2020秋季極光

根據中央氣象局太空天氣作業辦公室的資料,2020年9月27日記錄到明顯的地磁擾動事件,就在同一天,JPSS繞極衛星所搭載可見光紅外線輻射成像儀(Visible Infrared Imaging Radiometer Suite,VIIRS)的在北極附近記錄到的極光影像。

從氣象衛星看極光

2020年9月27日1905UTC,由繞極衛星JPSS所搭載之VIIRS/DNB所記錄之極光影像。數據資料來源:NOAA Class。

上圖是2020年9月27日由VIIRS的日夜光頻道(Day-Night Band,DNB)所得到的極光影像。圖中帶狀的亮區就是我們說的極光(Aurora),右上方的亮區是白晝區域,為了凸顯夜半球的微弱極光能量,我們必須提高整張雲圖的亮度,使得白天區域呈現出亮白色。

VIIRS的日夜光頻道相當特別,在白天區域基本上與可見光無異,到了晚上透過特殊的強化處理,可以捕捉到夜半球中的微弱光線,像是城市燈光、漁船燈火、火災、極光現象等訊號。例如中國沿海一帶,我們可以看到大城市聚落所發出來的城市光線,同時這也代表人口聚集的區域。

此外,DNB也能夠捕捉到月亮的反射,尤其時「滿月」期間。例如圖中左側,在中國內陸的區域能看到「雲」的結構,這是由於月亮的光線照射到了雲頂,隨後反射回VIIRS儀器的緣故。

2020年9月27日1905UTC,由繞極衛星JPSS所搭載之VIIRS/DNB所記錄之極光影像(局部放大)。數據資料來源:NOAA Class。

將影像放大之後,我們可以看到更細緻的極光結構,同時雲圖下方可以發現幾處零星的亮點。一般情況下會視為人類城市所產生的燈光,可是今年西伯利亞也發生了嚴重的森林大火,因此這些亮點當中,也有可能是野火發出的光線,如果想要確定光線的來源,必須參考其他頻道才能斷定(例如短波紅外線3.9微米)。

產生極光的原因

來自太陽的帶電粒子,被地球磁場引導並順著磁力線抵達南北兩極後,在高層與大氣中的原子或離子碰撞產生的發光現象,與太空天氣息息相關。

不同的原子或離子會發出不同顏色的極光,有些人會以為極光現象只會發生在晚上,但實際上白天也有極光,只是因為太陽光太過強烈的關係,使我們不容易觀察極光現象。DNB的波長落在0.5到0.9微米,介於綠光到近紅外線之間,因此只要極光是「綠色的」就可以被DNB偵測到。

另一張極光影像,2020年9月28日2019UTC,由繞極衛星JPSS所搭載之VIIRS/DNB所記錄之極光影像(局部放大)。根據中央氣象局太空天氣作業室網頁資料,28日有也有太空天氣事件,形成明顯的極光。數據資料來源:NOAA Class。

參考資料

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