北极光
北极光，又称 北极光 或 极光 (aurora borealis)，是一种能将夜空染成超凡脱俗、如梦似幻色彩的自然现象。南极光，又称 南极光 或 极光 (aurora australis) 同样存在，但不太常被观测到。
对于远北纬度地区的观测者来说，极光是常客，但许多生活在温带地区的人们从未见过它们，尽管它们偶尔会在北纬35度以南的地方出现。本文将帮助您增加在北上旅行时看到极光的几率。
极光是由太阳喷射出的带电粒子引起的。当这些粒子到达地球时，它们会与地球上层大气中的气体分子碰撞，使其能量化并产生壮观的多彩灯光秀。带电粒子会受到磁场的影响，因此极光主要发生在地球磁极附近的远北或南极地区。
极光在夜空中看起来有些像日落，但有时会呈现弧形或螺旋形，通常沿着地球的磁场线。它们经常像天空中舞动的光幕。它们最常呈现为浅绿色，但常常带有粉红色调。强烈的爆发还会带有紫色和白色。红色的北极光很罕见，但有时也会被观测到。
极光通常相当微弱，但有时足够明亮，以至于在无月之夜也能看清报纸。亮度和它们可见的纬度都取决于三个因素：一年中的时间、太阳活动11年周期以及太阳风暴。这些将在后面详细讨论。
城市周围的光污染会掩盖微弱的极光。因此，建议选择远离城市至少30公里（约18.6英里）的区域进行观测。诀窍在于既能远离城市以获得良好的视野（通常很容易，因为大多数北部地区人口稀少）， 又不会 在可能致命的气候中冒不必要的风险。
了解
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与直觉相反，看到北极光不仅仅是向北走的问题。极光主要发生在以地球 地磁 北极点为中心的一个圆形或椭圆形带状区域内，该区域与 地理北极点 的位置不同。
地磁北极点的确切位置在不断变化。直到本世纪初，该极点一直缓慢（约每年10公里）向北移动，穿越加拿大北部几乎无人居住的 埃尔斯米尔岛。自21世纪初以来，极点移动速度加快，科学家们尚未确定其原因。截至2019年底，它已移至北冰洋，远在埃尔斯米尔岛以北，并以每年约55公里的速度向俄罗斯移动。由于这种移动，地球“正确一侧”的优势变得不那么明显，但您看到极光的几率仍然略微偏向北美。
极光并非在极点处最强；活动最频繁的区域比地磁极偏移约20度；地磁力线是弯曲的，这种弯曲导致了这种偏移。“北极光椭圆”区域，即看到极光概率最高的区域，覆盖了大部分的阿拉斯加、加拿大北部、格陵兰南部、冰岛、挪威北部以及瑞典和芬兰最北部地区，以及俄罗斯北部西部地区。南方也存在类似的椭圆区域；请参见照片。
像 北欧国家 的中部和南部、加拿大南部、美国中北部 美国 和 苏格兰 等地区也经常能看到北极光，但不如直接位于北极光椭圆下方频繁。
虽然如此，极光的实际纬度变化很大。在太阳活动高发期（稍后详述），北极光甚至可以在北纬35度低的纬度地区看到，这意味着除了美国最南部地区以外，几乎所有地区都能看到极光。极点偏移使得欧洲从太阳风暴中受益不如北美那么大，但在太阳风暴期间，北欧的大多数国家都能看到极光。
规划
[]即使身处最佳区域、恰逢最佳时间，也不能保证一定能看到北极光，而在其他区域和季节也有一定的机会。然而，稍作规划可以极大地提高您看到的机会。简而言之，选择椭圆带上或非常接近椭圆带的地点，并在冬季前往。
一年中的时间
