北京時(shí)間2023年4月24日凌晨，一場(chǎng)預(yù)料之外的極光發(fā)生在我國(guó)新疆維吾爾自治區(qū)的夜空中。更難得的是，這一切剛好被一名恰巧在克拉瑪依地區(qū)的天文攝影師用相機(jī)記錄了下來(lái)，要知道，極光通常出現(xiàn)的區(qū)域?qū)?yīng)地磁緯度65到75度的范圍，而由于地球磁軸和自轉(zhuǎn)軸之間還存在一個(gè)11.5度的夾角，并且磁軸還是向著北美洲偏移的，也就是說(shuō)，我國(guó)的地磁緯度要比地理緯度還要低。

那么為何此次極光發(fā)生時(shí)我國(guó)新疆也能目擊呢？

【資料圖】

首先是此次地磁活動(dòng)的強(qiáng)度足夠大，關(guān)于地磁活動(dòng)我先簡(jiǎn)單解釋一下，當(dāng)太陽(yáng)發(fā)出的高速太陽(yáng)風(fēng)、日冕物質(zhì)等到達(dá)時(shí)，由于攜帶太陽(yáng)的磁場(chǎng)與能量，所以會(huì)與地球磁場(chǎng)相互作用，進(jìn)而擠壓、拉伸地球磁場(chǎng)，地球磁場(chǎng)因此出現(xiàn)大小和方向的劇烈變化，這種地球磁場(chǎng)的劇烈擾動(dòng)就叫地磁暴。而地磁暴的發(fā)生往往是全球性的。

根據(jù)我們監(jiān)測(cè)到的地磁數(shù)據(jù)，從北京時(shí)間2023年4月24日凌晨2時(shí)開(kāi)始，直到當(dāng)日的17時(shí)，這中間的15個(gè)小時(shí)地球磁場(chǎng)都處在大地磁暴的活動(dòng)中，其中的6小時(shí)甚至是Kp指數(shù)為8的特大地磁暴，這樣的地磁活動(dòng)是太陽(yáng)進(jìn)入第25太陽(yáng)活動(dòng)周以來(lái)最強(qiáng)的一次。

極光的發(fā)生范圍就與地磁暴強(qiáng)度存在對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)于北半球而言，磁暴越強(qiáng)，極光發(fā)生的范圍就會(huì)越往南擴(kuò)，如果足夠強(qiáng)的話(huà)，就可能在我國(guó)上空出現(xiàn)極光。2015年，北京天文館朱進(jìn)老師就曾在新疆拍攝到過(guò)極光，而再次成功記錄這一天象已是8年之后的現(xiàn)在。

如此強(qiáng)的地磁活動(dòng)直接反應(yīng)出引發(fā)這一過(guò)程的太陽(yáng)爆發(fā)也是很強(qiáng)的，換句話(huà)說(shuō)，造成地磁暴的太陽(yáng)物質(zhì)所攜帶的能量是相當(dāng)巨大的，當(dāng)這些來(lái)自太陽(yáng)的高能物質(zhì)與地球磁場(chǎng)、大氣層發(fā)生接觸時(shí)，一場(chǎng)大范圍的星際物質(zhì)大碰撞就開(kāi)始了。

在距離地面約100到200公里左右高度范圍內(nèi)，大氣雖然比地面稀薄很多，但是仍然存在著相當(dāng)可觀的空氣分子和原子，它們?cè)谂c太陽(yáng)物質(zhì)的高速撞擊過(guò)程中，會(huì)發(fā)生微觀的能量交換。通常觀測(cè)到的極光（綠色）的確發(fā)生在100-200公里高度，但這次觀測(cè)到的是紅色極光，發(fā)生高度要更高一些（200-500公里，峰值在300公里左右）。

發(fā)生在挪威的極光（來(lái)自圖蟲(chóng)網(wǎng)）

我們以氧原子為例，它們會(huì)從撞擊中接收一份能量，但是由于原子核外電子的特性，電子與原子核之間只能容納一定額度的能量，超過(guò)的部分都會(huì)再被釋放出來(lái)，而釋放的形式就是發(fā)光，對(duì)應(yīng)此次新疆極光記錄，就是原子氧受到激發(fā)從而產(chǎn)生的紅色光芒。

此次地磁暴過(guò)程之強(qiáng)，除了在南北極區(qū)極光大爆發(fā)，大半個(gè)北美洲以及歐洲的不少地方都有清晰的記錄，但是，想在我國(guó)目擊極光這一神奇天象，光有足夠強(qiáng)的太陽(yáng)爆發(fā)來(lái)引發(fā)地磁暴仍然不夠的，還需要相當(dāng)好的氣象條件的支持。

由于我國(guó)地磁緯度較低這一特點(diǎn)，即使發(fā)生了極光也很難達(dá)到肉眼明顯可見(jiàn)的程度。不用說(shuō)是陰雨天氣，城市照明和輕微的霧或霾就足以遮擋極光，我們通過(guò)風(fēng)云衛(wèi)星的氣象云圖可以清晰看到，此次極光來(lái)臨時(shí)，我國(guó)不少區(qū)域都是被高層薄云所覆蓋的，但是恰好新疆西北部的克拉瑪依地區(qū)上空萬(wàn)里無(wú)云，氣象條件非常好。

最終，在太陽(yáng)、地球磁場(chǎng)、地球高層大氣以及對(duì)流層天氣的合力撮合下，才促成了這樣一場(chǎng)令人嘆為觀止的極光盛宴。那么現(xiàn)在，你關(guān)于在中國(guó)看極光的疑惑解開(kāi)了吧，如果你愛(ài)你的那個(gè)她/他，在看到空間天氣預(yù)報(bào)預(yù)警，有特大地磁暴可能發(fā)生的時(shí)候，不妨喊上你的另一半，來(lái)一場(chǎng)說(shuō)走就走的極光之旅，去共同見(jiàn)證意義非凡來(lái)自宇宙深處的問(wèn)候！

對(duì)了，最后要囑咐大家的是關(guān)于太陽(yáng)爆發(fā)、地磁暴等空間天氣相關(guān)事件與病毒流行以及影響生活在地面的人類(lèi)等等網(wǎng)絡(luò)上的傳聞，目前都還沒(méi)有權(quán)威的研究結(jié)果，甚至很多都是巧合與謠言，大家不必過(guò)于恐慌。

本文為科普中國(guó)·星空計(jì)劃扶持作品

作者：韓大洋（國(guó)家空間天氣監(jiān)測(cè)預(yù)警中心工程師）

審核：周煦之（北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院研究員）

出品：中國(guó)科協(xié)科普部

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