極光小常識 6-4：極光預測參數

極光預測參數

        觀看極光奇景首要黑暗和晴朗的天空，其次才是極光機率，太陽風向，速度和強度等問題，雖然理論部份交給專業，但作為「極光獵人」，我仍然很有興趣為大家簡單分享極光預測的細節內容。

Kp指數為零並不表示沒有極光

        Kp指數形容極光橢圓區域愈廣，反映極光發生的機率或強度，但它祇是一個心理參考數，與看不看得到極光並不是必然關係，其無法反映特定位置發生的單個極光亞暴，更加無法判斷極光實際強度或頻繁的程度，即使Kp値為零，並不表示沒有極光，儘管機率較低，仍不排除會有短暫激烈脈衝機會，不過要在橢圓的正下方那一丁點地方才看得到，由於Kp指數一般至少都有1至2級，故此位於極光橢圓正下方的地區不受影響，祇要天氣許可，黃刀與育空極圈的極光幾乎每晚都不會缺席。事實上，Kp指數低，極光動得慢也是很適宜拍照的。

Kp預估與實時數據

        我就曾經在Kp値祇有1級的時候，看到我所評價為的7級甚至8級極光，帶著紅色甚至紫紅色光暈的極光就如圖上在天空熱烈舞動，因為來得太突然故此手忙腳亂(請注意，若極光動感太強，相機快門太慢，在照片上的極光影像就會模糊)。

        但我也有過在Kp預估値4級的時候，坐在營地裡枯守一夜的經驗，因此，如何讀懂極光預報網頁關於太陽風的向量，速度和密度等參數，從磁力針的實時測量値，以預先判斷磁場強度，對於作為一個極光獵人來說，至為重要。

黃刀育空，得天獨厚

        看極光最重要是天時，同樣在極光帶下，冰島和阿拉斯加等地方看到極光的機率都不如加拿大。費爾班克斯和白馬市因為城市背後有一座大山，高山太容易聚集水氣，阻礙欣賞極光機會：北歐臨近挪威海，有雲比沒雲的時間多，冰島在北極寒流和大西洋曖流之間掙扎，冬日每月平均降雨量皆高達75毫米以上，祇有黃刀位處北美大陸荒原的正中央，為大陸性亞極氣候，年初每月平均降雪量不到15毫米，陰天不超過10日，所以天氣不是問題，就看極光參數如何顯示。

星際磁場(IMF)

        1997年，NASA的一座人造衛星ACE號升空(現已被DSCOVR衛星替代)，其恆定夾在太陽與地球之間，專責在太陽風到達地球半小時至一小時之前，全天候收集及提供參數數據，俾便顴察者提早掌握地磁風暴預報。

        通常，地球的磁力線從南極指向北極，磁場是三維空間的，其中包含三個分量，從南到北的方向稱為z方向，從地球指向太陽為x方向，y方向則沿著赤道從東到西平行橫向。太陽本身就是一個大磁場，太陽風以巨大的螺旋狀方式離開太陽，將太陽磁場帶向太空，形成一個諾大螺旋形的星際磁場(IMF)。當太陽風經過地球時，設Bt為粒子通過時磁場的總強度，其中以其向量磁場Bz對極光的影響最大，若當時其Bz磁場朝北，在磁力計顯示為正值，則IMF與地球磁力線相同方向，兩者相互排斥，絶大部分太陽粒子被偏轉離開，結果極光活動最小。

磁場向量是通關密碼

        磁場向量(Bz)是極光産生的必要條件，假如Bz向量剛好朝南(在磁力計顯示為負值)，IMF與地球磁力線方向相反，兩者相互擠壓觸發磁力線重接，太陽粒子將軌道跳到地球的磁力線，基於電磁異性相吸原理，湧向極尖並更有效地被吸進地球，這猶如太陽風在地球後門找對通關密碼，將綠娘送進凡間。

        Bz値或正或負，是決定太陽粒子能否進入地球的關鍵，顴察者可從Bz的連續實時數據，預知這一小時内極光出現的機率和頻率，當更大或更持久的Bz向南負值，尤其是Bz持續低於–10nT時，將帶來很大規模的極光，反之則否。

風速主宰極光強度

        太陽風的速度是極光強弱最重要的因素，速度較高的粒子對地球的磁層的撞擊更重，激發的能量愈高，並且深入大氣層連續作用，産生活潑繽紛的極光。一般而言，平常太陽風速緩慢時約為 300~500公里/秒(約光速的1/1000)，在日冕噴發過程，太陽風經過地球時速度可能突然跳到 500公里/秒以上，最熱烈的甚至超過 1000公里/秒。太陽風風速若超過 500公里/秒以上的便可稱為中度太陽風，有條件産生極光，750公里/秒便算強勁，有能力産生不同顔色的極光，太陽風能的功率愈高，極光愈強，更多姿彩和充滿活力。

        但是，高風速本身並不保證一定會有極光，假若太陽風磁向不對，就像門沒有打開，太陽粒子過門不入，結果空談。

粒子密度影響亮度

        假如太陽風速強勁，粒子密度太低也是徒然，密度是對太陽風中攜帶的粒子數量的度量，通常粒子速度愈高，密度愈低，在浩瀚無垠的太空，每立方釐米平均有5個微小的太陽粒子就算中等，超過10個就非常高了，當太陽風速與星際磁場參數有利，太陽粒子的密度較高時，它對地球磁層產生更大的壓力，從而產生更廣和更亮的極光。當更多的粒子與地球磁層相互作用，天空獲得更多極光顯示的機會；如果粒子密度太低，極光亮度過於微弱，於是極光便不被我們察覺。

五大訴求，缺一不可！

        籠統地説：天氣情況是觀賞極光的先決條件，Kp左右觀賞極光的地理位置，磁向控制極光的規模和頻率，風速主宰極光的強度和彩度，密度則影響極光的廣度和亮度，這五大訴求，缺一不可！