去漠河看極光？——您估計要失望了

科技 05-20

去漠河看極光？——您估計要失望了

天氣漸熱，已經有了夏天的味道。想一想距離7月中旬的暑假還有不到2個月的時光，估計已經有人開始準備盛夏避暑的旅遊計劃了吧。盛夏的南方，潮濕高溫再加上洪水肆掠，不是旅遊的理想之地。北上避暑看森林、看草原如今成了很多人的最佳選擇。

北方那麼大，去哪裡更有意義呢？

漠河，北極村，中國緯度最北的地方，外加神秘的大興安嶺森林和中俄界河黑龍江（俄羅斯稱為阿穆爾河），最近這幾年已經成為了中國人的一個旅遊勝地。

去漠河固然可以欣賞大興安嶺的巍峨、去中國的最北端北極村「找到北」，但不可否認還有很多人是沖著傳說中的「北極光」去的。

但是，我不得不對懷抱著去漠河、北極村觀賞「極光」的人說一句：在漠河和北極村看見極光的可能性非常小！此等「艷遇」最多也是可遇不可求的奢望。

去漠河看極光？——您估計要失望了點擊播放 GIF/1K

一、網傳去漠河看極光多不靠譜

如果打開電腦，用百度搜索一下，有關漠河和極光的頁面還不少，一個比較典型的例子就是百度百科裡面有一個問答：

「漠河什麼時候有極光，漠河看極光時間」

去漠河看極光？——您估計要失望了

看不清楚？沒關係，我全文複製如下：

【漠河觀測極光的最佳時間是冬至前後，此時漠河夜最長，觀測到極光的機率最高。夏至前後也可以觀測，雖然觀測到極光的機率降低，但是同時可以欣賞和感受漠河的「白夜」。

漠河位於我國最北端，隸屬於黑龍江大興安嶺地區，東臨塔河，西南接內蒙古額爾古納左、右兩旗，北至黑龍江主航道中心線，與俄羅斯阿穆爾州、赤塔州隔江相望。

漠河地處北緯52度10分至53度20分，獨特的地理位置，造成每年冬至前後，漠河晝短夜長，白天只有7個小時左右。而夏至來臨，又變為晝長夜短，甚至出現黎明與晚霞同現天空的極晝現象，因此，漠河又被稱為「不夜城」。

現在，夏至被定為漠河縣的「北極光節」，每年夏至前後，都有成千上萬的海內外遊客歡聚在北極村，觀賞北極光，等待白晝出現。而在冬至前後，漠河同樣是賞極光的好去處。】

還有一個例子，是關於漠河旅遊介紹的帖子，它是這麼寫的：

【漠河極光美景，是每個來漠河旅遊的人必看的美景！在漠河觀看北極光，並不是什麼時間都可以看的到，北極光雖然一年四季都有可能出現，但大多是在每年的夏至前後9天的時間最容易看到。

因夏至前後在漠河常出現萬里晴空的天氣，當北極與漠河之間沒有雲層阻隔，人們就可以看到壯觀至極的北極光了。一般來說，觀測極光通常都是在每年夏至前後的夜晚，白天即使有極光出現，因白天陽光亮度大，極光亮度小，也不易看到極光。】

相信您看完之後，肯定已經幻想著夜幕低垂，漠河寧靜的夜空應該出現這樣的景色了（圖片來自網路）：

去漠河看極光？——您估計要失望了

其實，如果說我之前也是這麼想的，但現在已經不相信了，您應該不會感到奇怪吧！

2013年我跟著幾位搞空間物理研究的專家來到漠河開會，向專家們請教什麼時間才是觀賞漠河極光的最佳時間時，專家們認真地告訴我：你受騙了！在漠河基本上是沒多少希望看見極光的！

OMG！搞沒搞錯！

去漠河看極光？——您估計要失望了

Why？！

去漠河看極光？——您估計要失望了點擊播放 GIF/1K

二、極光產生的物理原理及主要觀測地點

我們地球人都知道，地球是有磁場的，即我們熟知的地磁場（雖然目前對於產生地磁場的原因尚無定論，存在多種假說，比如現在比較佔主流的「發電機」學說）。太陽活動比如太陽黑子、耀斑、日冕等會給地球造成深遠影響。人類得以在地球上繁衍生息，多虧了地磁場的保護作用，讓我們免受太陽活動的巨大幹擾。

