北京时间2023年4月24日凌晨，一场预料之外的极光发生在我国新疆维吾尔自治区的夜空中。更难得的是，这一切刚好被一名恰巧在克拉玛依地区的天文摄影师用相机记录了下来，要知道，极光通常出现的区域对应地磁纬度65到75度的范围，而由于地球磁轴和自转轴之间还存在一个11.5度的夹角，并且磁轴还是向着北美洲偏移的，也就是说，我国的地磁纬度要比地理纬度还要低。

那么为何此次极光发生时我国新疆也能目击呢？

首先是此次地磁活动的强度足够大，关于地磁活动我先简单解释一下，当太阳发出的高速太阳风、日冕物质等到达时，由于携带太阳的磁场与能量，所以会与地球磁场相互作用，进而挤压、拉伸地球磁场，地球磁场因此出现大小和方向的剧烈变化，这种地球磁场的剧烈扰动就叫地磁暴。而地磁暴的发生往往是全球性的。

根据我们监测到的地磁数据，从北京时间2023年4月24日凌晨2时开始，直到当日的17时，这中间的15个小时地球磁场都处在大地磁暴的活动中，其中的6小时甚至是Kp指数为8的特大地磁暴，这样的地磁活动是太阳进入第25太阳活动周以来最强的一次。

极光的发生范围就与地磁暴强度存在对应关系，对于北半球而言，磁暴越强，极光发生的范围就会越往南扩，如果足够强的话，就可能在我国上空出现极光。2015年，北京天文馆朱进老师就曾在新疆拍摄到过极光，而再次成功记录这一天象已是8年之后的现在。

如此强的地磁活动直接反应出引发这一过程的太阳爆发也是很强的，换句话说，造成地磁暴的太阳物质所携带的能量是相当巨大的，当这些来自太阳的高能物质与地球磁场、大气层发生接触时，一场大范围的星际物质大碰撞就开始了。

在距离地面约100到200公里左右高度范围内，大气虽然比地面稀薄很多，但是仍然存在着相当可观的空气分子和原子，它们在与太阳物质的高速撞击过程中，会发生微观的能量交换。通常观测到的极光（绿色）的确发生在100-200公里高度，但这次观测到的是红色极光，发生高度要更高一些（200-500公里，峰值在300公里左右）。

发生在挪威的极光（来自图虫网）

我们以氧原子为例，它们会从撞击中接收一份能量，但是由于原子核外电子的特性，电子与原子核之间只能容纳一定额度的能量，超过的部分都会再被释放出来，而释放的形式就是发光，对应此次新疆极光记录，就是原子氧受到激发从而产生的红色光芒。

此次地磁暴过程之强，除了在南北极区极光大爆发，大半个北美洲以及欧洲的不少地方都有清晰的记录，但是，想在我国目击极光这一神奇天象，光有足够强的太阳爆发来引发地磁暴仍然不够的，还需要相当好的气象条件的支持。

由于我国地磁纬度较低这一特点，即使发生了极光也很难达到肉眼明显可见的程度。不用说是阴雨天气，城市照明和轻微的雾或霾就足以遮挡极光，我们通过风云卫星的气象云图可以清晰看到，此次极光来临时，我国不少区域都是被高层薄云所覆盖的，但是恰好新疆西北部的克拉玛依地区上空万里无云，气象条件非常好。

最终，在太阳、地球磁场、地球高层大气以及对流层天气的合力撮合下，才促成了这样一场令人叹为观止的极光盛宴。那么现在，你关于在中国看极光的疑惑解开了吧，如果你爱你的那个她/他，在看到空间天气预报预警，有特大地磁暴可能发生的时候，不妨喊上你的另一半，来一场说走就走的极光之旅，去共同见证意义非凡来自宇宙深处的问候！

对了，最后要嘱咐大家的是关于太阳爆发、地磁暴等空间天气相关事件与病毒流行以及影响生活在地面的人类等等网络上的传闻，目前都还没有权威的研究结果，甚至很多都是巧合与谣言，大家不必过于恐慌。

本文为科普中国·星空计划扶持作品

作者：韩大洋（国家空间天气监测预警中心工程师）

审核：周煦之（北京大学地球与空间科学学院研究员）

出品：中国科协科普部

监制：中国科学技术出版社有限公司、北京中科星河文化传媒有限公司

来源: 星空计划

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