基于漠河地区55 a目测极光特征分析

吴树森,刘　晶,徐艳华，于　晶，吴月梅，冯显华（.漠河县气象局，黑龙江漠河600；.黑龙江省气象局，黑龙江哈尔滨000；.大兴安岭地区气象局，黑龙江加格达奇6000；.齐齐哈尔市气象局，黑龙江齐齐哈尔6006；.呼玛县气象局，黑龙江呼玛600）



基于漠河地区55 a目测极光特征分析

吴树森1,刘晶2,徐艳华3，于晶4，吴月梅5，冯显华1
（1.漠河县气象局，黑龙江漠河165300；2.黑龙江省气象局，黑龙江哈尔滨150001；3.大兴安岭地区气象局，黑龙江加格达奇165000；4.齐齐哈尔市气象局，黑龙江齐齐哈尔161006；5.呼玛县气象局，黑龙江呼玛165100）

摘要：极光是一种发生在地球极地大气高层的自然现象。通过对漠河等地出现的极光进行分析，总结出北极光出现的一般特征。漠河是我国观测北极光的最佳地点，并在四季都可以出现。根据现有资料统计，1956-2010年，我国出现极光共72次，其中漠河出现58次。出现最多的年代为20世纪80年代共28次，出现最多的年份是1989年共9次。

关键词：极光;漠河;特征;分析

1　引言

极光是地球周围的一种大规模放电的过程。来自太阳的带电粒子到达地球附近，地球磁场迫使其中一部分沿着磁场线集中到南北两极。当它们进入极地的高层大气时，与大气中的原子和分子碰撞并激发，产生光芒，形成极光。许多中外科学家对极光现象做了深入的研究。庄天山在1960年从中国史书和地方志的天文记录中，整理编成《中国古代极光记录表》，他提出的关于中国历史上“极光记录“的选择原则，引起国外有关天文学家的不同反响。日本学者庆松光雄收集公元前7世纪至10世纪，包括中、朝、日的极光记录，编成《极光年表》[1]。张之锜分析了极光的成因机制、颜色和形状[2]。项田华等对1988年8月下旬黑河出现的特殊光电现象进行个例分析[3]。杨友华等通过对南极中山站夜间极光的观察及对全天空极光照相资料的分析，揭示了出现极光伴随着地磁场的扰动特点[4]。吴树森对中国漠河出现的极光现象进行统计分析，得出漠河北极光一般特征[5]。在极地，我国北极黄河站建成了极光观测实验室，与处于同一条地球磁力线的南极中山站，在南、北两极对极光进行同步观测和对比。研究极光对于了解地球外层空间结构、掌握空间天气、减少太阳风暴对地球的影响等，都有着重要的意义。同时也为更好地观测和观赏北极光提供帮助。

2　极光出现特征分析

2.1出现次数

我国1956年9月7日在新疆阿尔泰地区，1956 年10月27日和1957年1月22日在黑龙江呼玛都出现了极光。1957年3月2日在黑龙江漠河也观测到了极光[6]。1959年7月15日在我国北部小兴安岭上，看到了一次极为罕见的强大极光[7]。自1979年以后，太阳一直处于活动时期，经查找多个气象台站的观测资料和相关报道，近30 a来，在全国民间发现极光的传说广为流传，报纸、期刊、电视及网络等媒体也多次出现极光的报道，还有外地游客在漠河看到了北极光。本文收集到了我国1956-2010年北极光出现次数共72次（排除日期不详和疑似极光），其中：气象部门有极光观测记录共53次，通过地方志、书刊、网络和民间等收集到的极光记录共19次（见表1）。

表1　1956-2010年我国极光出现次数统计

中国出现极光的次数绝不是几百次。如果从2000年前以漠河等地统计至今，中国极光出现的次数要达千次以上。

2.2极光时空分布

由于极光是夜间出现，因此在日界划分上采用世界时，以20时为日界，在当日无论出现几次极光均记为1个出现日数，在20时前后均出现时，按2个出现日数计算，在跨日界时均为1个日数，多地在同一天出现，也为1个出现日数。

从现有气象观测数据和相关资料统计分析，出现最多的地方是黑龙江漠河共58次，其他依次为呼玛8次，齐齐哈尔5次，加格达奇4次。辽宁建平和新疆阿勒泰各2次。

不是每一年都会出现北极光，55 a中只观测到31年次，占56%；55 a共出现72次，年平均为1.3次。出现最多的年代为20世纪80年代共28次，50年代次之共23次，60年代和90年代最少仅4次。出现最多的年份是1989年共9次。

北极光四季都可以出现。极光活动有较明显的季节变化，出现最多的季节是冬季22次，春季次之为19次，秋季为18次，夏季最少为13次。从月份来看，12个月中都出现了北极光，出现最多的月份是4月为11次，9月次之为10次，1月、5月最少各为1次。

漠河一日内出现次数一般为1-2次，出现次数最多的一日是1981年10月22-23日（跨日界）出现4次，合计3 h 31 min。开始时间最早的是1983年2 月16日17时31分，该日日落时间是16时56分。结束时间最晚的是1979年2月22日05时30分，该日日出时间是07时0分。

