天上的帘幕

从太阳吹来的风

太阳不停地向外抛出带电的粒子，这股粒子流叫作太阳风。地球的磁场像一个看不见的罩子，把大部分粒子挡在外面。

但在地球背着太阳的那一侧，磁场被拉出一条长长的尾巴。能量在那里积蓄起来，把一些电子加速，顺着磁力线射回地球。

地球与磁场示意 · 未按比例

只在两个圈里

电子很容易顺着磁力线滑行，却很难横穿过去。从磁尾伸回来的磁力线，在南北两个磁极附近扎进大气层，所以极光出现在围绕磁极的两个椭圆形圈带里，大约在磁纬 60° 到 75° 之间。

北边的叫北极光，南边的叫南极光，它们通常同时亮起，像一对不完全相同的镜像。

圈带下的山谷

这是瑞典拉普兰的阿比斯库，地形取自卫星高程数据：冬天封冻的托讷湖，南岸的桦树林，以及东南方两座山之间那道 U 形的山口“拉普门”。阿比斯库位于北纬 68.4°，在北极圈以北约 200 公里。

如果以磁极而不是地理北极为中心来画纬度，阿比斯库在磁纬约 66°，正落在极光圈带经过的 60° 到 75° 之间。它四面环山，处在雨影里：1991 到 2020 年，这里每年的降水只有约 350 毫米，是瑞典气象站中最少的，所以冬夜常常晴朗。

瑞典阿比斯库 · 68.35°N 18.82°E · 高度放大 2 倍 · 树木不按比例 · 极光画得比实际（约 100 公里高）低得多

一百公里高的帘幕

电子撞上高空的氧原子和氮分子，把能量交给它们；这些原子和分子再把能量以光的形式放出来。极光通常出现在离地面 80 到 500 公里的高处，比飞机高得多。

因为电子沿着磁力线落下，极光常常排成一道道竖直的光幕，随着磁场的变化飘动、卷曲。

极光的帘幕 · 颜色随高度变化

绿、红与粉

颜色取决于被撞的是哪种气体、在多高的地方。大约 100 到 200 公里高处，氧原子发出最常见的绿光；200 公里以上，稀薄的氧发出红光。

更低处，氮会给帘幕的下缘镶上一道粉红色的边。几种光混在一起，又能看起来像紫色、粉色甚至白色。

当太阳格外活跃

太阳抛出的粒子越猛烈，磁场受到的扰动越大，极光的圈带就越往赤道方向扩张。

平常要到靠近南北极的高纬度地区才看得到的极光，在最强烈的地磁暴中也会远远南下：2024 年 5 月那一次，美国和欧洲的大部分地区、亚洲的一些地方都看到了极光。

此刻的极光

这颗地球上的极光不是画出来的：它来自美国国家海洋和大气管理局空间天气预报中心的模型预报，显示未来半小时到一个半小时内极光的位置和强度。

越亮的地方，未来一个小时左右越可能看到极光。预报的日期和时刻显示在右上角。

极光预报：NOAA 空间天气预报中心 OVATION 模型