去漠河看極光？——您估計要失望了

太陽活動會對地球產生重大影響（圖片來自網路）

因為太陽風是一種等離子體，所以它有磁場，太陽風磁場對地球磁場施加作用，好像要把地球磁場從地球上吹走似的。儘管這樣，地球磁場仍有效地阻止了太陽風長驅直入。在地球磁場的反抗下，太陽風繞過地球磁場，繼續向前運動，於是形成了一個被太陽風包圍的、彗星狀的地球磁場區域，這就是磁層。在太陽風的壓縮下，地球磁力線向背著太陽一面的空間延伸得很遠，形成一條長長的尾巴，稱為磁尾。

去漠河看極光？——您估計要失望了

太陽風繞過地球磁場，繼續向前運動，於是形成了一個被太陽風包圍的、彗星狀的地球磁場區域，這就是磁層；在太陽風的壓縮下，地球磁力線向背著太陽一面的空間延伸得很遠，形成一條長長的尾巴，稱為磁尾。（圖片來自網路）

還有一個知識點也是很多人都知道的，即地球的磁極（磁北極與磁南極）與地理的南北極相反且極點並不重合（即地理的北極是磁南極，地理的南極是磁北極，但兩個極點的位置並不吻合。在北半球，現在的磁極點位置在美國阿拉斯加地區以北，北緯86.3度，西經160.0度的北冰洋之上）。相對而言，美國、加拿大等地的磁緯度要比我國的磁緯度要更高一些，比如紐約和北京大致都在北緯40度，但從磁緯度來說，紐約的磁緯度為50度左右，而北京的磁緯度只有30度左右。

去漠河看極光？——您估計要失望了

地球的磁極（磁北極與磁南極）與地理的南北極相反且極點並不重合（圖片來自網路）

另外還有一個必須知道的事實是：地球的磁場強度和方向是隨著時間而變化的。在地球漫長的演化歷史進程中，曾經發生過多次地磁倒轉現象（即現在正常狀態下的的磁南極變成了磁北極，而磁北極卻變成了磁南極），磁極點的位置隨著時間變化而不斷漂移。所以，地球上的某一地點的磁緯度也是在不斷變化的。

現代科學研究認為，極光（Aurora，中文音譯「歐若拉」，源於希臘神話中的曙光女神，也是極光女神）是一種可以在地球高緯度地區的高空中觀察到的大氣發光現象。這種大氣發光現象（極光）來自於太陽的太陽風（帶電粒子）和儲存在地球磁場中的高能粒子與高層大氣中分子和原子相互撞擊，產生的氣體發光。科學家們發現地球上的強烈極光活動與日冕物質拋射過程關係十分緊密。太陽日冕層的大量物質（主要包括電子、質子和一些重原子）被拋射到宇宙空間，其速度非常快，此時太陽風的磁場可能會與地球的磁場發生複雜的相互作用，方向相反的磁力線在某種情況下會重新連接（即空間物理研究領域的磁重聯現象），這個時候太陽風中的高能粒子流或儲存在地球地磁場背向太陽一側的「磁尾」中的電子便會沿著磁力線方向飛向地球，進入大氣層，產生大氣發光，即引發極光了。

由於地球大氣主要由氮氣和氧氣組成，因此極光的色彩也主要來源於氮和氧。如果仔細觀察各種極光照片，可以發現紅色主要在極光的頂部，而底部顏色更接近藍綠色，這是與大氣層不同高度的氣體組成不同有關的。

去漠河看極光？——您估計要失望了

璀璨的極光劃破天際映照在冰原上。在2015年3月17日那場極光盛宴中，一些中國極光愛好者遠赴北極圈，追蹤到了「歐若拉」的蹤跡。在冰島冰河湖地區的攝影師拍攝到一條綠色光帶突然飛舞在了當空。此後一整晚，天空中被五顏六色、形態各異的極光佔據，射線狀、飄帶狀、窗帘狀等等各種形態的極光瘋狂舞動變幻，綠色、紅色、紫色……各種各樣的顏色全部可以用肉眼直接看到。

