12：天文
夏夜，你在小区纳凉刷手机，而此刻，南极的冬夜正笼罩着长城站的科考队员。他们或许裹紧毛毯，正等待一场太阳风与地球磁场碰撞的奇迹——极光。绚烂的绿、偶尔掠过的紫，在南极洲的天幕上舞动，化作这片冰雪大陆最极致的浪漫。
极光诞生记
极光的形成，源于太阳活动、地球磁场与地球高层大气之间的相互作用。
太阳持续喷射出许多带电粒子，这些粒子组成了粒子流，以极高的速度在太空中传播，这便是太阳风。地球拥有一个无形的磁场，名为地磁。磁场会改变移动电荷的轨迹，因此地磁能使太阳风中的带电粒子在接近地球时发生偏转。它就如同一个巨大的盾牌，为地球表面抵御了大部分太阳风的直接侵袭。
然而，这个盾牌并非完全无懈可击，它也有薄弱之处——在地球的南北极附近，磁场线会向下弯曲，形成了类似漏斗的空间结构。这一漏斗状区域成了太阳风带电粒子的突破口，它们抓住这一薄弱环节趁虚而入，高速冲向地球两极附近的高层大气。
地球的高层大气虽然稀薄，但仍然有许许多多的氧原子和氮原子。当高速带电粒子流与氧原子、氮原子发生猛烈碰撞时，会将能量传递给这些原子，使其处于一种“激发”状态。被激发的原子变得不稳定，它们无法消化如此多的能量，于是会很快把多余的能量给释放出来。这些被释放的能量会以光的形式向周围辐射，形成点点光芒。
当大量的带电粒子对南北两极的高层大气进行“狂轰滥炸”时，会同时发生无数次这样的碰撞。于是，无数微小的光芒汇聚在一起，便形成了我们在天空中看到的绚丽多彩、不断舞动的极光。
极光观测指南
极光主要分布在地球南北两极附近，那里有一个被称为“极光椭圆带”的区域，这两个环状区域分别围绕着地球的两个磁极，它们是观赏极光的最佳位置。观测极光的最佳时间是在夜晚，而且需要处于尽可能黑暗的环境，远离城市灯光以及满月之时。
一年之中，每个半球的冬季是观测极光的理想季节，因为冬季的夜晚漫长而黑暗，在高纬度地区甚至有极夜现象。具体来说，北半球的极光观测旺季通常是每年的十二月到三月，而南半球则是每年的六月到十月。
此外，有趣的是，科学家发现极光活动在春分和秋分前后往往会更加活跃，这可能与地球磁场此时恰巧处于有利于极光生成的倾斜角度有关。因此，春分和秋分也可能是观测极光的好时机，而且此时的户外可能比严冬时分要稍微温暖一些。
低纬度也可能有极光
极光主要集中在两极附近的高纬度地区，这是由地球磁场的结构特性决定的。然而，当太阳风暴发生时，太阳活动异常剧烈，它喷洒出的带电粒子尤其多，就有可能会突破常规的地球磁场屏障，从而导致极光现象出现在低纬度区域。
例如在2024年5月就出现过一次全球范围内的极光大爆发事件，我国新疆、甘肃、内蒙古等多地，美国南部，法国南部，阿根廷中部等中纬度区域的天空中都出现了清晰可见的极光。
但这是一种极其罕见的现象，需要非常强烈的太阳活动才能发生。通常情况下，在低纬度地区（尤其是赤道地区）上空，地磁的保护作用是很强的，带电粒子很难突破障碍冲进大气层并引起极光现象。
来源：科普中国