的方式传递给其它无法发射可见光的粒子了,所以,极光也是有“下限”的。

在中国,也能看到极光么?

想知道中国有没有极光之城,就要先确定在哪里能够看到极光。

太阳风中的带电粒子因为是从地磁极附近的磁场漏斗进入大气,所以极光也只会在这个漏斗附近产生,这个产生极光的区域,被称为极光区。在大约在地磁纬度70°~75°的范围内,是出现极光概率最高的极光区。

▲ 南极的状况和北极类似,图中为南半球的极光。图/NASA

地球的磁极和地理的南北极并不重合,而且每年都在移动。2020年,地磁北极的位置大约在北纬80.65°,西经72.68°,也就是加拿大北部的埃尔斯米尔岛这个位置,与地理北极有大约11°的夹角,判断极光区要根据磁极纬度,而不是地理纬度。

▲ 北极地区的极光。图/《地球之冠:北极》

根据世界权威的地磁地图显示,美国的阿拉斯加、北欧各国(除丹麦)、俄罗斯以及加拿大都的大片领土都在这个最为理想的极光区内,当然,世界著名的“极光之城”们也大多分布在这些国家。比如阿拉斯加的费尔班克斯,一年之中有超过200天都有极光现象。

▲ 极光纬度图。图/NOAA

在地磁纬度60°~45°之间的区域称为弱极光区,北美、北欧主要城市都处在弱极光区,这些地区看到极光的几率也较多。而地磁纬度低于45°的区域称为微极光区,亚洲大部、欧洲南部都处在微极光区,这些地区看到极光的几率很小。 

历史上,地球的磁轴曾更偏向于我国,因此,历史上中国古人看到极光的几率大于现代的我们,但现在磁轴转到了加拿大那边,所以北美洲的人在更低的纬度上就能看到极光,我们的北部反而就“不够北”了。

我国的极北点在漠河,地理纬度为52°58′,地磁纬度为47°,这里擦到了弱极光区的边缘,在历史上,极光的确时不时光顾漠河:1981年10月22-23日两天内,人们就在漠河观测到了4次极光现象,合计时长达到3小时22分。

▲ 漠河位置示意图。图/Monk

一年四季其实都可以观测到极光,但极光肯定是在日落后、日出前才能看到。冬季的北方黑夜漫长,可观测的时间也就更长。自有记录以来,人们还未在6、7月份在漠河遇见过极光,当然,这并不绝对。

另外,能否看到极光和太阳的活动强度有关,在太阳活跃的年份里,理论上观测到极光的可能性更大。

▲ 漠河的九曲十八弯秋景。图/视觉中国

▲ 漠河有个北极村,但这个“北极”,其实是极北(最北面)的意思,而不是真的进了北极圈,图为北极村的星空。图/视觉中国

除了少数像漠河这样的极北城市外,我国的大部分地区的地磁纬度都低于45°,处在微极光区。但东北地区、内蒙古大部、新疆北部处在地磁纬度约35°以北,这些地区也有微小概率可以观测到极光。1982年6月18日,在辽宁省的建平就观测到了极光现象。

不过,总体来说,在我们国家看到极光的概率还是很小的,据1956~2010年的统计结果显示,我国北方各地出现极光共72次,然而这些极光不见得都能被普通人看到——受天气条件等因素的影响,实际能够观测到极光的次数要远远少于出现极光的次数。

▲ 既然在中国很难看到极光,那就来几张外国极光大片吧!图/图虫·创意

鉴于极光在我国北部城市出现次数均十分稀少的现状,中国还没有一个城市可以被冠以“极光之城”的称号,或许只有那些常住北境,或是非常“幸运”的人,才会在仰望星空的时候,隐约地看到天空中突然闪现出的绚烂色彩呢!

最后,回到本文的开头,编辑张同学要给大家“凡尔赛”一下他拍到的极光照片(手持微单曝光30秒)。

▲ 2010年,拍摄于瑞典基律纳的极光。摄影/张雨晨

真实的极光和照片上看到的非常不一样,它又淡又弱,如果真的在城市的光污染环境里,真的很难分辨(你看极光照片下的建筑有多亮就明白了)。所以,看极光,不要被“消费主义”的卖家秀骗了,能看到固然兴奋,没看到,也不必觉得这是“一期一会”的人生大事。

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文丨赵文迪

编辑丨张雨晨

封图来源丨图虫·创意

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