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漠河能看到极光吗?

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发表于 2017-2-22 12:01:04 | 显示全部楼层 |阅读模式
漠河能看到极光吗?

能。
很难。
不一样。

漠河是中国最北端的城市,也是中国乃至整个亚洲离极光最近的地方。如果想在中国境内看一场极光,漠河无疑是首选。


漠河能看到、也曾经看到过极光。漠河市气象局1956年至今记录了70多次极光事件。这些记录与历史太阳风数据进行比对的结果,除了少数几次,基本上吻合。


漠河很难看到极光,机会非常小。在漠河,眼睛能看到极光的条件是太阳风暴达到G3级别(Kp7)以上。这个条件过于苛刻。

在未来10年内,达到Kp7以上级别的机会不超过每年一次。每次强太阳风暴持续时间通常只有几个小时,时间上正好落在漠河的黑夜并且无云无月,这样的机会就更小了。


漠河看到的极光很不一样。并不像我们从极光照片上认识的极光,它不会是漫天飞舞或喷射的奇光幻影,而是在北方地平线处的可见淡绿色光幕,间或会有喷泉一样的光柱起伏飘移。


漠河看极光,可遇不可求。除非超级太阳风暴在晴朗的黑夜来临,而且你就在漠河,否则你没有可能一睹她的芳容。


  ◆  ◆

漠河能看到、也曾经看到过极光
能不能看到极光,取决于以下三级条件:
1、指数——太阳风对地球磁场的影响力度。这个力度的指标是Kp指数,由弱到强用0-9标示。超过Kp5为风暴,即Kp5-Kp9分别对应G1-G5级风暴。指数越高,则越容易看到极光;
2、磁纬——所处的地理位置。各地点在磁场中相对地磁极点(不是北极点!)的位置关系是以磁场经纬度来标记的。与极光相关的参数是磁场纬度(磁纬)。磁纬越接近南北70°的地方,越容易看到极光;
3、夜空——观赏条件。极光显现在100公里以上的高空,看极光与看星星一样,极光出现的时刻必须是非满月的黑夜,晴朗通透。

Mohe Kp 1.jpg
全球极光地图,显示磁纬70°(绿环)为极光中心带,离此带越远,看到极光的机会就越小,或者说要求的太阳风强度就越大。漠河距离此带2900公里,在指数Kp7以上才有机会看到极光。

根据漠河市气象局的资料【1】,自1956年气象观测站成立以来,共记录了70多次极光事件。我将每次事件的时间与美国国家海洋大气局(NOAA)的太阳风数据记录做了对比,发现它们与超级太阳风暴的时间段非常吻合,证明这些记录是真实可靠的。这些事件80%发生在G3以上级别(>=Kp7)、20%发生在G2级别(Kp6)的太阳风暴时刻。


漠河处于磁北纬44°,属于弱极光带。与漠河条件类似的是美国旧金山,2003年10月29日(Kp9,著名的万圣节大风暴事件,漠河有记录)和2004年7月27日(Kp9)有人拍摄到极光。更遥远的洛杉矶(40.4°),在1958年2月11日(Kp9)和1981年4月13日(Kp8),都有目击极光的报道。这两次漠河也有记录。甚至远至休斯顿(38.5°),在1959年11月29日(Kp8)也曾报道过极光事件(资料【2】)。因此从地理条件和历史记录来看,漠河完全有机会看到极光。


太阳活动的周期是11年。本次周期(2008-2019)内的高峰年度2011-2016年有90天(年均15天)达到Kp6以上,而上一个周期的2000-2005年则有218天(年均36天)。因此,从指数来看,在每个太阳周期的活跃年份,漠河都有机会看到极光。



漠河很难看到极光,机会非常小

根据漠河气象局吴树森等人撰写的论文《基于漠河1956~2010年目测极光特征分析》(资料【1】),排除疑似记录,在68条记录中,目击次数与Kp指数对应于下表:
Kp
6
7
8
9
次数
13
25
17
13
比例
19%
37%
25%
19%

数据对照表明,漠河见到极光的最低指数为Kp6。实际上,Kp6只是漠河看极光的下限,看到极光的机会虽然有,但是非常小,而且往往肉眼看上去比较微弱。以观赏机会和感受而言,应该排除。而Kp7就有很大的机会和不错的观感。


如果以Kp7(G3风暴)作为漠河值得观赏的指数条件,那么2011-2016年只有22天(年均3.6天)达到Kp7以上,而上一个周期的2000-2005年则有92天(年均15天)。极光风暴时刻到来的时候还必须正好是在晴朗的黑夜,机会就更小了。


本次太阳周期已经进入尾声,太阳活动将继续减弱到2020年。2019年开始的下一个11年周期会比本周期更弱(科学界所说的太阳进入小冰期),该周期比较活跃的2022~2027年,G3以上风暴的年平均天数预计只有不到3天。


2000-2016 Kp7.png


另一大挑战是高级别的风暴非常难以预报。G3以上风暴基本上起源于无法预测的太阳日冕物质大量抛射或超级耀斑,一旦喷发,预警时间只有15~48小时,风暴抵达地球的速度可能比奔赴漠河的速度还要快得多,持续时间也只有几个小时。