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需要黑暗。大多数北极光观测地位于高纬度地区，这些地区会经历“午夜太阳”；从四月下旬到八月中旬，甚至在 斯瓦尔巴特群岛 等极北地区，会持续更长时间的无黑暗期。位于北极圈以南八度范围内的地区，如加拿大 耶洛奈夫，会经历“白夜”，此时一年中只有几小时的黄昏和黎明之间的暮光。在此期间，无法观测到北极光。
在最强烈的北极光区域，即椭圆带上，极光有时在任何季节都可以观测到，但从下午6点以后天黑到三月下旬是最佳时机。
按年来看，极光在春分和秋分（九月和三月）左右达到顶峰。这一趋势的原因尚未完全了解，但它确实存在，而不是天气或其他观测条件造成的假象。此外，如果您计划白天进行其他活动，此时是出行的好时机，因为您可以享受十二小时的日光，并且晚上仍有看到极光的良好机会。气温也比严冬时节要温和。
时间
[]下午6点到次日凌晨1点之间是白天最活跃的时段。在此时间段内，晚上10点到11点之间是概率最高的。然而，这只是一个指导，在极夜期间，极光最早可以在下午4点观测到，并且几乎整晚都有。最强烈的极光每次持续约5-15分钟。在强活动期间，通常可以看到日落后不久开始的耀斑，在晚上10点左右达到顶峰，并持续到清晨。
即使穿着合适的衣物，也很少有旅行者能在寒冷的极夜中长时间待在户外，而且夜晚通常从日落到日出阳光开始变暖之前会持续变冷。即使在傍晚有极光，最好在晚上9点左右（当地时间，请检查您的时区）出发；这样您就有很大的机会看到高峰期，而不用待太久或在最冷的时候。
11年周期
[]从更长的时间来看，极光显示与11年的太阳黑子活动周期和其他太阳扰动有关；太阳越不稳定，极光越多。然而，在最有利的纬度，即使在太阳活动低谷期，也仍然很可能看到极光；主要是较低的纬度在不活跃时期极光会变得稀少。太阳活动的高峰期大约在2024年。
太阳风暴
[]除了这些或多或少固定的极光频率变化外，还有由 太阳风暴 引起的不可预测的、随机的极光显示。其中一些，尤其是在太阳活动高峰期附近，可以令人惊讶地远至南部地区看到北极光，前提是您所在地区拥有清晰、透明的夜空。记录在案的最大太阳风暴发生在1859年；当时的极光足够明亮，可以在 波士顿（北纬42度）读报，并可见于墨西哥。那场风暴足够强大，以至于电报机无需正常电源即可工作，有些甚至起火。类似的事件可能会摧毁大多数电子设备。
下面的 警报 部分将帮助您随时了解太阳活动，并为太阳风暴发生时的观测做好准备。
晴朗的天空
[]最后但同样重要的是，不要忘记 天气预报 — 极光发生在很高的大气层中，如果云层遮挡，您将看不到任何东西。在北欧斯堪的纳维亚地区，天气在北极光季节（二月至三月）的末期比开始时明显更好。天气可能是北极光椭圆区域内最重要的成功因素，这些区域在高达80%的晴朗夜晚都能看到北极光。
准备
[]警报
[]如果您有幸能够及时前往极光观测区域，您可以通过了解“空间天气”，即太阳活动在地球大气层以外引起的变化，来提高看到极光的几率。
美国国家海洋和大气管理局 (NOAA) 运营着一个很好的空间天气信息网站。 NOAA 极轨运行环境卫星上的测量数据被用于绘制南北两极周围极光椭圆当前范围和位置的地图；请参阅其 预报，该预报基于当前的太阳风状况和星际磁场，几乎实时地预测极光椭圆的强度和地理位置。地图还显示了当前极光的观测极限。商业网站 Space Weather 以消化、更易于访问的形式呈现了大部分相同的信息。
阿拉斯加大学费尔班克斯分校维护着一个 极光警报 网站。对于芬兰，芬兰气象研究所提供了 活动预报 和关于地磁活动的实时数据。冰岛气象局为冰岛提供 极光预报，包括云量预测。
