极光：太阳风与地球大气层的美丽邂逅

极光：太阳风与地球大气层的美丽邂逅

极光是地球上最神秘、最壮观的自然现象之一。它在夜空中舞动的绚丽光芒，吸引了无数人的目光。那么，极光究竟是如何形成的？为什么会有不同的颜色？我们又在哪里可以看到这种神奇的自然现象？本文将为您一一解答。

什么是极光？

极光是一种在天空中舞动的自然光现象，在地球的两极地区尤为常见。虽然迷人的极光需要夜空的衬托才较容易让肉眼观察得到，但极光实际上是太阳风与地球大气层和磁场相互作用的产物。在北半球出现的极光可被称为北极光，而在南半球的极光则被称作南极光。

太阳风和极光

太阳风是由太阳持续发射的高能量带电粒子形成。当太阳风穿越太空接近地球时，部分带电粒子会进入地球周围的大气层，并会被地球磁场所引导到地球的磁极附近。这些来自太阳风的带电粒子随后与地球大气中的原子和分子碰撞，碰撞会激发原子和分子到较高的能量状态。当这些原子和分子回到较低的能量状态时，能量便以光的形式释放，通常被称作极光。

图一 芬兰Köngä (位于北纬67.8°) 的极光。 (照片由作者提供)

极光的颜色

极光的颜色取决于碰撞发生的高度和涉及的原子类型。最常见的是绿色，这是在大气层较低高度的氧原子被碰撞时释放出来的。而当红色极光出现时，通常是在大气层高处的氧气被特别高能量的带电粒子碰撞造成的。蓝色的极光则是被激发的氮分子释放出来的。

图二 美国国家海洋和大气管理局 (NOAA)提供极光位置和强度的短期预报。

我们在哪里可以看到极光？

由于地球磁极距离地理极较近，极光最常出现在北极圈和南极圈周围的高海拔地区。在强烈的太阳活动期间，中纬度地区也有机会见到极光。不过，由于香港地处纬度较低，极光出现在香港夜空的机会甚微。

参考资料：
[1]香港天文台的太空天气主页 - 极光。
[2]What causes the Northern Lights? Aurora borealis explained. Royal Museums Greenwich.
[3]Aurora Tutorial | NOAA / NWS Space Weather Prediction Center.
[4]Kundtjänst. (2023, November 8). Norrsken. SMHI.

本文原文来自香港天文台（HKO）