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这是12月1日晚在黑龙江省佳木斯市拍摄的极光。 新华社发 |
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黑龙江佳木斯市摄影爱好者在极光下留影。 |
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SOHO卫星携带的日冕仪拍摄的日冕物质抛射过程。 |
“北京居然拍到极光了！”12月1日，话题#北京极光#冲上热搜，引发众多网友热议。这是北京历史上第二次极光影像记录，也是有摄影技术以来，北京第一次大范围记录到极光现象。
不少人认为，美丽的极光只有在南极圈或者北极圈附近才能看到，其实不然。最近几天，在地磁暴活动影响下，我国多地都出现了绚丽的极光。
地磁暴是什么？为何会产生极光？是否会影响我们的生活？
【极光盛宴】
为什么北京也能看到极光
据北京门头沟区政府官方微博消息，12月1日19时57分，百花山西北部灵山方向，百花山国家级自然保护区职工杨南拍摄到罕见的极光现象。
据国家天文台工程师李正介绍，这是有摄影技术以来，第一次在北京全市大范围同时记录到极光现象。另据天文摄影师浦石介绍，此次太阳活动，在北京拍摄到极光非常难得，要想观测极光，需要到海拔较高且暗夜环境极好的地方，百花山地区有得天独厚的海拔和暗夜优势，对极光观测非常有利。
北京作为低纬度地区，为何也会出现极光呢？
在中国古代，极光被视为一种吉利的天象。人们在探索中提出了极光形成的多种原因。有人认为极光是地球外面燃起的大火，因为极地临近地球边缘，所以能看到这种大火；有人认为，极地冰雪丰富，它们在白天吸收阳光，贮存起来，在夜晚释放出来，便成了极光；还有人提出，极光是红日西沉以后，透射反照出来的辉光。
直到上世纪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。
极光形成有几个要素，即大气、磁场和太阳带电粒子流（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。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。
至于为何远离极地的北京等地也能看到极光，则与其中的一个自然现象有关，即地磁暴现象。
通常情况下，太阳风暴这种高能带电粒子流抵达地球附近时，地球磁场会把它们导向地球两极。但是，如果到达地球的太阳高能带电粒子特别强且数量多，就可能与地球磁场发生特别强烈的相互作用，从而产生特别强的地磁暴。
这就使得有些高能带电粒子会在中纬度或者低纬度地区进入地球大气层，产生极光。
从自然景观看，极光绚丽多彩，如满天烈焰，又如火红的彩带；有时稍纵即逝，有时绵延几个小时，为人们呈现出巨大的视觉盛宴。
【最新预报】
今天还有小到中等地磁暴
极光反映了太阳风对地球磁场的影响，地球磁场变化幅度超过一定数值就被称作地磁暴。地磁暴的强度用Kp值衡量，Kp值越大对应的地磁暴越强。据国家空间天气监测预警中心发布的资料，北京时间12月1日17时到2日8时，受太阳日冕物质抛射（CME）爆发影响，地球出现3小时Kp为7的大地磁暴、3小时Kp为6的中等地磁暴，以及9小时小地磁暴。与之相应的就是“极光盛宴”。
在我国纬度最高的黑龙江漠河市，高强度的绚丽极光点亮了夜空。紫红色和黄绿色的极光变幻着色彩，伴随着璀璨的星星在夜空中舞动。除漠河外，黑龙江省大兴安岭地区、塔河等地也出现了极光美景。
中国天气网微博也发消息称：今天（12月1日）晚上，黑龙江漠河、大庆等地网友均拍到极光，更令人兴奋的是，较之纬度更低的北京北部也有人拍到了极光！历史性的时刻！原来不出国也能看到极光？
