有片｜什麼是地磁暴？為何在中國看到的極光大多是紅色？

受到地磁暴影響，中國北部多省區，從黑龍江到河北、北京，再到內蒙古，12月1日晚間紛紛迎來絢麗極光美景，中國國家地理頻道轉發微博，留言稱道「這是北京史上第二次極光影像記錄」，「北京極光」的話題更是毫無懸念衝上熱搜榜。但地磁暴是什麼？為何會產生極光？為什麼在中國看到的極光大多是紅色？此類話題也成為民眾好奇的問題。

地磁暴是一種典型的太陽爆發的活動，而做為太陽大氣最外層的日冕，在太陽爆發的時候，就會發生日冕物質拋射，一次拋射就能將數以億噸計的太陽物質，以數百數千米每秒的高速拋離太陽表面，不光是巨大質量與速度彙聚成的動能，還會攜帶著太陽強大的磁場能，一旦命中地球，就會引發地磁場方向與大小的變化，這就叫地磁暴。

有專家表示，當太陽日冕物質拋射或者太陽耀斑爆發後，會以光速傳播到地球，人類在上述太陽活動發生後約8分鐘便可知曉。而太陽帶電粒子流的傳播速度則要慢很多，大概需要兩三天的時間才能抵達地球，因此，人類可以對於可能出現的地磁暴進行預警。

地磁暴帶來的影響有很多，其中之一就是驅使地球高層大氣微粒運動加劇，最終造成大氣受熱膨脹，向著更高的空間擴散。而極光實際上只是地磁暴的「副產物」，也是人類肉眼可見、最直觀的現象。

當日冕物質攜帶著太陽的能量與地球相遇後，其中一部分會隨著地球磁場進入兩極，並與距離地面一百到四百千米高的大氣層發生撞擊，撞擊的過程伴隨著能量交換，這些能量在被大氣原子與分子的核外電子吸收之後，又快速得到釋放，釋放的結果就是產生發光。綠色與紅色極光便是來自氧原子，紫色與藍色極光則往往來自氮原子。

一般而言，極光都是在高緯度地區被觀測到，根據北京天文館研究員朱進介紹，大部分極光集中在地球上方的90—400公里。根據「人類觀測極光示意圖」，其中在300公里以上，極光以淺紅色為主，200—300公里以深紅色為主，100—200公里以綠色為主，100公里以下則是藍色、紫色或多種顏色混合的深紅色。

至於為什麼在中國看到的極光大都是紅色，而在北極圈內看到的是綠色？朱進解釋，這主要是因為地表有一定弧度，使得地球本身會遮擋一部分遠方的物體。如果觀測點離極光太遠，就只能看到高度更高的紅色極光。

朱進補充，地磁暴對人體的影響是很小的，可以忽略不計，但會對短波通信等產生影響，不過持續的時間也不會太長。此外，地磁暴可能會對空間站產生影響，空間站可能會因大氣拖拽造成軌道高度下降，衛星導航設備誤差也可能增大，航空飛行也會面臨通信環境變差和跨極區輻射的雙重風險，所以，提前預報也可以防範風險。