北京极光？导航失灵？这些“反常现象”竟是因为它？

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北京居然拍到极光了！
12月1日晚，北京怀柔区、门头沟区等地均有天文爱好者拍摄到极光现象，进而#北京极光#登上微博热搜榜高位，引发了大量网友的讨论。值得一提的是，这是有摄影技术以来，北京第一次大范围记录到极光现象。


在此之前，不少人认为，极光只有在南极圈或者北极圈附近才能看到。但最近几天，我国多地都有极光的出现，黑龙江北部、内蒙古呼伦贝尔等多地都有记录。


极光的背后

极光到底是怎么形成的呢？
长期以来，人们对于极光形成的原因众说纷纭。直到20世纪60年代，科学家将地面观测结果与卫星、火箭探测到的结果结合起来研究，才逐步形成了关于极光的科学解释。
事实上，极光的形成必备几个要素，即大气、磁场和太阳风暴。太阳风暴进入地球磁场后，在地球磁场的作用下，高能粒子转向极区，在地球南北两极附近地区的高空，与高层大气中的原子碰撞，产生发光现象，进而产生极光。
值得一提的是，极光不只在地球上能观察到，在其他星球，如木星和水星上，也能看到。


今年以来，我国北方地区经常看到极光，是因为现在属于太阳活动逐渐上升的阶段。太阳表面的喷发或者爆发活动一般有一个大致的周期，这个周期是11年左右。2019年12月是本轮太阳活动周期起点，现在正处于太阳活动的上升阶段。目前的监测显示，相对于上一个太阳周期的上升阶段，本次上升阶段的太阳爆发活动明显更强。
2023年以来，我国相关地区有多月都发生了比较大的地磁活动。而这次看到极光，也与比较强烈的太阳活动导致的地磁暴密不可分。


地磁暴是一种典型的太阳爆发的活动。我们知道，日冕是太阳大气的最外层，当太阳爆发的时候，就会发生日冕物质抛射，一次抛射就能将数以亿吨计的太阳物质，以数百数千米每秒的高速抛离太阳表面，同时，它们还携带着太阳强大的磁场能，一旦命中地球，就会引发地磁场方向与大小的变化，这就叫地磁暴。
地磁暴带来的影响有很多，其中之一就是驱使地球高层大气微粒运动加剧，最终造成大气受热膨胀，向着更高的空间扩散。而极光，实际上只是地磁暴的“副产物”。
那么地磁暴现象，对于我们会有什么影响呢？
清华大学天文系副教授蔡峥介绍，地磁暴不仅会带来美丽神秘的极光，还可能影响无线电波的传播，从而干扰地面通信和卫星信号，影响导航卫星系统的精度及手机、卫星电视的信号质量；也可能对电力传输系统产生影响，导致在轨卫星数据丢失或功能故障等。磁暴期间辐射会增加，在太空工作的航天员通常要采取额外的防护措施，但对普通人的身体健康几乎没有影响。
北京极光的出现

那么，为何原本常见于高纬度地区的极光，发生范围会扩大至北纬40度左右的北京呢？
事实上，尽管极光主要出现在高纬度地区，但是中低纬度地区也会出现极光，只是频率比较低。具体情况因为地理位置、气候条件和太阳活动的变化而受到影响。
有时极光甚至会在赤道附近的低纬度地区出现，这种现象被称为“极光暴”。这种情况虽然较为罕见，但一些赤道附近的国家和地区确实曾记录到这种现象。这通常发生在太阳活动特别强烈的时候，太阳风的能量能够越过赤道附近的磁场边界，使得极光可见性扩展到低纬度地区。
在我国观测到的极光大多是红色的，这是为什么呢？


在人类观测极光示意图中，我们也可以看到：大部分极光集中在地球上方的90～400公里，其中在300公里以上，极光以浅红色为主，200～300公里以深红色为主，100～200公里以绿色为主，100公里以下则是蓝色、紫色或多种颜色混合的颜色。
因为地表有一定弧度，使得地球本身会遮挡一部分远方的物体。如果观测点离极光太远，就只能看到高度更高的红色极光了。因此，在中国看到的极光大都是红色，而在北极圈内看到的多是绿色。
值得一提的是，在未来数月到一两年，太阳活动还将处于高峰阶段，因此，我们还可能再次看到绚丽的极光光临地球的瞬间。

来源：https://view.inews.qq.com/k/20231205A07V5Q00
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