中国国家地理微信公号消息，只要见过她的降临，你就会明白，这个世界上有一种美丽是直到你见到之前，都没有办法想象，

是所有照片视频，都无法传递万一的震撼。

一见，误终身，从此一遍遍梦回那个晚上，

一次次心底呼唤，让我再见她一次。

一生，一定要想办法去看一次她，她是没有任何词汇可以形容，实至名归的宇宙级美丽。

高度决定的美丽

极光的主要激发源是高能电子流。我们的太阳无时无刻不在向周围空间发射各种粒子，这些粒子构成了我们一般所说的太阳风；另一部分则是储存在地球磁场中的高能粒子。

这些带电的高能粒子与高层大气中的分子和原子相互撞击所产生的气体发光现象就是极光。由于地球大气主要由氮气和氧气构成，所以极光的色彩也主要来源于氮和氧。

观察人们拍摄到的各种极光照片，你会发现红色多见于极光顶部，即离地面较远一侧，而底部颜色更接近蓝绿色。这是因为大气层不同高度的气体组分是不尽相同的。

在距地表200公里以上的高空中，大气中粒子浓度比较低，相对而言氧原子的数目最多，带电粒子撞击到氧原子时，氧原子受激发会放出红色光，但这种颜色通常非常微弱，只有在太阳活动强烈的情况下才能被看见。

在100—200公里的空中，氮分子的数目最多，其次为氧原子，基态的氮受到撞击时会发出紫光，电离状态的氮则会发出蓝光，但蓝光和紫光不容易被人眼感知。

而在这个高度，氧原子的发光过程因为受到其他粒子撞击干扰，转而放出绿色光来，相当高浓度的氧原子再加上人眼对绿光最为敏感，所以绿色也就成了极光最常见的色彩。

再往下走，氧原子的浓度在距离地面100公里的高度迅速降低，电离状态的氮取而代之成为发出可见光的主体。

但在实际观察中，肉眼最常见到的极光其实是灰白色的。因为人眼不像相机可以对各种光线进行选择性过滤和累积，各种色彩混合在一起，如果发光强度都不太大，看到的就是灰白一片，就像夜晚的云一般。

来自宇宙的美丽

然而要真正理解极光，还需飞跃大气层，从太阳说起。

我们的太阳在带地球光和热和生命的同时，也给无时无刻不在发射各种高能带电粒子，这就是如果暴露其下足以让生命难以继续的太阳风。幸而我们有地磁场挺身而出出来，保护我们。

当超音速的“太阳风”掠过地球时，好像要把地球磁场从地球上吹走似的——在对着太阳的一侧，地磁场被太阳风压缩，而背向太阳的一侧，地磁场被拖拽伸长，形成所谓的磁尾，大量粒子便储存在这里。

太阳风与地磁场压力平衡的位置被称为磁层顶，我们可以把它想象成一个羽毛球的形状。这样的结构像一个防护罩保护着地球，使太阳风中的电子很难直接进入地磁场。

地球磁场，就像我们小时候玩的直条磁铁，磁力线本来应当是闭合的，从南极（磁北极）发出最终回到北极（磁南极）。

但是由于太阳风对磁力线的挤压，在南北纬65—75度附近的位置出现了敞开的磁力线，换句话说，这里的磁力线没有回到极区，而是被携带有磁场的太阳风所拖拽伸长，最终在地球背向太阳一侧形成几乎平行于黄道面的磁场。

这个闭合与敞开磁力线的边界便是高能粒子流向地球的主要通道，这也导致我们观察到的极光的最强部分，一般分布在一个以磁极为中心的环形区里。

分立式极光我们最常看见的强烈极光

地磁场由于受太阳风影响而发生扰动，磁尾发生磁亚爆过程，大量电子从地球背向太阳一侧沿地磁场线向地球运动，经过几十分钟到数小时的旅行，它们到达接近地球南北极上空的区域，在这里存在一个强达数千伏特的沿磁场线的电场。

如同足球比赛的临门一脚，电子在这里得到极大加速，使能量从数百电子伏特上升到数千电子伏特。这些高能电子就像强力前锋射出的足球，以极高的速度冲向大气层，这一过程被称为“极光粒子加速”，此时我们在地面上看到的就是最常见的极光，即底边整齐微微弯曲的圆弧状极光——极光弧，或称为分立式极光。

