Tony and Manal 烏騰與馬妞

「亞極激光」STEVE         驚天大發現，一種新型的極光？         我們很少在白馬看極光，因為白馬平時處在極光帶邊緣，不像育空內陸位於極光帶下。今年9月，我們在白馬彩綠的天空，發現一道由西至東的紫白色光柱徐徐劃過長空，與銀河十字交會，乍看以為是飛機飛過留下來的白色煙跡(或稱「尾跡雲」)。         我們注視良久，發覺它不是尾跡雲，而是一種未曾見過的天文現象，這道雲柱不會擴散，像是一道柵欄將極光擋在北部天空，明淨夜空被分隔成藍綠兩色，久久不息！         這是一種最新發現的獨特大氣光學現象！原來這道淡紫色弧形光帶，伴隨著綠色的細長柵欄，出現在極光帶的南緣(稱：亞極光帶)，由西向東延伸至數百公里或數千公里，通常持續20分鐘到一個小時，最近才被命名為「史蒂夫」(STEVE, Strong Thermal Emission Velocity Enhancement,「強烈熱輻射增速」)，是2016年由加拿大亞伯達省的極光攝影社團起的稿，兩年後，來自美國太空總署(NASA)的女科學家 Elizabeth MacDonald 賦予科學解釋。         如下圖，在紫白色緞帶旁邊那條綠色柵欄，擁有極光産自太陽粒子撞擊大氣層氧原子所產生的獨特波長，可證明其為極光無疑，但是這道窄長而耀眼的紫白色緞帶，其光譜範圍寛廣，沒有特定波長，故非一般極光。伊莉博士初歩理解 STEVE 的淡紫色條紋可能是電離層的帶電離子受到極光亞暴 (auroral substorms) 激發熱能加速，産生離子漂移 (Sub-Auroral Ion Drift, SAID)現象所激起的可見光，我譯之為：「亞極激光」，不過未成定論。         STEVE是很新發現的天文現象，知道的人不多，圖片也很少，我從前也沒有留意，它的亮度不強，適合在沒有月光時觀察！「STEVE 現象並不罕見，每年總會出現幾次(通常不在冬季)，但是在此之前沒有人詳細研究過！」卡加里大學物理與天文學系副敎授 Eric Don...

        按照大家經驗自由評價，如果極光範圍很大，亮度夠高就有1~3分，如果極光跳動非常激烈，再得1~3分，如果極光出現紅色、藍色或紫色，依其彩度再加1~3分，如果強到出現一面極光紅牆，就是滿分10分。如果極光祇有綠色而沒有其他顏色，如上圖所示，即使極光明亮度爆表，活潑精彩，兩個項目加總最高也祇有6級，無法達到7級標準。 極光要有不同顔色才有7級         黃刀經常看到6至7級極光，像下圖這張淡淡的紅色火焰所示，雖然動感部份得到2.5分，加上漂亮的紅焰再得1分，但是廣度和亮度微弱，我祇給它1.5分，加總得到5分，不及前圖無論廣度亮度和活躍度都拿到滿分3分；可惜前圖除了綠色沒有其他顏色，故彩度零分，頂多達到6分，亦是我所評價的6級，不過也較這一張淺淺的顏色多出1分。         所以極光緃然出現紅色，假若亮度和廣度不夠，也到達不了7級標凖。下次大家欣賞極光，不妨跟著「Tony's 極光評分標凖」，一起來給極光評頭論足，比較一番！ 氮氣産生的 紫 紅色 邊暈         極光強弱視乎太陽粒子的能量，太陽粒子的能量決定這些粒子滲透到大氣中層深度，極光一般發生在距離地面100至150公里之間的電離層E層，當太陽黑子異常活躍，高能粒子能夠穿透到更低的海拔高度(D 層， 通常在80~100公里處)，與高濃度的氮氣相互作用，便會産生紅、藍或紫等顏色，這顏色再與綠光柔合，分別化出各種美豔顏色的邊暈，加上此時強烈太陽粒子激烈衝撞大氣，使得極光條紋急速變幻，將夜空繪飾得五彩繽紛！下圖請問這張紫紅色勾鼻大鳥可得幾分？ 看到紫色，至少8分           如果看到紅光，極光評分最高可達7級，若要達到8級以上的評分標準，必需要有氮氣的紫藍色光加持才行，例如本圖極光非常強烈，已包含扭結、放射 、簾幕 、電暈等不同形狀，其紫色邊暈肉眼可見，局部區域甚至過曝，8級標準當之無愧。         射線光弧(Rayed arc)或射線光帶(Rayed band)包含扭結、漩渦、簾幕或火焰等不同形狀，這幾道由多個垂直的射線組成的 光 弧...

