2013年11月9日 星期六

北極光是怎樣形成的?

當決定要去北極光,就要了解極光,因為它不是一個景點,而是難以捉摸的天文現象!
就地點、就時間、就季節、就高峰期、就連月圓月缺都就埋,就是為了增加看到北極光的機會
這麼大費周章,看來很麻煩呵!? 可是我會說,我的努力配合一點也沒白費,而且也太值得了! 


極光是怎樣形成的? 
為什麼會在北極或南極才看到極光呢?
要有怎樣的條件下才可以看到?
為什麼北美阿拉斯加的Fairbanks適合看極光?
極光可以預測嗎? 
晚上幾點出外看? 
去哪裡看?



極光是怎樣形成的?
根據美國國家航空暨太空總署「瑟宓斯衛星任務」(2007/12)(Themis mission)
傳回的新數據,科學家發現太陽釋放的帶電粒子像一道氣流飛向地球,
碰到北極上空磁場時又形成若干扭曲的磁場,
帶電粒子的能量在瞬間釋放,以燦爛眩目的北極光形式呈現,
而地球的極光主要只有
二色是因為在熱成層氮氣原子被電子撞破,
分別發出紅色和綠色光。

資料來源:
http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E6%9E%81%E5%85%89http://www.aurora.idv.tw/http://miragemaster.blogspot.hk/2008/10/blog-post_06.html
解釋極光發生的影片:
http://www.youtube.com/watch?v=6G1MtO1XLPE&list=PLLUlN3ypdMZFHc5NnuN3edOcjR31QjTBuhttp://www.youtube.com/watch?v=7AmyfuJDMlY&list=PLLUlN3ypdMZFHc5NnuN3edOcjR31QjTBu


為什麼會在北極或南極才看到極光呢?

北極光的能源來自帶電粒子與兩極磁場接觸產生的扭曲磁場,
但這個理論一直到2010年5月才獲得證實,
當時瑟密斯任務的衛星群從地球上空6萬多公里首度測到扭曲磁場的結構。
極光是地球周圍的一種大規模放電的過程。
來自太陽的帶電粒子到達地球附近,
地球磁場迫使其中一部分沿著磁場線(Field line)集中到南北兩極。
當他們進入極地的高層大氣時,與大氣中的原子和分子碰撞並激發,產生光芒,形成極光

在北半球觀察到的極光稱北極光,南北球觀察到的極光稱南極光

要有怎樣的條件下才可以看到?
要看到極光有四大因素:
1. 磁緯 (Geomagnetic Latitude)
由於太陽的帶電物質一般只會在地球磁場緯度67度附近進入地球大氣層,
產生極光,於是在磁緯67度上形成一條"極光帶"(Aurora Oval),如下圖

在太陽活動低潮時,極光帶會很窄,
而在高峰時,會向南擴闊至Yukon Creek、Edmonton、Calgary、Anchorage等地。
在1958年的一次太陽風暴大爆發,極光竟出現在墨西哥的上空。
所以除非是要測驗自己的運氣,在平常日子儘可能應選擇接近這緯度的地區來提高機會,
例如
Fairbanks 64度
Dawson City 66度
Yellowknife (包括Hay River) 68度
Whitehorse 64度
Reykjvik (冰島) 64度

2. 天氣

當然要有好的天氣才有機會見到極光。
在北美洲,一般來說,愈北的雲量愈少,冬季又比夏天雲量少,
以西經120度、北緯66度計,1月份雲量是20%,慢慢昇至8月份的80%。

雨量方面,也是愈北愈少,
而加拿大Northwest Territories中部,
包括Great Bear Lake及Great Slave Lake一帶冬季雨量也很低,
而每年4~5月,下雨/雪的日子低於7日,是比較合適的地區。
相反地,美國阿拉斯加在夏季則比較少雨水,5~9月平均低於2吋,有雨日子是7~12天。

3. 交通
最好選擇有飛機或巴士直接可到的地方,
不過,由於大部份地區都在內陸,
除美國Fairbanks外,由口岸城市坐巴士去,往往要超過20小時,所以要平衡一下時間與金錢。
有定期飛機航班的城市:
Whitehorse-Dawson City (Air North)
Vancouver-Whitehorse (Air Canada)
Calgary-Edmonton-Yellowknife (Air Canada)
Seattle-Anchorage-Fairbanks (Alaska Air)
有定期巴士班次的城市:
Anchorage-Fairbanks-Tok-Whitehorse (Alaska Direct Bus)
Fairbanks-Whitehorse-Dawson City (只限夏季) (Alaska Shuttle)
Edmonton-Peace River-Hay River-Yellowknife (Greyhound)
按交通計,Fairbanks和Yellowknife (包括Hay River)應該是首選。