活动主要根据 NASA 的高级成分探测器 (ACE) 和深空气候观测站 (DSCOVR) 卫星的读数进行预测，这些读数能提前一小时发出警报。太阳风活动以三个主要数值为特征：磁场的南北分量 (Bz)、速度和密度。当 Bz 为负（向南）时，太阳风粒子最容易进入大气层并产生极光。在高速度下，即使 Bz 适度为负，也可能发生极光活动。在地磁暴中，Bz 快速波动。总的地磁活动以行星 K 指数 (Kp) 为特征，并发布预测。K 值为 5 或更高则发生风暴，通常使得极光观测在欧洲北部和 美国大陆 椭圆的南部地区成为可能。
可以通过观测太阳的爆发来做出更长期的估计。然而，物理模型尚不完善，部分原因在于只有两颗卫星，ACE 和 DSCOVR，在太阳风撞击地球之前进行观测，并且预测相当不可靠。可以预测大致日期，但爆发是正面撞击地球还是何时以及以多大的力量击中地球仍然未知。“实时预报”是通过测量地磁场波动来完成的，并且有指向天空的网络摄像头用于直接看到极光。NASA 的 POES 极地和环境卫星直接测量极光椭圆的范围，但卫星每天经过两极约 14 次，因此图像可能已经是几小时前的了。
如果发生大规模太阳风暴，并且预测有很大几率产生北极光（和南极光），您响应的时间将以小时到几天为单位，而不是几分钟或几周。产生极光的粒子比光速慢得多，因此风暴在它产生的粒子到达地球之前就可以被观测到，但时间差并不巨大。预报通常会包含预计的活动范围距离地磁极有多远。为了旅行规划，最好保守计划，前往距离预测极光最大范围稍近于极点的地点；情况并不总是如预报的那样，如果您位于活动范围的南缘，极光可能相对较弱和/或仅限于地平线北侧，这两种情况都可能因光污染给您带来观测上的困难。
服装
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由于极光通常在冬季的夜晚可见，观测者倾向于在寒冷的黑暗中花费很长时间。充足的衣物至关重要，以最大程度地减少极光体验的不愉快之处，而几乎不可能穿得太暖和。
在任何有严酷冬季的地区，都会广泛提供冬季服装，但专门为 滑雪者、 登山者 或 荒野背包客 服务的商店通常提供最佳选择。在更靠南的地方，这些专卖店可能是唯一能买到冬季装备的地方。
在需要将食物、燃料和设备运入的偏远北部地区，几乎所有东西的价格都可能非常高。主要的北部城市的价格通常比偏远地区要好，但仍然比南部地区高。大多数旅行者应该在出发前购买大部分装备；这能留出更多购物时间，节省金钱，并避免在严寒天气中穿着夏季服装抵达。
一些旅行者应该计划一次额外的购物行程；例如，从迈阿密（那里可能很难找到优质的冬季装备）前往 丘吉尔 观看极光（那里可能价格昂贵且选择有限），您可以先在 芝加哥、 多伦多 或 温尼伯 购置装备。
有关冬季服装的具体信息，请参阅 寒冷天气。请记住，您需要使用手指，因此手套和连指手套的组合可能很有用。
摄影
[]拍摄出色的北极光照片是 **非常困难** 的，因为它们移动迅速，常常很微弱，并且背景漆黑，所有这些都会让消费级卡片相机感到困扰。几乎任何 可换镜头相机 都可以胜任这项任务，只要有合适的镜头，但它们通常附带的标准“套机镜头”几乎肯定不够快，而且可能不够广。
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镜头焦距
在讨论焦距时，我们假设使用的是35毫米胶片相机或“全画幅”数码相机。对于其他类型的相机，实际数字会有所不同，但通常会引用“35毫米等效焦距”。 |
