有片｜什么是地磁暴？为何在中国看到的极光大多是红色？

受到地磁暴影响，中国北部多省区，从黑龙江到河北、北京，再到内蒙古，12月1日晚间纷纷迎来绚丽极光美景，中国国家地理频道转发微博，留言称道“这是北京史上第二次极光影像记录”，“北京极光”的话题更是毫无悬念冲上热搜榜。但地磁暴是什么？为何会产生极光？为什么在中国看到的极光大多是红色？此类话题也成为民众好奇的问题。

地磁暴是一种典型的太阳爆发的活动，而做为太阳大气最外层的日冕，在太阳爆发的时候，就会发生日冕物质抛射，一次抛射就能将数以亿吨计的太阳物质，以数百数千米每秒的高速抛离太阳表面，不光是巨大质量与速度汇聚成的动能，还会携带著太阳强大的磁场能，一旦命中地球，就会引发地磁场方向与大小的变化，这就叫地磁暴。

有专家表示，当太阳日冕物质抛射或者太阳耀斑爆发后，会以光速传播到地球，人类在上述太阳活动发生后约8分钟便可知晓。而太阳带电粒子流的传播速度则要慢很多，大概需要两三天的时间才能抵达地球，因此，人类可以对于可能出现的地磁暴进行预警。

地磁暴带来的影响有很多，其中之一就是驱使地球高层大气微粒运动加剧，最终造成大气受热膨胀，向著更高的空间扩散。而极光实际上只是地磁暴的“副产物”，也是人类肉眼可见、最直观的现象。

当日冕物质携带著太阳的能量与地球相遇后，其中一部分会随著地球磁场进入两极，并与距离地面一百到四百千米高的大气层发生撞击，撞击的过程伴随著能量交换，这些能量在被大气原子与分子的核外电子吸收之后，又快速得到释放，释放的结果就是产生发光。绿色与红色极光便是来自氧原子，紫色与蓝色极光则往往来自氮原子。

一般而言，极光都是在高纬度地区被观测到，根据北京天文馆研究员朱进介绍，大部分极光集中在地球上方的90—400公里。根据“人类观测极光示意图”，其中在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深红色。

至于为什么在中国看到的极光大都是红色，而在北极圈内看到的是绿色？朱进解释，这主要是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。

朱进补充，地磁暴对人体的影响是很小的，可以忽略不计，但会对短波通信等产生影响，不过持续的时间也不会太长。此外，地磁暴可能会对空间站产生影响，空间站可能会因大气拖拽造成轨道高度下降，卫星导航设备误差也可能增大，航空飞行也会面临通信环境变差和跨极区辐射的双重风险，所以，提前预报也可以防范风险。