4. 年、月、日、時間
a) 根據研究,1年中最佳觀測極光的月份是在春分和秋分前後,即3~4月和9~10月
b) 另外,太陽活動是有一個穩定的周期 - 太陽黑子周期,下次高峰期在2012~2014年


由於月光直接影響極光的觀測和不利長時間曝光攝影,
所以儘可能避開有月光的晚上,一般是由農曆初七至廿三。
根據以上資料要求,可以得出以下2011~2014年3~4月和9~10月的最佳觀測極光的日子:
2011年 - 1/3~11/3、27/3~9/4、20/9~3/10、19/10~2/11
2012年 - 15/3~28/3、13/4~26/4、8/9~22/9、8/10~22/10
2013年 - 4/3~18/3、3/4~16/4、1/9~11/9、27/9~11/10
2014年 - 23/3~6/4、22/4~5/5、16/9~30/9、16/10~30/10

資料來源:感謝 travelife 旅遊人生論壇的師兄指教!!
http://www.travellife.org/forum/viewthread.php?fid=102&tid=78474&extra=page%3D1

http://www.travellife.org/forum/viewthread.php?tid=75285&extra=&page=1


為什麼北美阿拉斯加的Fairbanks適合看極光?
極光最常出沒在南北磁緯度67°附近的兩個環狀帶區域內,
分別稱作南極光區和北極光區。
北半球以阿拉斯加、北加拿大、西伯利亞、格陵蘭冰島南端與挪威北海岸為主;
而南半球則集中在南極洲附近。
值得一提的是:北極附近的阿拉斯加、北加拿大是觀賞極光的最佳地點,
阿拉斯加的費爾班(Fairbanks)更贏得“北極光首都”的美稱,一年之中有超過200天的極光現象。 

1. 在北極圈附近地帶 (緯度約60度至70度之間)
2. 內陸乾燥又氣候穩定的地帶 (不像北歐北部常受海洋性氣候影響而天氣反覆多雲雨)
3. 有足夠的黑夜時間 (
晚秋或初春時只有一半時間有日照)4. 少人為光害 (阿拉斯加地大人煙少,在市區半個小時車程就可進入無街燈民居的全黑山區或郊區)
5. 擁有很多很近市區但無遮無掩的開揚觀景點


極光可以預測嗎? 
信不信由你,極光的出現,一如地球的天氣一樣,原則上是可以預測的,
因它是由太陽活動引起,而太陽活動是可以觀測到的,
但當然目前仍局限只有3天預報(美國NOAA提供-http://www.swpc.noaa.gov/forecast.html)。


阿拉斯加/北美洲的預測-
http://www.gedds.alaska.edu/auroraforecast


晚上幾點出外看?
而全黑夜的時間(天文學定義)是3~4月23:30~3:30 am及 9~10月22:30~4:30 am
綜合以上資料,3~4月則到加拿大的Northwest Territories比較好,
而9~10月到美國阿拉斯加比較好,每晚都有至少4小時觀測時間。

所以如果真的想一見極光,不想失望而回,
就應該儘量安排在這幾段時間,機會會大於50%,
但當然這只是按有關資料推算,不是硬科學,沒有100%保證。



去哪裡看?
我在費爾班克斯Fairbanks的極光取景地點:
~ Chena Hot Springs Road
~ Chena Hot Springs Resort
~ Chandalar Ranch 民宿
~ Pipeline vistor Center
~ Chena Lake
~ University of Alaska Fair Banks Ox Farm



極光動態欣賞:Coronal aurora over Fairbanks, Alaska (January 22, 2012)
http://www.youtube.com/watch?v=ZuXLGuPPgd4

Northern Lights, Galena , Alaska. Aurora Borealis.

http://www.youtube.com/watch?v=MfPXLfkmQss


後感:為成就這趟極光之旅,紮紮實實地上了一堂天文課,這也讀萬卷書不如行萬里路的真諦!

沒有留言:

張貼留言