2024年5月的惊叹极光
2024年5月的惊叹极光
陈玉卿、陈映霖
2025年9月
2024年5月，社交媒体涌现大量令人惊叹的极光照片，全球七大洲超过55个国家均有极光报告，当中包括一些远离两极且纬度较低的地区，例如中国北部、韩国、日本以及美国的佛罗里达州等。到底这次大范围的极光是如何产生？
太阳发生了什么事？
2024年5月初，多地科学家观测到太阳表面有一个区域，由高度活跃的太阳黑子组成，并有多次太阳耀斑爆发。国家空间天气监测预警中心及美国国家航空暨太空总署（NASA）均指出，太阳耀斑的强度达最强烈的X级。从NASA拍摄的影像估算，这个活跃区域的大小相当于地球的17倍左右（图一）。太阳耀斑的出现亦伴随数次日冕物质抛射，过程中的日冕物质（包括高能量带电粒子）高速朝向地球。
图一 2024年5月7日拍摄的太阳影像。相片中间为多次出现太阳耀斑爆发的区域，而右下方则为相对的地球大小。
（图片来源︰美国国家航空暨太空总署）
（图片来源︰美国国家航空暨太空总署）
地球发生了什么事？
高度活跃的太阳活动最终令地球于2024年5月10日开始经历二十多年来最强烈的地磁暴，被美国太空天气预报中心列为「G5」的最高级别。这场地磁暴影响了全球定位系统的信号，多地通讯设备受到影响。
一般来说，当太阳发射的高能量带电粒子进入地球大气层，会被地球磁场引导到磁极一带。由于地球磁极接近地理上的南北极，极光通常出现在高纬度地区。不过是次剧烈的太阳活动，导致庞大数量的高能量带电粒子进入地球，地球磁场出现明显的扭曲，因此极光能够出现于一些较低纬度的地区，范围比平时大得多。另一方面，不少地区观测到的极光呈现紫红色，并非较常见的红色。有研究透过分析数百张照片后发现，这些极光出现于离地面约900公里以上的高度，而一般红色的极光离地面仅600公里左右。科学家推测这场地磁暴将地球的热成层加热至超过1,100°C并使其膨胀，氮分子与氧分子同时被激发，导致红、蓝光极光混合，变成紫红色。
图二 摄于2024年5月的英国伦敦极光。 （照片由MC CHOW提供）
总结
根据现有记录，史上最强太阳风暴 — 1859年卡灵顿事件，曾导致巴黎、华盛顿的电报站出现火花，大部分通讯线路因此需要关闭。虽然2024年是次地磁暴对世界各地通讯造成的影响不及卡灵顿事件，更令我们能够欣赏惊叹的极光，但这场风暴再次提醒人类要警觉极端地磁暴可能对地球造成的影响。
参考资料：
[1] 我国发布太阳耀斑预警 ，会影响正常生活吗? 中国气象局。
[2] Five historically huge solar events, National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), 14 April 2025.
[3] The biggest geomagnetic storm in 20 years: NASA's lessons and surprises, by Mara Johnson-Groh, NASA's Goddard Space Flight Center, 10 May 2025.
[4] There’s a Violent Solar Storm That Could Have Been Worse—Here’s the Scary Truth, NASA SPACE NEWS, 11 May 2025.
[5] The Gannon Storm: citizen science observations during the geomagnetic superstorm of 10 May 2024, Maxime Grandin, et. Al. (2024), https://doi.org/10.5194/gc-7-297-2024.
[6] Extended magenta aurora as revealed by citizen science. Kataoka, R., Reddy, S.A., Nakano, S. et al. Sci Rep 14, 25849 (2024). https://doi.org/10.1038/s41598-024-75184-9.
[1] 我国发布太阳耀斑预警 ，会影响正常生活吗? 中国气象局。
[2] Five historically huge solar events, National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), 14 April 2025.
[3] The biggest geomagnetic storm in 20 years: NASA's lessons and surprises, by Mara Johnson-Groh, NASA's Goddard Space Flight Center, 10 May 2025.
[4] There’s a Violent Solar Storm That Could Have Been Worse—Here’s the Scary Truth, NASA SPACE NEWS, 11 May 2025.
[5] The Gannon Storm: citizen science observations during the geomagnetic superstorm of 10 May 2024, Maxime Grandin, et. Al. (2024), https://doi.org/10.5194/gc-7-297-2024.
[6] Extended magenta aurora as revealed by citizen science. Kataoka, R., Reddy, S.A., Nakano, S. et al. Sci Rep 14, 25849 (2024). https://doi.org/10.1038/s41598-024-75184-9.