由于我国地磁纬度较低，即便是较强的地磁活动发生时，也很难发生明显的极光现象，但是极光发生的高度往往在100公里甚至是300到400公里的高空，如此高的高度，足以跨过上千公里的地平线，所以当遇到合适的条件时，是有可能在我国极北地区（比如新疆、黑龙江的最北端地区）见到极光的。尤其这次北京北部也能看到，真的是非常幸运啦！大家观测时要注意面向北方的夜空，或是从东北到西北方向上增大搜索范围，而不只是望向自己的头顶的天空哦。
中国气象局国家空间天气监测预警中心12月2日下午发布信息：目前地磁活动还在持续中，这是今年继2月27日、3月23、24日，4月23、24日，9月19日，第7次发生大地磁暴级别的地磁活动。受地磁暴影响，我国黑龙江、内蒙古、新疆等地均出现极光活动，在哈尔滨甚至北京此次都有清晰的极光目击和观测记录。根据最新监测和预报，受太阳冕洞高速太阳风和12月1日CME的共同影响，12月4日可能发生小到中等地磁暴。
【专家解读】
为什么我们看到的极光大多是红色？
大部分极光集中在地球上方的90—400公里。据《中国国家地理》杂志绘制的人类观测极光示意图显示：
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。
对普通人到底有没有影响？
“除了在高纬度地区产生美丽的极光外，磁暴还可能对地球和人类活动产生其他影响。” 清华大学天文系副教授蔡峥介绍，磁暴可能会影响无线电波的传播，从而干扰地面通信和卫星信号，这可能影响导航卫星系统的精确度，以及手机和卫星电视的信号质量。同时，强烈的磁暴可能会对电力传输系统产生影响，增加输电线路的电流负荷，有时甚至可能导致变压器或其他电网设施损坏，引起电力中断。
“磁暴还会对卫星和航空飞行产生影响。”蔡峥说，磁暴产生的高能粒子可以对在轨卫星造成损害，影响它们的正常运作，这可能导致数据丢失或卫星功能故障。另一方面，飞行在高纬度地区的飞机可能会因为磁暴而受到更高水平的辐射，航空公司有时会改变航线以减少乘客和机组人员的辐射暴露。
蔡峥表示，目前，磁暴对人体直接健康影响的研究仍在进行中，但有理论认为强烈的地磁活动可能会影响动物的迁徙和导航能力。“更多的影响可能是对在国际空间站等环境中工作的宇航员，磁暴期间的辐射增加可能对宇航员有安全问题，通常需要采取额外的防护措施。”
太空中也有“天气预报”？
12月2日，“中国气象局发布大地磁暴预警”一度登上热搜榜首，气象局为什么能预报地磁暴？空间天气预报又是什么？
空间天气发生在距离地面30公里以上到太阳之间的空间中，指的是太阳上的太阳风、磁层、电离层和热层中可影响天基和地基技术系统的正常运行和可靠性，危及人类健康和生命的条件或状态。按照太阳活动的强弱可以分为平静和爆发两大类型。有由等离子体构成的“太阳风”，还有无数高能粒子化作的“太空雨”。就像发生在地球上的风云雨雪一样，太空里的天气也会时而“微风拂面”，时而“疾风骤雨”。在太阳活动低年时，空间天气较为平静。而在太阳活动高年时，太阳风暴则频繁发生，如耀斑、日冕物质抛射、日珥爆发等。
空间天气看似遥远抑或不相干，其实它无所不在。比如，当太阳风暴爆发时，轮船、汽车，甚至智能手机都会受到干扰，出现定位不准等问题。
空间天气预报的作用就是预测预报空间天气事件及其影响。现在，以观测数据和科学理论为基础，通过太阳表面物理参数预测耀斑发生的概率、通过数值模型计算太阳风参数等方法正在不断发展，空间天气预报开始迈入数值化时代。
空间天气预报产品种类很多，包括日报、周报、月报、年报等。当有大耀斑、地磁暴等重要的空间天气事件发生时，还会发布空间天气现报等产品。
综合新华社、央视、科普中国、《北京晚报》报道