天問｜極光那麼美也分大小年？太陽活動波峰時期更易觀察

封面新聞記者閆雯雯

最近一段時間，太陽活動異常頻繁：北京時間2月18日淩晨，一次最高等級的X級別耀斑爆發，並伴隨著日冕物質拋射（CME）事件；2月26日-2月27日，歐洲多地能夠看到極光，最低緯度到了法國；一週前，NASA在社交平台表示，太陽爆發了巨大的日冕物質拋射，儘管它位於太陽的遠端，但爆炸的威力足以讓繞地球軌道運行的航天器感受到它的影響；《丹佛郵報》發佈消息稱，在未來幾個月內，緯度低至科羅拉多都能看到極光；上週，冰島的極光甚至達到了8級，攝影師蘇鐵在社交媒體感歎，這是他見到過的最大的極光。

為什麼今年會在很多低緯度的地區看到極光？那麼極光究竟是怎麼形成的？在哪個緯度能夠看到極光？日前，封面新聞邀請到中國科學院地質與地球物理研究所何飛研究員，為大家揭開秘密。

極光那麼美卻是粒子與粒子的碰撞

極光產生的原理首先要講到地球的磁場，可以想像成地球中心有一個沿著南北方向的條形磁鐵，然後它產生了一圈偶極磁場。磁場在南北兩極形成了一個彙聚的形狀，有點像一個漏鬥。太空中的等離子體被束縛在磁力線上，做幾種運動，如螺旋運動，或是沿磁力線來回跳。正常情況下，這些粒子很少沿磁力線穿透到大氣層中來，但如果發生了像是太陽活動爆發引起地球空間環境擾動時，這些粒子就能夠獲得更多的能量，穿透到大氣層裡邊來，與大氣中的原子、分子發生碰撞，產生極光。

“極光是始終存在的，只是在比較平靜的狀態時，沿著磁力線進入大氣層的粒子量比較少，它激發出來的光就比較弱，人眼可能就很難以觀察，但是我們用衛星上的儀器是能夠看到的；在爆發時，由於進入大氣層的粒子多，能量多，它激發出來的極光就強，人類在地面上就能看到非常動態的極光舞動。”何飛這樣說。

越美越危險太陽活動對人類影響巨大

有人認為，只有在極圈里能夠看到極光，其實這個觀點並不正確。在太陽活動強時，很多低緯度的地區也能夠看到極光，特別是在太陽風暴吹來時，包含的物質以及裹挾的磁場，會壓縮地球的偶極磁場。極光也會沿著磁軸向低緯度地區擴展，太陽風暴越大，它擴展的範圍就會越大。太陽風暴最嚴重的情況下，在美國佛羅里達州都能看到極光。曆史上有一個非常著名的卡林頓太陽事件，那是有史以來有記錄的最強的一次太陽活動。

那麼極光對於人類的生活會有影響嗎？何飛表示，與其說是極光的影響，不如說是太陽活動的影響：“磁場產生擾動就會產生電，這些電會加載到電網上，使得電網過載。在1989年3月的劇烈太陽事件中，加拿大和美國北部大部分區域斷電，就是大磁暴引起的大地電流把變壓器燒燬，這是對地面的一個最明顯的影響。”

除了對地面的影響，對於太空影響是更直接的，飛船、宇航員在太空會遭到更多的空間高能粒子的轟擊，對他們的生命健康以及航天器的安全都會產生危害。2022年有一條新聞，馬斯克發射了一堆星鏈衛星，還沒完全入軌，就遭遇磁暴引起高層的大氣密度擾動，使得星鏈的衛星掉落數十顆。空間天氣災害也是目前科學家們研究的一個重大課題，中國氣象局也有專門的空間天氣預報機構去做預報和預測。

極光也分大小年太陽活動波峰時期更易觀察

有一種說法是極光也分大小年，極光活動在“大年”時更容易被看到。這個說法也得到了何飛研究員的肯定：“因為太陽活動並不是恒定的，既有間歇性的、偶發性的爆發，也有長週期的週期性活動。”