我国北方多地“极光”刷屏 未必有看上去那么“美”

　　12月1日，黑龙江大兴安岭，漠河市现绚烂极光。视觉中国供图

　　这段时间，“极光”刷屏了。

　　北京时间12月1日19时左右，位于我国最北端的漠河再一次出现了明显的极光现象。此后，北京北部也出现了有记录以来的第二次极光，内蒙古额尔古纳市多地首次发现极光现象……不少网民疑问：是什么导致今年漠河经常出现极光，又是什么导致极光“光顾”北京这样纬度相对较低的地区呢？

　　简单来说，主要原因可以归纳为两个方面：一是地球磁极的位置正在逐渐向俄罗斯与我国的方向漂移，二是今年经常有强磁暴现象的发生。

　　“磁极”是什么？磁极就是地球磁场南北极。地球的磁轴（也就是连接地球磁场南北极的假想直线）与地球的自转轴具有一定夹角，这就导致大多数极光出现的位置虽然在地理极区附近，却并不是环绕着地理极点的。有意思的是，地球磁轴与自转轴的夹角并不是固定不变的，也就是说磁极所对应的地理位置是可以发生变化的。磁极附近的区域通常更容易出现极光现象。

　　21世纪以来，北半球的磁极位置，正在从加拿大方向越过极区，逐渐向俄罗斯与我国“东漂”而来，这意味着当磁暴发生时，在我国看见极光的概率会比之前高一些。如果想知道什么时候能看到极光，可以关注地磁暴的预报信息。当预计有非常强烈的地磁暴发生时，就有很大概率可以看到极光。当然就目前而言，还是在我国纬度较高的地区更容易看见极光。

　　前文提及的“磁暴”，是指地球磁场的全球性剧烈扰动，一般是由太阳风暴引起的，太阳风暴会使太阳喷发出能量很高、超声速的物质。而“强磁暴”的产生过程是这样的：能量很高、超声速的物质到达地球后会压缩地球的磁场，造成地球磁场的扰动，这样一来，如果物质具有南向磁场（即与地球磁场的方向相反），则会引起更加剧烈的扰动。可以用“电吹风吹头发”类比太阳风暴喷射物质到达地球的过程：当我们以不同温度、不同风速的风（对应不同能量与速度的太阳物质）吹头发时，感受到的风吹头发的程度（对应磁场扰动程度）都是不一样的。

　　诗人屈原在《天问》中用“龙”这一意象来描述极光，形象地将其称为“烛龙”，并发问“日安不到，烛龙何照？”意思是太阳照不到的地方，极光是如何亮起来的呢？现在我们已经知道，太阳喷发出的物质裹挟着磁场到达地球，使得地球磁场发生剧烈扰动，导致更多的高能粒子沿磁力线进入两极地区的大气，通过碰撞激发大气分子/原子发光，这就是极光。

　　值得一提的是，中纬度极光大多是红色的，而不是我们印象中常见的绿色，但是这两种颜色的极光又都是由氧原子内的电子跃迁产生的，所以是什么导致它们的颜色不同呢？其实就是氧原子的能量和所处的海拔不同。中纬度极光位于250千米-400千米的高度，而极区极光位于100千米左右的高度，这也使得中纬度极光的能量比极区极光的能量要低，能量与波长是成反比的，所以中纬度极光的波长比极区极光的波长要长，也就是从波长较短的绿光变成了波长较长的红光。在12月1日漠河出现的极光中，能看到绿色，这很大程度上说明此次地磁暴事件非常强烈。

　　极光很美，但背后的磁暴事件却对人类的生产生活有巨大威胁。清朝咸丰己未年的《栾城县志》上，有着“赤气起于西北”的记载，这对应的是1859年9月的“卡灵顿事件”。根据史料记载，“卡灵顿事件”造成了长达8天的恶劣空间天气。所幸那时的人类社会主要依靠蒸汽机和人力，还没有无线电通信和电力传输网络，“卡灵顿事件”并未给地球带来过于严重的灾难。

　　但到了现代就不一样了——1989年3月的一天晚上，伴随着强烈的极光活动，加拿大魁北克省的供电网络全部瘫痪，全省陷入长达9个小时的黑暗和寒冷之中。与此同时，美国、日本的通信卫星出现异常，全球无线电通信信号受到极大干扰。这次事件虽然不如“卡灵顿事件”强烈，但它对人类生活有着更大的影响。据估算，假设“卡灵顿事件”发生在今天，它直接导致的经济损失能够达到数万亿美元。

　　这一次的地磁暴事件虽然远没有“卡灵顿事件”时强烈，但是它也可能让卫星导航设备的误差增大、极区辐射增强，从而导致其跨极区飞行风险的增加，甚至有可能影响到信鸽的活动。从这个角度来说，在中纬度地区看到强烈的极光，对我们的日常生活来说未必有看上去那么“美”。

　　（作者系中国科学院地质与地球物理研究所博士生）

　　吴婧怡 来源：中国青年报