2024年5月的驚嘆極光
2024年5月的驚嘆極光
陳玉卿、陳映霖
2025年9月
2024年5月，社交媒體湧現大量令人驚嘆的極光照片，全球七大洲超過55個國家均有極光報告，當中包括一些遠離兩極且緯度較低的地區，例如中國北部、韓國、日本以及美國的佛羅里達州等。到底這次大範圍的極光是如何產生？
太陽發生了什麼事？
2024年5月初，多地科學家觀測到太陽表面有一個區域，由高度活躍的太陽黑子組成，並有多次太陽耀斑爆發。國家空間天氣監測預警中心及美國國家航空暨太空總署（NASA）均指出，太陽耀斑的強度達最強烈的X級。從NASA拍攝的影像估算，這個活躍區域的大小相當於地球的17倍左右（圖一）。太陽耀斑的出現亦伴隨數次日冕物質拋射，過程中的日冕物質（包括高能量帶電粒子）高速朝向地球。
圖一 2024年5月7日拍攝的太陽影像。相片中間為多次出現太陽耀斑爆發的區域，而右下方則為相對的地球大小。
（圖片來源︰美國國家航空暨太空總署）
（圖片來源︰美國國家航空暨太空總署）
地球發生了什麼事？
高度活躍的太陽活動最終令地球於2024年5月10日開始經歷二十多年來最強烈的地磁暴，被美國太空天氣預報中心列為「G5」的最高級別。這場地磁暴影響了全球定位系統的信號，多地通訊設備受到影響。
一般來說，當太陽發射的高能量帶電粒子進入地球大氣層，會被地球磁場引導到磁極一帶。由於地球磁極接近地理上的南北極，極光通常出現在高緯度地區。不過是次劇烈的太陽活動，導致龐大數量的高能量帶電粒子進入地球，地球磁場出現明顯的扭曲，因此極光能夠出現於一些較低緯度的地區，範圍比平時大得多。另一方面，不少地區觀測到的極光呈現紫紅色，並非較常見的紅色。有研究透過分析數百張照片後發現，這些極光出現於離地面約900公里以上的高度，而一般紅色的極光離地面僅600公里左右。科學家推測這場地磁暴將地球的熱成層加熱至超過1,100°C並使其膨脹，氮分子與氧分子同時被激發，導致紅、藍光極光混合，變成紫紅色。
圖二 攝於2024年5月的英國倫敦極光。 （照片由MC CHOW提供）
總結
根據現有記錄，史上最強太陽風暴 — 1859年卡靈頓事件，曾導致巴黎、華盛頓的電報站出現火花，大部分通訊線路因此需要關閉。雖然2024年是次地磁暴對世界各地通訊造成的影響不及卡靈頓事件，更令我們能夠欣賞驚嘆的極光，但這場風暴再次提醒人類要警覺極端地磁暴可能對地球造成的影響。
參考資料：
[1] 我國發佈太陽耀斑預警 ，會影響正常生活嗎? 中國氣象局。
[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] 我國發佈太陽耀斑預警 ，會影響正常生活嗎? 中國氣象局。
[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.