为了捕捉微弱的光线，通常需要长曝光。以下是获得良好拍摄机会所需的条件：
- 支持 手动曝光（5至40秒）的相机
- 一个 大光圈镜头（光圈f/2.8或更好）。通常使用 广角镜头 来捕捉大片天空。
- 高感光度胶片（800 ASA或更高），或数码相机的等效ISO设置
- 一个 三脚架 来支撑长曝光
- 快门线或自拍定时器，以便在不晃动相机的情况下触发拍摄
- 更好的是，某些相机还可以使用 遥控器。有些相机可以使用无线 智能手机连接 作为遥控器，但很少有智能手机适合在这种条件下使用。
- 手动对焦。不建议仅仅将镜头对焦到无穷远，最好通过瞄准月亮或明亮的星星（理想情况下使用实时取景模式并放大到最大）来完成。
- 多个 备用电池和存储卡：只有拥有它们才能确保您不需要它们。将备用物品保持温暖。
- 您不需要的是镜头 滤镜：它会造成干扰，所以最好将其从镜头上取下。
使用数码相机拍摄 RAW 格式（或至少 JPG + RAW）是一个好主意：如果在现场出现问题，这样可以有更多空间进行后期处理。
避免对着镜头、取景器或显示屏哈气，以防起雾。光源（如手电筒或头灯）在设置相机和三脚架时很有用，智能手机在接收警报和预报时也很方便。但是，您需要让眼睛适应黑暗，因此最好限制使用这些设备，并将手机和相机 LCD 显示屏都设置为最低亮度。
理想的地点是无光污染，能提供一定的防风处，并且易于到达。在寒冷的北极之夜，您绝对不想在等待拍摄的间隙，将相机和三脚架搬运很长距离，或站在风中。此外，风会晃动相机，这对长曝光来说是个问题。更大、更坚固的三脚架对此有帮助，但搬运起来更麻烦。如果可能，白天进行一些勘察，这样您就可以在晚上直奔一个好地点。并非总是能找到一个绝佳的地点，但即使是一个不错的地点，也能在较少的痛苦中获得更好的照片。
另外，尽量在前景中加入一些有趣的东西； 下面的挪威照片 是一个很好的例子。只有天空和雪的照片可能有点无聊，即使极光很好。
可以使用变焦镜头（焦距可变）或定焦镜头（单焦距）；每种类型都有优势。变焦镜头更灵活；您可以快速调整以适应不同大小的极光显示。定焦镜头通常比变焦镜头更快、更轻、更紧凑；在许多情况下，它们还能提供比设置为相同焦距的变焦镜头更清晰的图像。
拍摄极光的常用选择是广角镜头。它们会产生一些畸变，极端情况下甚至会产生“鱼眼”图像。右侧的照片是用16毫米镜头拍摄的；地平线显得弯曲，前景中的树木也显得略微不垂直，但有些观察者可能不会注意到这种畸变，而且很少有人会觉得它碍眼。上面斯堪的纳维亚的照片使用了更广的镜头，畸变也更大。稍微长一点的镜头，例如24毫米，可以减少畸变，但覆盖的范围也更小。这就是变焦镜头比定焦镜头具有显著优势的地方；例如，使用16-35毫米的变焦镜头，您可以根据每次拍摄调整，以在畸变和覆盖范围之间取得最佳平衡。在其他条件下，您可能会携带多个定焦镜头并通过更换镜头来调整，但这在北极的夜晚的实地拍摄中会非常不方便。
更快的镜头或高 ISO 的相机设置可以缩短曝光时间，这很好。右边的照片使用了 F2.8 镜头和 25 秒的曝光。如果使用 F4，则需要 50 秒，或可能超出实际拍摄的上限。F1.4 镜头可以将时间缩短到大约六秒。这很可能提供更清晰的照片，因为在曝光期间极光移动得更少，并且可以稍微更好地控制拍摄；如果您在天空看起来特别有趣时按下快门按钮，它更有可能在几秒钟内保持这种状态，而不是更长的时间。这就是定焦镜头具有优势的地方；它们通常比变焦镜头快得多。