所以要想在漠河追上一场极光,实在是非常难。


对于身在漠河的人来说,仍然有机会邂逅极光。如果用照相机,而不是眼睛去捕捉极光,那么Kp6(G2风暴)的时候就有可能。



漠河能看到的极光很不一样

  随着观赏位置的地磁纬度的不同,极光的形态有很大的区别。

  你心中的极光大概是这样的(摄于极光带内的加拿大黄刀市):
Yn1.jpg

   Yn2.jpg

  在漠河你看到的可能是这样的(Kp5极光G1风暴,摄于亚极光带内的加拿大温哥华和嘉士伯):
Jasper3.jpg


  2004年7月27日,与漠河磁纬相似的旧金山北部的Lake Berryessa(44.3°),在Kp9最强风暴下拍摄到的极光是这样的:
SF5.jpg

由于当年照相机技术限制,这张照片显得比较平淡。以今天的设备,在最强风暴下拍摄的极光应该壮观得多。(图片来自网络)

极光的形态和色彩
  太阳风是带电粒子流,速度高达每秒数百甚至数千公里,当它冲击地球大气层的时候,因为不同高度大气成分和密度不同,形成色彩丰富的极光。这与霓虹灯的发光原理是一样的。一般来说,从上到下依次为红、紫、黄、绿和粉色。还因为地球磁场的作用,极光会旋转扭曲成各种形状的弧带。
极光是上帝抖动着的一束束彩色的纱幔。在极光带之内观赏,是在这帷幕笼罩之下仰视,看到的是波浪一般的底边,千姿百态,变幻无常。而在遥远的极光带外,看到的是它的侧面皱褶。


   在漠河看到的极光,比较接近亚极光带内的极光,与大部分人所想象的完全不同。

实际上,即便是在最理想的极光观赏地点,看到的极光也远不如照片那样炫丽。但是不同于大自然的其它光影,极光的魅力在于灵动,在于隐秘,在于奇幻。有如活物一般的灵动对心底的冲击和震撼,是任何照片都不能表达的。如果真有机会在漠河看到极光,你一定不会失望。


况且,如果够幸运,在漠河你还有很小的机会看到这样的“极光”:

pa1.jpg
2015年10月的质子弧。摄于温哥华。

这是一种特别的极光,有个特别的名称——“质子弧”。世界上见过它的人寥寥无几。与极光的成因一样,质子弧偶尔发生在强极光风暴的时候,远离极光区,只能在极光带之外才能看到。在漠河这样的外围,质子弧比极光更容易看到。

两种可能的伪极光

在漠河,摄影师有可能被两种“伪极光”所误导:


一是夏天日落后或日出前出现的“夜光云”。这是漠河这样高纬度地区有机会出现的极高空薄云

ygy1.jpg

2015年6月25日在北极村拍到的夜光云。陈德成摄 (图片来自网络)


二是冬天极严寒天气下,被城市灯光照亮的“冰晶光柱”

bjgz1.jpg
(图片来自网络)

如果在守候极光的时候能拍到这两种景象,也是可遇不可求的奇观。它们很象极光,却不是极光,它们的出现都与太阳风或地球磁场毫无关系。


夜光云

根据维基百科的介绍,夜光云是一种高空云,在高纬50-70度地区的夏天,形成于80公里左右的中层大气,而普通云只存在于十几公里以下的低空。这种云极其稀薄暗淡,白天无法见到,只有当太阳在地平线以下刚刚入夜而天空没有完全黑暗的时候,才显露出来。在夜光云中心区域60度附近,因为夜空太明亮也没机会见到。因此合适的观赏地区是纬度50-55之间的地区。

漠河恰好位于这个地区。




期待漠河的极光

“母曰附宝,之祁野,见大电绕北斗枢星,感而怀孕,二十四月而生黄帝于寿丘。”《史记》卷一《五帝本纪·黄帝》


史记这句话似乎在说,是极光之灵,孕育了中华民族的上古祖先——黄帝。


有学者研究称,中国古代有着丰富的极光目击记录。我还没有去考证,我的极光知识告诉我这些记录可能大部分都不是极光,但我也相信古人一定看到过极光。1859年的卡灵顿太阳耀斑事件【3】,是500年来最强的爆发,远至加勒比海的古巴都看到了极光,磁纬差不多的北京也有可能看到。


如果某个时期,地磁北极点处于对中国最有利的位置,例如从现在的位置移动到等距离的另一端,那么漠河的磁纬度将增加约20°,从44°变为64°,进入了极光带。北京将是50°,进入了亚极光带。那么在极端太阳风暴时刻,中原大地看到极光是完全有可能的。这只是纯粹的假设,目前并没有相关的研究资料能够支持或者否定。事实上,地磁北极点自1859年以来变化并不大(最近110年只移动了200公里),在未来数百年内偏向中国的机会几乎没有。


所幸现在对太阳的观测和极光的研究,使得极光预报有了很高的准确度,摄影器材技术也有了长足的进步,那么并不需要等待数百年,在漠河捕捉到有图有真相的极光也是完全可能的。


如果强极光风暴来临,而你正好身在漠河,但愿你手中有一台合适的照相机,拍下中华大地上的第一张极光照片!



我期待着中华大地上第一张极光照片的诞生!请有志于此的朋友和我联系(微信号:myang67),我将及时提供相关信息。或者关注中文极光信息网站:大极光网 http://DaJiGuang.com


文中没有注明出处的图片和视频均为本人拍摄。


感谢黑龙江气象局吴树森先生提供来自漠河的第一手资料。


参考资料
【1】基于漠河1956~2010年目测极光特征分析  吴树森等著 《黑龙江气象》2016  

【2】最强太阳风事件档案 Archive of the Most Severe Solar Storms
[url=]http://www.solarstorms.org/SRefStorms.html[/url]
【3】 百度百科——卡灵顿事件
[url=]http://baike.baidu.com/item/%E5%8D%A1%E7%81%B5%E9%A1%BF%E4%BA%8B%E4%BB%B6/4457141?fr=aladdin[/url]

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