持续时间最长的一次是小兴安岭1959年7月15日（北京时）共4 h 37 min（21时58分-02时34分）[7]，其次是加格达奇1980年12月20日共3 h 15 min（0时0分-03时15分）。持续时间最短的一次是漠河1984年4月14日，仅4 min（21时34-37分）。

3　太阳黑子与极光出现频率

极光出现频率的大小与太阳黑子有密切的关联，当太阳黑子活跃时极光出现的次数就多，范围就广，反之就少或没有出现。在地磁纬度60°-63°的挪威南部观测发现，靠近太阳黑子最多年及最少年，极光出现的频率为5：1。从图1可以看出，1956-2010年太阳黑子数呈减少趋势，递减率为11.5/10 a，与此对应的是我国出现极光的次数也呈减少趋势，但递减率不明显。

图1　太阳黑子数与极光出现年对应关系

在出现极光的31 a中，太阳黑子数＞100有16 a出现极光，占总次数52 %；太阳黑子数在50-100之间有6 a出现极光；太阳黑子数＜50有9 a出现极光。从太阳黑子周期变化来看，1962-1967年、1972-1977年、1983-1987年、1992-1999年、2002-2010年为低值期，这些年份没有出现或极少出现极光。在1956-1960年、1969-1970年、1979-1982年、1989-1991年、2000-2001年为太阳黑子＞110的高值期，这些年份都出现了极光。而1967-1968年、1978年、1992年和1999年，太阳黑子数在90-105之间，却没有出现极光的记载，或有其特殊性。

4　影响极光观测的主要因素

天气条件对观测极光有很大的影响。只有在夜间无云或少云、无雾、无风，没有空气污染能见度极好的情况下才能看到。无论是弱极光区还是微极光区，受天气条件影响，出现极光时有的地方观测到，有的地方没有观测到。白天因阳光亮度大，极光亮度小，所以白天是看不到极光的。除受太阳活动强度、太阳黑子数和地磁纬度影响外，漠河极光出现偏少和影响观测的主要原因如下:

(1)漠河夏季日照时间长，昼长夜短，有效观测时段少于春秋冬3季；

(2)漠河夏季为雨季，总云量、低云量和雾日数明显多于春秋冬3季；

(3)漠河12月、1月份气温低于-40℃时会产生冰雾、烟幕，能见度低；受其影响，既使出现极光也难以观测到；

(4)极光出现持续时间短、消失快，观测者有遗漏的可能；

(5)极光较弱，亮级小，或距离远，人的目测力无法观测到；

(6)大兴安岭处于群山之中，高山遮挡不利于观测；

(7)城市密集的高层建筑、各种灯光也会影响观测；

(8)极光都是出现在夜间，人们室外活动少或已入睡。

漠河位于中国最北部，其地理位置和地磁纬度决定了漠河是中国欣赏北极光的最佳地方，但不是唯一的地方。虽然在其它微极光区看到的几率小，但在太阳活动极大年时也有看到的可能，北方地区多次观测到了北极光，就是很好的证明。

漠河不是经常出现北极光，也不会定期出现。很多人由于对天文及极光现象缺乏了解，在观测北极光时很容易造成误判。极光活动仅和地磁活动有关，而地磁活动又和太阳活动有关，太阳发生活动是没有特定日期的，因此，极光不会定期来访。

漠河夏至这一天并没有极昼现象，只是这一天夜长最短。漠河纬度为52°58′N，而只有在极地≥66° 33′N地方才会出现永昼和永夜。通过天文时刻公式计算，得出漠河夏至之日天黑时刻为21时16分，天亮时刻为02时25分，夜长为5 h9 min，具备了观测极光的时间条件。虽然夏至前后昼长夜短，有效观测时段少于其他月份，但在调查中发现，在夏至之夜（1971年）确实有人看到了北极光，1982年6月19日和1989年6月23日都有极光观测记录，这足以证明漠河夏至前后是可以看到北极光的。

5　小结

(1)极光是一种天文现象，它的形成条件是太阳风、磁场和大气。极光出现频率的大小与太阳黑子有密切的关联。

(2)北极光在四季、每个月都可以出现。漠河是中国最佳观测极光的地方，1956-2010年，我国出现极光共72次，受天气条件等因素的影响，出现极光的次数要多于实际观测到的次数。

参考文献

[1]庄天山.关于中国历史上“极光记录”的选择原则[J].华侨大学学报(哲学社会科学版):1995,(1):37-46,23.

[2]张之锜.极光的色彩、形状与成因机制[J].气象. 1983,9(5):31-32.

[3]张沪英,项田华.特殊光现象个例分析[J].黑龙江气象.1996,(1):40-41.

[4]杨友华,汤克云,袁亚萍等.南极中山站夜间极光特点[J].地球物理学报,1999,42(6):863-866.

[5]吴树森,张春梅.漠河极光现象特征分析[J].黑龙江气象,2006,23(3): 44-45.

[6]成都气象学院.气象学[M].北京:农业出版社. 1979,255-257.

[7]李报国,曾强吾.奇异的天气现象[M].北京:气象出版社,1983,16-19.

第一作者简介：吴树森（1963-），男，四川省剑阁县人，中央广播电视大学，本科生，工程师.

收稿日期：2016－1－1

文章编号：1002－252X(2016)01－0040－03