北極光的形狀與顏色          古卷有云：「黃帝之母見大電光繞北斗權星，照耀郊野，感而懷孕，生下軒轅。」後來《山海經》形容其為「燭龍」，這是中國最早對北極光的歷史記載。在西方，寒帶民族自古便常與之為伴，也産生許多神話傳說。         北極光叫 Aurora Borealis，意思是：「北風女神的晨姿」，是地球第一位用望遠鏡看月亮的伽利略於1621年讚嘆極光時所取的名字！南極光叫 Aurora Australis，名字是庫克船長取的，或者通通都叫：Aurora，或者更簡單的叫 Northern Lights。          北極光的奧秘跨越了時間，超越了歷史，也誕生許多神話傳說，直至近年，始知太陽黑子活動引發日冕噴發(CME)或太陽耀斑産生太陽風暴，太陽風是包含電子，質子和α粒子等高能帶電粒子電漿流，這些等離子體從日冕噴發到加速逃逸，大約2~4天到達地球，然後被地球磁場推向兩極，並被地磁加速進入大氣，與大氣氣體碰撞現出極光。故當地球觀察者偵測到日冕噴發或太陽閃焰時，若以太陽風到達地球的時間估算，極光預測以兩三日内為最凖，愈遠的預測性愈差。但是，有一個週期例外……！         每次帶朋友去追獵極光，也許大家都很好奇有很多疑問，故此我整理了我所搜集的資訊，用五篇文章為大家稍作解釋。 極光共有12種形狀8種形式          極光有輝光、面紗、脈動、耀斑、拱弧、條帶、扭結、漩渦、簾幕、火焰、電暈或冠冕等不同形狀，也常常出現很多迷人的面譜。在英國有一個「冰島極光網站」(www.Auroraiceland.uk) ，將極光分成八種形式(forms)，我將其中的射線 ( Rayed arc或Rayed band ) 和冠冕 (Corona) 再予以細分，歸納出極光12種不同形狀，這些形狀有時明靜穩定，溫柔搖曳，有時連續地激烈變化，澎湃激昂，就像演奏交響樂那樣時徐時疾，起伏抑揚，有時突然落幕止熄，消失無踪，靜默等待下首樂章再起。         這是面紗形極光(Veil)，係由寬廣的均勻區域組...

極光帶與Kp指數         魚鱗狀，有看過嗎！這是極光太強使得亮光穿透雲層所造成的視覺現象。黃刀與育空為何是最宜欣賞極光的地方？首先從所謂極光帶談起。         對很多人來說，極光的科學理論固然晦澀難明，我以我所理解，為大家深入淺出。         地球一直受地球外核液態鐵攪動產生的磁層保護，地球磁層像個金鐘罩一樣，使得地球免於受到太空輻射侵襲，但是有電就有磁，磁再産生電，20世紀初，一位名叫克里斯蒂安·伯克蘭(Kristian Birkeland,1867~1917)的挪威物理學家首先提出，極光是由太陽電子與地球磁場相互作用，在極地高空産生電流而引起的，改變了傳統的粒子碰撞理論。 何謂極光帶或極光橢圓？         自從1960年代得助於人造衛星開始，極光被証明為伯克蘭所描述的地磁活動，科學家偵察到太陽風被地球磁場推向兩極，帶電粒子穿過磁場產生電流，電流順沿著地球磁力線到達地球南北兩個磁層頂，分成正負兩端以螺旋形落入大氣層，並圍繞地球磁極為中心建立一道橢圓形的導電空間，電流在橢圓正極流向另一側的負極，與大氣層的氣體相互作用，形成一對極光概率最高的橢圓形狹窄環帶區域，稱為：極光帶或極光橢圓(auroral ovals)。         由於太陽粒子以俯仰角度進入大氣層，故垂直如柱狀(rising vapor column)的極光反映地球磁場俯仰角的分佈，斜横形如弧狀的極光表示極光橢圓遠處所在的位置，極光散漫的廣度表現在極光帶下看到極光橢圓的窄濶。下圖由射線光帶(Rayed band)所組成的極光圖像，其實是極光帶由遠而近，由高至低的三度空間光線構成。 極光橢圓晩上擴大白天收縮         這個極光橢圓並不對稱，就像一對橢圓形的指環套在地球的兩端，它在向陽面的白天時被太陽風壓縮，中午圈徑距離地球磁極的夾角約為10°，而且變得非常細薄和微弱；在同一時候，其午夜圈徑與磁極夾角則約為20°，且向磁尾擴張，一般寬度也由緯度約3°擴增至6°。         極光橢圓的半徑並非固定...