在距地表200公里以上的高空中，大氣中粒子濃度比較低，相對而言氧原子的數目最多，帶電粒子撞擊到氧原子時，氧原子受激發會放出紅色光（通常這種顏色非常微弱，只有在太陽活動強烈的情況下才能被看見）。在100-200公里的空中，氮分子的數目最多，氧原子次之。基態的氮受到撞擊時會發出紫光，電離狀態的氮則會發出藍光，但藍光和紫光不容易被人眼感知。而在這個高度範圍之內，氧原子的發光過程因為受到其他粒子撞擊干擾，轉而放出綠色光，相當高濃度的氧原子再加上人眼對綠光最為敏感，所以綠色就成了極光最常見的顏色。

去漠河看極光？——您估計要失望了

分立式極光是我們最常看見的強烈極光。地磁場由於受太陽風影響而發生擾動，磁尾發生磁亞暴過程，大量電子從地球背向太陽一側沿地磁場線向地球運動，經過幾十分鐘到數小時的旅行，它們到達接近地球南北極上空的區域，在這裡存在一個強達數千伏特的沿磁場線的電場。如同足球比賽的臨門一腳，電子在這裡得到極大加速，使能量從數百電子伏特上升到數千電子伏特。這些高能電子就像強力前鋒射出的足球，以極高的速度沖向大氣層，這一過程被稱為「極光粒子加速」，此時我們在地面上看到的就是最常見的極光，即底邊整齊微微彎曲的圓弧狀極光——極光弧，或稱為分立式極光（攝影/羅青青）。

去漠河看極光？——您估計要失望了

兩道極光向左右兩邊前進，上半部出現暗紅色極光，整體看起來就像一本被攤開的百科全書（攝影/洪家輝）。

去漠河看極光？——您估計要失望了

在現場其實是看不到綠色極光上方的紅色部分的，照片洗出來後才發覺有如此壯觀的景象，像不像一個巨大的草莓果凍呢？其中有無數清晰可見的射柱狀極光，可以想成是向上噴出的彩色水柱表演。左下方是山谷中契納溫泉度假中心的照明燈光（攝影/洪家輝）。

因為太陽風和磁尾中的高能粒子沿著磁力線進入大氣層，所以極光發生受地球磁場分布的影響，大多出現在磁緯度較高的地方。我們在地球上觀察到的極光的最強部分，一般都分布在一個以磁極為中心的環形區域里，這個區域一般被稱為「極光卵」。極光卵的位置和形態會隨著磁暴強度不同而變化，但一般會控制在磁緯度為65-75度之間的地方。但是如果遇到特彆強烈的磁暴時，極光卵可伸向磁緯度60度甚至50度以下的地區，這就是在中低緯度地區偶有極光觀測報告產生的原因。比如，2015年3月17日，位於北緯51度30分的倫敦就觀測到了絢麗的極光，但比它緯度還稍微高點兒的漠河，卻因為磁緯度低，而讓苦等的天文愛好者一無所獲。

三、漠河雖然緯度較高，但磁緯度較低，所以很難觀測到極光

漠河雖然是我國緯度最高的地方，大概分布在北緯52度10分—53度33分之間，但和經常能看到極光的北歐地區如芬蘭、瑞典、挪威等國以及北美的加拿大等國相比，緯度還是不夠高。此外，決定漠河很難看到極光的最重要因素是：漠河的磁緯度並不高！《中國國家地理》2015年第六期曾經做過一期關於極光的介紹，在我國比較靠北的城市中，漠河的磁緯度是43.88度，哈爾濱只有36度左右，長春為34度左右，瀋陽為32度左右，北京只有30度左右（2015年的數據）。

儘管從理論上來說，在漠河地區是很難看見極光的，可為什麼還有那麼多人自稱在漠河看到了極光呢？

其實從嚴格意義上說，那都是一些「偽極光」，其產生的彩色光柱或者煙霧，一種情況很可能是北極村廣場上的激光燈（注意是激光，不是極光）打在了人為製造的煙火的煙霧上，造成了一種假象。另外還有一種情況就是在夏天，漠河會出現一種叫「夜光雲」的現象，它是在高緯度地區（50-65度）的夏季，太陽在地平線以下6-12度時，低層大氣在地球陰影內，而高層大氣的雲朵被日光照射時，觀察到的一種發光而透明的波狀雲。

去漠河看極光？——您估計要失望了