“神秘北极圈，阿拉斯加的山巅，谁的脸出现海角的天边……爱是一道光，如此美妙，指引我们想要的未来，魔力北极光，传说的预言，原来就是恋人的眼光……红橙黄绿蓝，五彩的欧若拉，爱就在心中，相信就会存在。”当熟悉的旋律在我们的耳边响起，歌词中的画面是否在你的脑海中缓缓涌现。在遥远的北极圈，四周空旷无人，在雪橇犬的陪伴下，你和你的爱人相依在洁白的雪堆上，一同欣赏绚丽的极光。本文向大家介绍的即是地球上唯一可用肉眼看到的空间天气现象——极光。

首先面临的是空间天气这一概念。空间天气是什么呢？我们对天气比较了解，或下雨下雪，或台风，或阳光明媚。而空间天气则是太阳上的一些剧烈活动（例如耀斑、日冕物质抛射等现象）对地球磁层、电离层以及中高层大气所带来的影响。相比于地面天气而言，空间天气一般发生在地面30公里以上。有人可能觉得发生的地方那么高，和我们的日常生活又会有什么样的关系呢？实际上关系很大，剧烈的太阳活动可能对卫星的运行及安全以及人类健康带来严重影响和危害，甚至造成通讯中断。著名的魁北克事件就是由于太阳的剧烈活动所导致的，造成城市大面积停电，给人们的生活带来巨大影响。所以空间天气与我们的生活息息相关。

极区是地球开向太空的天然窗口,太阳风能量粒子可直接从极区进入地球大气。极光的形成是由来自太阳风和磁层的高能粒子沿磁力线进入大气层撞击大气中的原子和分子，进而激发出光子。因此，极区电离层是太阳风-磁层-电离层耦合物理过程的天然“显示屏”。通过对极光的观测与研究可以进一步预测空间天气，进而像天气预报一样，给我们的生活带来极大便利。

我们接下来简单了解一下极光。罗马神话中，曙光女神欧若拉掌管着黑夜到黎明的那一束光，绚烂的极光因此得名欧若拉。极光拥有多种颜色，而红、绿和紫色是极光中常见的颜色，由于人眼对绿光最敏感，所以我们通常看到的是绿色的极光，当然极光是五颜六色的，下面欣赏一下美丽的极光。

我们其实可以看出，极光不仅颜色各异，其形状也是多种多样的。极光的分类又是如何进行的呢？早在1930年，Stormer将极光分为12类；到了1960年极光委员会将极光分为三大类：带状，弥散状和射线状极光，并根据空间扩展、内部构造、形态变化、颜色和亮度等来描述；还有Margaret等分为四类：平静均匀的弧和带以直线或曲线沿磁东西方向横贯天空、极光射线及射线组合、弥散和不规则的极光云以及涡和卷。其中分立极光和弥散极光从构造、极光强度、发光高度、运动形式、电场强度，激发源和粒子生成机制、相关现象均不同。

那么在哪里可以看到极光呢？极光在位于偶极子磁极的磁纬度67°附近出现，呈现偏心圆环状，即极光卵。极光椭圆随着地磁扰动的增大而展宽。即在太阳活动剧烈的时候，观测到极光的区域会变大，一般来说，在极地地区和一些高纬度地区可以观测到极光，至于具体的城市，我给大家推荐几个，包括冰岛的全境、芬兰的拉普兰、挪威的特罗姆瑟、美国的阿拉斯加以及俄罗斯的摩尔曼斯克，有条件感兴趣的话不妨去看看。如果你致力于研究极光，相信我，我国的南极站、长城站、中山站和黄河站将是更好的选择。

对于我们来说，欣赏美丽的极光也许是为了视觉享受，为了浪漫。但对于科研工作者来说，极光的探测与研究是非常重要而且热门的一个领域。20世纪以来的极光观测主要有两大特点: 一是多种观测手段相结合，二是多层次观测的结合。极光观测不仅局限于光学观测，还采用了电磁学手段.现代化的光学观测手段可以观测到极光光谱的多个波段。地面观测：全天空摄象机、单色极光CCD全天空成像观测系统、扫描光度计等；电磁学手段有宇宙噪声接收机、HF雷达等；还有发射火箭进行当地测量。许多国家在极地安装有极光观测系统。卫星观测：携带红外波段、可见光波段以及紫外波段的极光成像仪对极光的全球分布、极光的形态特征等进行更大尺度的观测，还可以携带粒子能谱仪对卫星轨道上的粒子能谱进行探测。因此，根据不同的需要，可以采取不同的观测手段对不同区域、不同波段的极光进行观测。

绚丽夺目的极光现象背后，包含着基本的科学原理，在研究人员看来，极光更是探测空间天气的一种手段。生活中许多美丽现象的背后同样蕴含着许多科学的基本原理等待着我们去挖掘。而对于太空的探索，我们才刚刚开始。抛开极光现象不谈，我们更应该关心的是宇宙空间的探索，人类目前发射的飞行最远的探测器是美国1997年发射的旅行者一号，今年年初，旅行者一号到达太阳系的边缘，现在位于太阳系以外的星际空间。而太阳系仅仅是银河系中数千亿星系中的一员，除银河系外，宇宙中还有其他星系。因此从宇宙尺度来讲，人类对外太空的探索就如同新生的婴儿一般。但不久的将来，我坚信光速飞船可以实现，通过我们物理学的基本原理，从量子理论到弦理论，从宏观世界到微观世界，不断促进基础物理的进步，总有一天，宇宙探索不是梦！

最后，仅以此话献给热爱科学、对宇宙探索充满兴趣的每一个人。

The most incomprehensible thing about the Universe is that it’s comprehensible." -- Albert Einstein