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...

極光常見的謬誤         看見幸福極光，一切都是値得的。黃刀祇要雲層不厚，沒有下雨下雪，都有機會看到北極光，因為極光帶就在黃刀和育空地區的頭上，而且兩地位處大陸中心 的 廣濶平原上，不容易集結雲層，視野非常良好，即使極光預測值很低，也有機會現出綠光。         北極光是不是祇在晩上才有？有沒有固定出現的時辰？月圓之夜會不會看不到極光？甚麼叫「城市光害」？ 事實上， 我並不擔心「城市光害」，祇要燈光不要太亮，我最喜歡用城市光作拍攝前景。極光真是百拍不厭，尤其經常出現眾多迷人面譜，更多一般人「想當然」的謬誤，我為大家逐一解說！ 北極光不祇在晩上才有         極光不祇在晩上才有，太陽黑子活動是不管地球當地時間的，它是無時無刻隨時隨地都可能爆發，而且太陽風到達地球的時間不一，所以在地球上一日24小時都會出現極光，祇是按照極光橢圓理論，極光主要發生在背陽面的黑夜地區，向陽面受到 太陽風吹襲， 極光 橢圓比較淺薄， 極光 出現 機率較低，而且白晝陽光太亮，即使出現極光也不能為肉眼所見。 極光有沒有固定出現的時辰         理論上，當磁極恰恰垂直在太陽和地面觀察者之間，乃極光橢圓最寬厚的時候，稱為磁午夜(magnetic midnight)，是觀測極光的最佳時間。由於地球的自轉軸與磁軸之間的夾角約為11°，因此磁午夜不同於傳統的子夜。在北美洲，磁午夜大約提早一個小時到晩上11點(夏季隨日光節約時間調整)。不過，極光強弱在於太陽風何時吹襲，磁午夜具有加乘效果，卻不是一個極光固定出現的時辰，以我的經驗，在晚上10點至凌晨3點之間都是觀賞時機，更多取決於天氣以及日出和日落時間，如能加上太陽下山後的日落餘暉，畫面會更加好看。 Carrington 預測週期         極光沒有固定的出現時辰，卻有一個以月份來計算的預測週期。由於太陽活躍黑子不規則地分布在太陽表面，有一些日冕孔(corona)特別巨大並不斷拋射出高速太陽風，當太陽自轉一圈，相同強大的日冕孔再次面向我們，地球又將感收到另一次強風吹襲。...

黃刀極光好攝之旅 我珍愛記憶中的你 感覺是那麼的靠近 給我深深的呼喚 越過千山 共赴心靈之約 ……改寫自小軒「心靈之約」歌詞         「拍得到、拍得好、玩得爽！」這是朋友每次最大的讚美，我不祇有帶朋友看極光， 還帶大家去拍美美極光，是我最初建議班芙和黄刀一起走的，也經常帶朋友去育空和阿拉斯加尋奇。不過，帶大家去玩是我的興趣，不是我的工作。 黃刀四晚或五晚行程(溫哥華進出)，出發日期由每年8月底至明年4月初。         我們以小團體為主，祇要你找齊3~6個人或以上，就可以出發！本地旅行社的黃刀四晚團費裸價雖然祇報1149元起，但是加計機票包餐包小費及稅項之後，收費不低於2699元，我們熟門帶路的費用不會比較高！ 有人問我與一般極光旅行圑有何差別？         差別可大了，我們以攝影為主，一般極光旅行圑祇管把你帶到營地放風，時間到了就收工上車，管他極光有沒有出來或者正在爆發都得回家，而 北極光有時要用「追」的， 我會視天候毎晩帶你去到不同的攝影點，儘量找到更多美麗前景，不止看得到，還會教您拍到美美極光！而且沒有時間限制，祇要大家不累，一晩去許多地方，直至盡興為止。大家説呢！             黃刀極光真是有求必應，延續我絕無一次錯過的成績，大家都看到了也拍到了，就連手機和儍瓜相機。         「不是看不看得到，是很難看不到！」因為極光帶就在黃刀鎮頭頂上，據估計，黃刀鎮一年有超過240晩可以看極光，如果停留三晩，看到極光的機率高達90%以上。               我將極光依其廣度亮度，動感和彩度分成十級，黃刀很容易看到6至7級極光，我會教你在哪裡拍、何時拍和如何拍，不止要拍得到還要拍得好！ 如何拍攝北極光？         你不必很會攝影，無論你用手機、儍瓜機或者專業相機，祇要你有熱情，從不會教...