弥散式极光虽然不够强烈但可以充溢整个天空，右边为北极的日出。

在磁层中存在着一个磁镜区，它的特点是可以约束电子，不让它们出去而是在磁镜点之间来回反射，就像光在镜面间来回反射一样。

但有时外来的电磁波或地磁场的形变会使电子能够突破磁镜点，进而撞击大气，这些电子普遍能量很高，但是通量不大，所以造成弥散状的极光。此时极光不再像悬于天空中的彩色飘带，而是弥漫在整个天幕之中，洋洋洒洒，蔚为壮观。

哪里能够看到你的美丽

所谓极光圈，就是极光在地球的两极上空形成的环状带。

它出现的位置并不在于正北极点，而且还会随着太阳活动的大小而改变，一般最常出现在北纬70度到80度之间。

北半球极光在一年中出现的天数

而住在阿拉斯加与加拿大育空地区的人类与北极熊和海豹一年可以看到200天的极光。在南极大陆的科学探险家与邻近海域的企鹅和蓝鲸、抹香鲸同样也可以看到200天以上的极光。

极光总是共轭发生的，即极光每一次出现一定都是南北半球上空同时对称发生的盛大演出。鉴于极光在空间物理现象及科学研究等方面的重要性，极光研究已成为世界各国极地高空大气物理科学领域研究中相当重要的环节。

我国中山站和黄河站均位于极隙区纬度，形成了国际上为数不多的共轭观测体系，可以开展独具特色的极光南北共轭观测。

极光下的京剧脸谱。一排废弃的油罐在上世纪90年代被中国南极科学考察队员绘上了京剧脸谱，它们就此成为了中山站的名片。

1989年2月我国在南极建立了中山站，并在中山站设立了研究极光的专门仪器设备和专业研究人员。

2004年7月，我国于挪威的斯瓦尔巴群岛建立了北极科学考察站——黄河站。

新奥勒松是极隙区，是研究高空大气物理尤其是极光的理想之地。中国的北极黄河科考站与南极中山站基本在磁纬75度上，中国科学家可以在南、北两极对极光进行同步追踪和研究。

当然，最好的极光观测地无疑是从太空俯视。

宇航员在国际空间站拍摄到的南极光

2011年9月17日，宇航员在国际空间站经过南印度洋上空时，发现在南极地区一次盛大的“极光秀”正在上演，于是拍摄下了这幅珍贵的照片。

极光大致发生在100—400公里高度的大气层上，从照片中我们可以清楚地看到，在最高处极光的颜色是由氧主导的红色，再往下则是极光最常见的绿色——氧原子发光受其他粒子碰撞阻碍时发出的颜色。

2004年1月末，在土星上出现了蓝色的极光 《博物》2008年04期

极光现象并非地球所独有，在太阳系中，木星和土星这两颗行星都有比地球更强的磁场，在它们磁极的附近也都会发生强烈的极光。

观测者们发现，在木星经常出现极光，比地球极光明亮数千倍，并且覆盖范围是地球的数倍，通常科学家们认为木星极光是太阳带电粒子与木星磁场发生碰撞所产生的，但也可能是由于木星和它的卫星单独交互作用所致。

经过处理的木星极光照片

什么时候能看到你的美丽

观看极光的好季节，莫过于春天的三四五月和秋天的九十月。而最棒的时节则是十一月的秋末冬初。

白天的时间已经缩短，太阳要在十点多才会升起，然后下午三点多就下山了，这是最后拍摄极光的良好时间，等到了一月、二月极光圈内的温度就太低，日照时间就太短，虽然夜长了，但常人很难消受。

想要尽可能大概率的看极光，除了去到极光圈覆盖的地方，配合太阳活动周期，找准晴朗无云的天气，远离城市的光污染，找到尽可能空旷的地方，想要看到极光最壮观的演出，关心太阳黑子活动也是很重要的一点。

太阳黑子爆发，如果导致晕状日冕物质抛射，并且抛射的方向大致指向地球，那么，拿起你的照相机吧，你将有可能看到极光最辉煌的盛宴。

最有希望看到北极光的地区，包括阿拉斯加北部、加拿大北部、格陵兰岛大部分、斯堪的纳维亚半岛北部以及俄罗斯北部。在太阳活动活跃、太阳风较强的时候，中国的漠河也有很小的可能性看到极光的尾巴。

你想去看极光吗？

原标题：看！极光！

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