北京上空出现的是极光还是气辉？

       极光是一种空间等离子体现象，主要发生在具有內禀磁场和大气的行星上。地球上的极光，是由于来自地磁场包围的磁层空间和太阳风的带电高能粒子被地磁场导引带进地球大气层，并与高层大气中的原子碰撞造成的发光现象。极光受太阳活动和地磁场的控制，在接近极光卵的有限纬度处一般都能观测到。

       气辉又称“夜辉”，是高层大气的微弱发光现象。源自大气某些成分受太阳光照射后，在光化学过程中所放射的微弱光辉。气辉在全球晴朗夜空都可看到，有各种颜色，地平处较强，有季节性和周期性变化。气辉光线较弱，习惯上依据观测时间段分为夜气辉、曙暮气辉和昼气辉。

       12月1日美国海洋大气署NOAA的极光预报模型显示世界时13点（北京时间21时）前后，活动的极光覆盖了俄罗斯西西伯利亚地区上空。由于极光发光高度在150km高度以上，站在黑龙江漠河、内蒙古根河等地区的居民在天空晴朗的气象条件下向北可看到极光。

美国海洋大气署NOAA的极光预报模型

       北京周边地区的观察者若想看到极光，从北京向北视线观看到极光卵区域，可观看的空间高度范围在800公里，即观测到极光粒子能量较低的高高度范围极光（红色极光结构）。

地面不同位置看到极光的不同高度发光

12月1日极光电集流指数，红色框标识地磁场扰动剧烈的时间段

       12月1日地磁暴期间，黑龙江、内蒙古、新疆都留下了极光观测的纪录。从大庆和北京拍摄时间上看，我国境内观测到的极光主要出现在北京时间12月1日19-20点，对应UT时间11-12点，与本次地磁暴发生时间一致，见AE指数红色框部分。

黑龙江大庆地区拍摄的极光

北京地区拍摄的夜光照片

2023年12月1日北京地磁三份量数据（地磁数据来自中科院地质地球所）

       北京和大庆拍摄的图片上都能分辨出竖直分布的红色发光现象，这是极光的重要特征，与此同时，我国北极黄河站也观测到明显的红色极光。这表明：

       1. 本次地磁暴强度较大，空间沉降的粒子流通量较高，导致红色极光强度明显增强。

       2. 极光发生的主要位置离黄河站较远，黄河站也只能看到极光的上面部分，极光向低纬度地区扩张，黄河站此时处于日侧，北京则处于夜侧，大磁暴发生时，极光卵整体会向低纬度扩展，以容纳更多的空间能量注入。

       3. 强磁暴和强扰动的极区空间环境变化可以影响到我国境内的电离层和空间环境。

北极黄河站全天空照片

       经极地中心极地大气与空间物理创新团队分析讨论，此次地磁暴发生时正好对应于我国中东部地区晚上8点前后，根据漠河、大庆等地的极光光学观测记录，结合地磁暴期间极光卵向低纬度扩展的特征，在北京存在看到极光的概率。如果可以确认网络视频拍摄的时间在12月1日晚上8点前后且拍摄地点位于北京北部，根据网络视频中红色亮光的动态演化特征，表明北京观测到了极光。若拍摄地点不在北京，北京上空当日应该是曙暮气辉。

来源：雪龙探极