极光为何多呈绿色？高空100-400公里幻化多彩

黑龙江漠河天上挂出一片红绿交织的光带。有人惊呼老天爷显灵，有人转发说这是大灾前兆，还有人翻出三千年前的史书说古人早就记下来过。

极光这玩意儿，到底是吉是凶？为什么大多是绿色，有没有其他颜色？

让我感到挺意外的是，极光这事儿压根不是洋人先看见的。咱们老祖宗观测极光，比西方早了差不多三千年。

我翻了一下资料，公元元年之前中国正史和地方志里的极光记录加起来超过120条。从西周一直记到唐代，凡是大地磁暴，史官基本一次没漏。颜色、形状、持续多久，记得相当细致。可惜古人不知道太阳风是啥，也搞不懂磁场，只能往神鬼吉凶上靠。

到了1619年，意大利人伽利略给极光起了个名字叫Aurora Borealis，意思是北极的黎明。名字听着挺浪漫，可他自己也说不清这光到底咋来的。一直拖到1900年前后，挪威科学家柏克兰在实验室里用磁场把带电粒子打偏，才算从物理上把极光成因弄明白。

还有一件事我觉得挺有意思——极光到底有没有声音？北极那一带的观测站，三百多个长期蹲点的工作人员都说听见过嘶嘶声、噼里啪啦的动静。

可主流科学家一直坚持，极光在一百公里以上的高空，声音根本传不到地面。2016年芬兰那边搞了个研究，说真捕捉到了极光发出的声音。现在学界两派吵得不可开交，一派认为低空电离层静电放电产生了次声波，另一派咬定是大气尘埃静电摩擦发声。NASA也在持续更新这方面的电离层观测数据。我个人觉得，这事到现在没个准信儿，你不能说听见的人都是耳朵出毛病，也不能说科学已经解释透了——它就是一个观测到了、但原理还没完全破译的中间状态。

颜色这事儿先聊聊。绝大多数人脑子里的极光，就是一条绿油油的光带。这话不算错，绿色确实最常见，但说极光只有绿色那就外行了。

道理其实不复杂。氧原子在不同高度被太阳风粒子撞击，会蹦出不同颜色的光。300到400公里高的氧原子发红光，100到200公里的发绿光。再往下到100公里以下，氮分子就发蓝紫色。一场强地磁暴能把这三层大气全点亮，红绿蓝紫一起上，那才叫真正的五彩极光。

2024年5月10日那一夜，NOAA空间天气预报中心监测到G5级超大地磁暴，这是2003年以来地球碰上的最强一次。咱们国家空间天气监测预警中心11日上午9点直接发了红色预警，Kp指数9满格。

黑龙江、新疆、甘肃、内蒙古全境冒出极光，连北京怀柔山区都肉眼可见。新疆阿勒泰的摄影师说，整个北方天空一片通红。墨西哥那个沙漠城市墨西卡利，夜空都被粉色和紫色照亮了。欧洲从德国、瑞士一路到西班牙都看得见，南半球的澳大利亚、新西兰也拍到了南极光。

再说位置。极光只在北极？南极那边对应着南极光，俩是同步发生的。地磁暴每往上升两级，极光能看到的最低纬度就往南推大约8度。2024年那场G5级磁暴，极光直接干到美国佛罗里达和墨西哥北部去了。

还有一个迷思——空间天气预报说今晚极光强，是不是闭着眼也能拍到？想得太美了。预报告诉你的只是太阳粒子有多猛。地面这边还有四道关要过：云层厚不厚、城市光污染重不重、月亮亮不亮、行星际磁场方向对不对。

任何一项不配合，预报再准你也只能干瞪眼。2026年1月漠河那次能看成，是赶上了天气晴朗加蛾眉月的好时候，月光干扰特别小。我认识的一些追光老手，从来不看单一指标，极光指数、气象云图、光污染地图、月相日历，四样数据一起对照着来。

不少人把极光跟下雨打雷归到一类去了，这个误会传得最广，也最不靠谱。

地面天气全发生在30公里以下的对流层。极光呢？人家在100公里以上的热层和电离层活动。一个在咱们头顶不远，一个在大气层最外圈，根本不在一个频道上。

那极光的能量从哪儿来？答案是1.5亿公里外的太阳。

现在这条链子科学家拆得明明白白：太阳耀斑炸了，日冕物质往外抛，太阳风带着大堆带电粒子冲向地球，地球磁场把粒子兜住，沿着磁力线往两极漏，最后跟高层大气原子撞上发出光。这一整套流程，跟咱们头顶的风云雨雪一点关系都没有。

20世纪60年代范艾伦辐射带理论搞清楚之后，学界就把极光归到空间天气这个类别里去了。可老百姓还是分不清，每次有大地磁暴的新闻，评论区总有人留言说降温下雪才会出极光。国家空间天气监测预警中心年年科普，还是有人弄混。

话说回来，空间天气和地面天气虽然机制各管各的，可强地磁暴能把电离层搅得天翻地覆，航空通信、地面电网都跟着遭殃。这也是为啥国家空间天气监测预警中心要24小时盯着、随时发预警——这玩意儿直接关系到通信、导航、卫星这些国之重器的安全。

1979年3月，旅行者1号探测器从木星身边飞过，在木星背面拍到了一道长达3万公里的巨型光带。这是人类第一次在地球之外看见极光。

打那以后，太阳系里的极光一个接一个被发现。2023年12月25日，韦伯太空望远镜拍到木星两极那种永不熄灭的极光。木星磁场强度是地球的好几万倍，极光亮度比地球强一百多倍，还多出一种地球没有的X射线极光。卡西尼探测器2005年在土星上拍到环状极光。

火星呢？火星没有全球性的磁场，只剩下零星的局部磁场残骸，所以极光稀稀拉拉、特别微弱。MAVEN探测器在火星上一共发现了三种极光，分别叫离散极光、弥漫极光和蛇形极光。

我研究下来，极光要出现，说到底就两个条件——行星得有磁场，得有大气层。太阳系里满足这俩条件的星球不少，但每家磁场强度不一样，大气成分也千差万别，所以极光的样子、亮度、光谱都各有各的特色。

让我特别意外的一点——太阳风不是带电粒子的唯一来源。木卫一表面密密麻麻全是活火山，不停地往太空喷物质，这些粒子被木星磁场一兜，照样能搞出极光来。这个发现把过去太阳风一统天下的老理论给修正了。

极光这东西，古人当神谕看，现代人当风景拍。两种态度都各有各的道理。我觉得吧，古人记录得是真细致，可惜归因偏了；现代科学把物理机制讲清楚了，可极光到底有没有声音，到今天还说不明白。

最后想问问各位老铁：您这辈子有没有亲眼见过极光？是在国内看的还是在国外？还有那个老话题——您觉得极光到底有没有声音？

参考资料：《竹书纪年》极光记载考证，科普中国NOAA空间天气预报中心2024年5月G5地磁暴观测报告，NOAA/SWPC国家空间天气监测预警中心2024年5月地磁暴红色预警，中国气象局黑龙江省气象局2026年1月X1.9级耀斑漠河极光监测记录，黑龙江省气象局NASA韦伯望远镜海王星极光观测（2025年3月），NASA/STScIESA韦伯望远镜天王星极光观测（2026年2月），ESA/Webb