上图是冰岛小镇维克。在冰岛这类地方，极光十分常见。在太阳极大期，极光的地理范围将向更南方扩张。图源：BEN HORTON, NAT GEO IMAGE COLLECTION
撰文：TERRY WARD
距德克萨斯摄影师韦斯利·卢金贝尔（Wesley Luginbyhl）上次在其家乡德克萨斯州见到北极光已有30年。然后，就在今年春天，他又拍摄到了两次极光。
一场尤为剧烈的太阳风暴——即太阳喷发出的带电高速粒子流——导致极光出现在比往常更南的纬度，包括弗吉尼亚州、亚利桑那州和西班牙南部都能目睹到它。
卢金贝尔说，在4月极光出现时，他并未期待拍到比地平线上微弱的红光更多的内容，但当他从阿马里洛（Amarillo）驾车向北前往特克萨霍马（Texahoma），“一整个北方地平线被光芒照亮。”他拍下了极其明亮的色彩——蓝，粉，红色和绿色的极光，卢金贝尔说，它们就出现在头顶正上方。
2024年，专家说我们将在此前见不到极光的区域获得更多极光。这是因为太阳正在接近大约11年的活动周期中的巅峰期（称为“太阳极大期”），这时的太阳活动是最强烈的。美国国家海洋及大气管理局（NOAA）位于科罗拉多博尔德（Boulder）的空间天气中心研究科学家马克·米施（Mark Miesch）说，此次极大期将比往常更令人瞩目，因为上一次发生于2014年的极大期是百年来最弱的一次。
这是否意味着2024年将会出现20年来最棒的极光？本篇文章将介绍一些你所需要了解的内容。
在德克萨斯州达尔哈特（Dalhart），柔和的红色极光映衬出一架风车的剪影。图源：WESLEY LUGINBYHL
同其他出现在比寻常方位偏南区域的极光不同，这道极光呈现出明亮鲜艳的橙色及绿色，与原本的红色相伴。图源：WESLEY LUGINBYHL
在太阳极大期如何观测北极光
阿拉斯加大学费尔班克斯分校（University of Alaska Fairbanks）地球物理研究所的研究副教授唐·汉普顿（Don Hampton）解释说，北极光出现在地球极点附近区域，构成“极光椭圆带”或称“极光带”。但根据太阳风（一束从太阳大气向外射出、可被风暴增强的带电粒子流）的强度，该区域一直在偏移和变化。专家预计，在太阳极大期，极光带扩大并更加活跃的情况将出现得更为频繁。
“能量更高时，（极光带）变得更厚，并向更南方延伸，”汉普顿说，“我认为美国中西部甚至中西部以南区域（北纬40度线）处的人们也很有机会在这次太阳周期中看到一两次激光，这不算太狂野的预测，不过也不能下定论。”在美国，北纬40度线经过犹他州普罗沃（Provo），科罗拉多博尔德，印第安纳州波利斯（Indianapolis）的北部和俄亥俄州哥伦布市（Columbus）。
极光预测应用如NOAA’s Space Weather Prediction Center（美国国家海洋及大气管理局空间天气中心），Aurora Alerts（极光提醒）和My Aurora Forecast & Alerts（我的极光预报与提醒）等都可以帮助追光者们预测何时是观测北极光的最好时机，并了解极光带又会随太阳活动向南拓展多少。瑞典空间物理学研究所（Swedish Institute of Space Physics）空间天气科学家马格努斯·维克（Magnus Wik）说，通常，极光在三月春分和十月秋分附近更为频繁。
在时机和地点问题上还有更多内容需要考虑——在多云或有光污染的天空下，观察极光将变得更困难，甚至无法办到。
为避开人为光污染的影响，你可以考虑在国际暗天协会官网（DarkSky.org）搜索世界各地经过认证的国际暗天地点。
根据观测者与极光带的相对位置，观察的方向也同样重要。“在阿拉斯加，赶上大型太阳风暴时，我们就看头顶或南方，”汉普顿说，“而在中西部，则需要找一片空地，然后向北看，才将获得所能看到的景象。”
米施提醒道，各处看到的极光景致并不都一样。
“在美国本土那些极少能见到极光的区域，你能看见的往往是地平线上微弱的红光——全然不像摄影作品和影片中那样惊艳。”他说。
在这张拍摄于2015年10月的图像里，横跨太阳顶部的黑域是磁场向太空开放的冕洞。一股由该冕洞产生的高速太阳风为地球上的数个夜晚带来了极光。图源：NASA, EYEVINE/REDUX
太阳活动和太阳极大期
太阳目前所处周期是开始于2019年12月的第25个太阳活动周期。这颗距离我们最近的恒星预计于更早的时间达到活动峰值，活动强度也将高于NOAA在周期之始所做的预测。
维克说，太阳耀斑、日冕物质抛射和太阳黑子只是预计于2024年增加频率与强度的太阳活动的一部分。
太阳黑子是太阳表面更暗、更冷的区域，此处的磁力比其他区域显著增强。汉普顿说，本次周期已经出现了比过往几个周期更多的太阳黑子。而太阳耀斑和日冕物质抛射（CMEs）往往发生在这些区域附近，并且这两类活动都会向太空发射能量。
“太阳极大期预示着更多太阳风暴的到来；在风暴期间，北极光将更加频繁和强烈，持续得更久，而且延伸到比往日更低的纬度。”约翰霍普金斯应用物理学实验室地球空间风暴研究中心（Center for Geospace Storms at the Johns Hopkins Applied Physics Laboratory）主任兼空间物理学家斯拉瓦·梅尔金（Slava Merkin）说。
米施说，极光是在太阳风（被称为等离子体的热磁化气体流）与磁层（地球磁场主导的环绕地球的空间区域）的相互作用下产生的。能引发极光的太阳等离子体发射有两种，分别是日冕物质抛射和高速太阳风。后者还可引发较弱的地磁暴。
太阳风暴如何影响地球？
米施说，虽然众多太阳风暴将太阳风吹往其他方向，但前来撞击地球的那些会压缩、扭曲我们的磁层——即环绕着地球的保护性磁泡。
NOAA空间天气中心项目协调人比尔·穆塔夫（Bill Murtagh）说，外层大气和磁层的状况以多种形式影响着地球科技，包括扰乱GPS功能和干扰低轨道卫星。
与过去20年相比，近年太阳活动水平有所提高，2024年还将继续上升，米施说，这表示有更多的太阳风暴可供研究。
“随着对这些现象的观测增多，对其了解就会加深；而我们了解得越好，便能更好地预测它们。”
（译者：绿酒）