形成原理
北極光是一種由 太陽活動 與 地球大氣層 相互作用而產生的自然現象。其形成需要以下三個關鍵條件:
- 太陽風暴(帶電粒子)
- 地球磁場
- 大氣層
當太陽釋放的帶電粒子(太陽風)到達地球時,地球磁場會將它們引導至南北極地區。這些高能粒子進入地球高層大氣(通常在 80 公里以上的高度)時,與氧原子和氮分子發生碰撞。
在碰撞過程中,原子和分子被激發,隨後回到基態時釋放出光芒,產生了我們看到的各種顏色:
- 氧原子:發出淺綠色光芒
- 氮分子:發出紫藍色或粉紅色光芒
觀測特徵
北極光通常以 綠色 為主,但也可能出現 紅色、藍色 和 紫色 等罕見顏色。它們在夜空中呈現多種形態,如帷幕狀、弧狀、帶狀和射線狀等。
極光的強度用 Kp 指數 衡量,範圍從 0 到 9 級:
- 0-1 級:極光肉眼難以察覺
- 3-4 級:極光相當活躍
最佳觀測時間和地點
觀賞北極光的最佳時期是每年 9 月至 3 月,特別是在春分和秋分前後。最佳觀測時間通常在 晚上 10 點至凌晨 2 點 之間。
北極光最常出現在北緯 66 至 69 度的環帶狀區域,被稱為「極光帶」。一些著名的觀測地點包括:
- 阿拉斯加的費爾班克斯(被稱為「北極光首都」)
- 冰島
- 北歐國家(如芬蘭、挪威等)
需要注意的是,極光的出現受多種因素影響,例如太陽活動、天氣條件和光污染等,因此觀測結果可能會有所不同。