将快速镜头与支持高 ISO 设置的相机相结合，您可能会将曝光时间缩短到一秒以下，但这并不一定能获得更好的照片。高 ISO 设置会在图像中产生更多噪点，您可能会从中损失更多，而不是从更短的时间中获益。
大光圈广角镜头价格昂贵。在2013年中期，在美国供应商网站上查看全画幅佳能镜头，可能适合拍摄极光的镜头中最便宜的是40mm F2.8，价格约为150美元，或者35/2.0，价格约为300美元；这些镜头不够广，不是理想选择，但可以使用，而且更好的镜头价格会更高。对于那些已经拥有一套不错的镜头或有良好预算来建立一套镜头的人来说，更典型的选择是20或24mm F2.8、28/1.8，或者17-40 F4变焦镜头，价格在450美元到750美元之间。理想的选择可能是24/1.4定焦镜头或16-35 F2.8变焦镜头，但这些是高端产品，主要面向专业摄影师；价格都在1500美元左右。一款超广角14mm F2.8是非常不错的选择，虽然带自动对焦的镜头价格超过2000美元，但一些手动对焦版本价格要低得多。其他品牌的镜头产品和价格可能不同，但总体模式类似。相机制造商以外的公司也提供镜头，但情况同样如此。
有关更通用的讨论，请参阅 旅行摄影。
地点
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北极光通常在地球表面上方约100公里（60英里）处形成。原则上，北极光椭圆下方的所有区域都是良好的观测点。然而，这些地区大部分偏远且难以到达，并且气候条件恶劣。
选择观测地点时
- 如果使用汽车，请待在车附近。典型的汽车暖风在外面零下很多度时，无法真正保持大型金属车辆的温暖，但总比没有好，而且汽车可以提供防风的地方。在极端寒冷的天气里，即使您离开汽车，也要让发动机运转，因为发动机可能难以重新启动。
- 尝试在已知适合观看北极光的地区寻找住宿。这可能包括小屋、野外小屋、加热帐篷或类似的住所。这样可以避免晚上晚些时候为了到达观测区域而进行的长时间驾驶。
- 避免光污染的地点；尽量远离人口稠密的地区。如果不可能，尽量确保至少北部的视野没有光污染。
- 避免陡峭的山坡或其他北方的主要障碍物。
考虑携带帐篷或便携式防风板来提供一些防风。还要带上保温瓶装热饮。
观看或拍摄极光时，聘请当地向导或参加旅行团通常是值得的。向导的当地知识可以在几个方面提供帮助：应对天气、寻找好的观测点、选择好的路线以及避免近距离接触危险野生动物，如北极熊或麝牛。此外，向导或旅行公司将拥有适合当地条件的车辆和其他设备。在偏远地区，可能无法租车或自带车辆，即使可以，也不建议这样做，除非车辆和司机都已做好冬季驾驶的充分准备。一些旅行团提供不寻常的交通方式，如雪地摩托或由狗、驯鹿或马匹牵引的雪橇；很少有游客能够安全驾驶这些交通工具，而且任何珍贵动物的主人都不太可能允许游客在无人监督的情况下驾驶它们。
各种地点提供某种基础设施，如旅游、观景点等。以下是一些主要地点的列表，大致按从西到东的顺序排列。
北美洲
[]- 参见：北美冬季（Winter in North America）
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北大西洋岛屿
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- 参见：北欧冬季
- 阿比斯库，瑞典北部。一个受欢迎的地方，可以在努尔耶山顶的极光天文台观看北极光。
- 特罗姆瑟，挪威北部，是一个交通便利、天气温和且提供众多游览活动的地方。然而，其沿海位置使其容易受到阴天影响。附近的 斯科博特恩 享有更干燥的气候（对挪威而言非常干燥）；这提供了更好的观测机会。另一个附近的地方是 森雅岛。
- 阿尔塔，同样位于挪威但更偏东北，以史前岩刻闻名，也被宣传为观看北极光的地方。
- 尤卡斯耶尔维，瑞典北部，是原始冰雪酒店的所在地，拥有极佳的观测基础设施。
- 基尔皮斯耶尔维、 伊纳里 和 乌茨约基 位于芬兰拉普兰，天气相当干燥且光污染少。滑雪度假村 萨利色尔卡（位于伊纳里）和 莱维（位于基蒂莱）提供特制的玻璃圆顶小屋，专为欣赏北极光而设计。
- 俄罗斯的 摩尔曼斯克州 的科拉半岛是俄罗斯最受欢迎的观测点。
往南走，看到极光的可能性迅速降低。在 赫尔辛基，极光大约每月出现一次，并且通常被光污染或云层掩盖。在极光带以外更远的地方看到的极光可能也远不如那些鲜艳，色彩也较少。
邮轮
[]观赏极光的一种奢华方式是乘坐 邮轮 沿着 挪威 或 阿拉斯加 的海岸线航行，或者在适当的季节前往 南极洲 观看南极光。邮轮通常很昂贵，但与飞往陆地上的好地点并支付当地的住宿和旅游费用相比，成本可能相当合理。在甲板上散步后观看极光比被送往某处在雪地里站着更方便，并且遇到危险野生动物的机会较低。
这可能会有问题；并非所有邮轮公司都在冬季运营，而且从移动的船上拍摄需要长曝光的主体 **非常困难**，因为极光通常需要长曝光。如果邮轮不是专门为观赏极光而设计的，那么船本身的光污染很可能是一个问题。
飞行途中
[]许多在高纬度地区旅行的旅客都会有机会从空中看到极光。在飞机上 计划 看到它们可能不现实，但如果您经常在高纬度地区乘坐飞机，可以考虑选择飞机北侧的靠窗座位。如果极光足够壮观，机长通常会宣布。
如果您认为海上邮轮很昂贵，您可能对前往 太空 不感兴趣，但每人约3500万美元的轨道飞行是观看北极光和南极光的绝佳方式，没有光干扰，而且视野宏伟！
南极光
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极光像在北极点周围一样，在南地磁极周围形成一个椭圆，南地磁极同样偏离地理 南极点。想要观测 南极光 或 南极光 (Aurora Australis) 的人，受益于一个巧合：南地磁极的偏移通常朝向 澳大利亚，尽管极点本身像地理极点一样位于 南极洲。澳大利亚南部和 新西兰 相对于其纬度，看到极光的几率更高。
特别是塔斯马尼亚和新西兰的南岛是每年可以看到极光几次的地方。如果条件合适，霍巴特和因弗卡吉尔是澳大利亚和新西兰境内可快速到达的地点中看到极光几率最大的地方。尽管基督城的地理纬度比霍巴特低，但其“地磁纬度”更靠北，因此在那里看到极光的几率并不比澳大利亚维多利亚州南部更高。在旅行时请关注空间天气。
所有这些地点都仍然位于极光带之外，因此在旅途中看到极光的几率不高。由于偏向东半球，因此从巴塔哥尼亚观看极光是不合理的，即使是在南极半岛看到极光的几率也不大。最好的观看地点是通过麦格理岛（澳大利亚）或新西兰亚南极群岛观赏南极洲的罗斯海的极光。最佳观看地点是在船上。靠近极光带且拥有良好旅游住宿设施的最近岛屿是斯图尔特岛。
从 悉尼 有一日游航班可以观看南极光（1295澳元起）。
所有关于最大化看到北极光机会的考虑因素同样适用于看到南极光，只是南半球的季节性因素需要被考虑在内，以最大化黑暗时长。