学习 · 天气与天空详解

为什么Kp 5不代表你能看到极光

Kp 5意味着一场轻微地磁暴。它不保证你能在自家花园看到北极光。极光椭圆带、当地的黑暗程度和晴朗的天空必须同时具备,所以处在同一行星指数下的两个人,度过的夜晚可能大不相同。

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Kp 5意味着一场轻微地磁暴。它不保证你能在自家花园看到北极光。极光椭圆带、当地的黑暗程度和晴朗的天空必须同时具备,所以处在同一行星指数下的两个人,度过的夜晚可能大不相同。

光从哪里来

太阳向地球吹出带电粒子组成的风。这股风中持续向南的磁场,有利于能量传入地球磁层。随后电子与高层大气中的气体碰撞,产生极光。

极光通常形成于地面以上约80–500公里处,呈椭圆带环绕磁极。随着地磁活动增强,椭圆带可能向低纬度扩展。不妨想象一顶光之王冠朝你的方向张开。

从北极上空俯瞰的地球,磁极周围有一圈发光的绿色极光椭圆带,朝“你”的标记扩展,旁边是接近最大值的能量表
随着地磁活动增强,磁极周围的椭圆带向低纬度扩展。

Kp指数到底测量什么

Kp把地面磁力计测得的扰动综合成一个三小时内从零到九的行星指数。数值五就是G1级(轻微)地磁暴。

平均而言,Kp每升一级,椭圆带朝赤道一侧的边缘约移动两度磁纬。这是一种粗略的关系,不是当地观测预报。这段时间中最强的部分可能落在你那里的白天,而Kp也不会告诉你家上空有没有云。

带极光椭圆带的地球和从0到9的Kp标尺,标注每级约2度磁纬
平均而言,Kp每升一级,椭圆带朝赤道一侧的边缘约移动两度磁纬。

查看椭圆带、黑暗程度和云量

NOAA的OVATION模型利用地球上游的太阳风测量数据,提前约30–90分钟绘制极光的位置和强度。这么短的提前量,来自太阳风从观测航天器到地球的传播时间。

接下来要问的是天够不够黑、云会不会挡住视线。条件合适时,明亮的极光有时在最远1000公里外也能看到,所以椭圆带是有用的参考,而不是严格的观测边界。

再强的全球性地磁暴也无法消除白昼或云层。要做出实际的观测决定,请同时查看当地状况和空间天气预报。

同一场风暴,两个截然不同的分数

举一对示意性的地点:OVATION概率都是60%,都处于完全黑暗。一处云量覆盖90%的天空,另一处只有5%。Forecast Bar的晴空系数是把晴空比例取1.2次方。

因此,晴朗地点的得分是60 × 1 × 0.951.2,换算后为5.6分(满分十分)。多云地点约为0.4分。这些是可见度评分,不保证任何一位观测者能看到极光。

两张评分卡:Ben,60%的OVATION概率乘以黑暗系数1.0,再乘以5%云量对应的晴空系数0.94,约5.6分(满分10分);Ava,60%乘以1.0乘以90%云量对应的0.06,约0.4分(满分10分)
同样的风暴,同样的黑暗:云量5%得分约5.6(满分十分),云量90%约0.4。

要点

下次可以这样核对:

  1. 用Kp了解全球概况。
  2. 查看极光椭圆带现在的位置,以及你的天空是否够黑。
  3. 出门前查看当地云量;高分也仍然只是预报。
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手机震动:Kp五。地磁暴来了。两个朋友出门。同一个夜晚,同一场风暴。Ava什么也没看到。Ben在三百公里外,真有机会看到绿光。原因在这里。Kp从来就不是你头顶天空的预报。

一切从太阳开始。太阳向我们吹来带电粒子的风,有时还有一次巨大的爆发。当这股风的磁场指向南方,就会与地球磁场相连,能量随之涌入。电子如雨点般落下,撞上八十到五百公里高空的空气。于是就发光了。

它们落在环绕每个磁极的环带上:这就是极光椭圆带。把它想象成一顶光之王冠。能量越强,王冠越宽,边缘也就越向你靠近。

Kp衡量的是全球磁力计在三小时内受到多大的扰动,从零到九。五是轻微地磁暴。平均而言,每升一级,王冠的边缘就向赤道靠近约两度。但这只是一个数字,代表整个地球,代表整整三小时。风暴可能在你那里的白天达到高峰。而且它对你的天空一无所知。

要看到极光,三件事必须凑齐。第一:王冠,在你头顶或离得够近。预报员用一个叫OVATION的模型绘制它,数据来自一艘在太阳风到达地球之前“尝一口”的航天器,可提前约三十到九十分钟。第二:黑暗。第三:晴朗的天空。少了任何一样,机会就大打折扣。

回到这两位朋友:概率相同,都是百分之六十,都在完全黑暗中。Ava头顶是厚厚的云。Ben的天空晴朗。

还记得这三个要素吗?Forecast Bar把它们相乘,得出一个极光分数。用OVATION给出的你所在位置的概率,乘以天空的黑暗程度,再乘以预报的晴朗程度,得出满分十分的分数。Ben得五点六分。云层下的Ava几乎是零分。选一个值得你离开沙发的分数,再选一个日落后的检查时间。如果检查时分数达标,你就会收到推送。

Forecast Bar。知道何时抬头。

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Forecast Bar能帮上什么

学以致用。

极光分数

三个要素,一个当地分数。

Forecast Bar把你所在位置最新的OVATION概率与黑暗程度和云量预报结合,得出满分十分的分数。南北半球都能计算这个分数。

  • 云量预报在美国使用HRRR,在其他地区使用GFS
  • 极光预报地图图层注明数据来自NOAA SWPC
极光预报警报

选一个分数,再选一次傍晚检查。

在“警报设置”→“自定义通知”→“极光预报”中,选择阈值和相对于日落的时间。App会在当晚检查一次,如果检查时分数达到阈值,就发送推送。

  • iPhone和iPad上的Gold;Mac上的Pro
  • 推送通知会说明类别、时间和分数
  • 这是定时检查,不是整夜持续监测
常见问题

常见问题

Kp 5是什么意思?
它是行星Kp零到九等级上的G1级轻微地磁暴,按三小时测量。它不保证某个地点能看到极光。
云会让我看不到北极光吗?
会。即使在强地磁暴期间,云也可能遮住极光。黑暗程度和椭圆带的位置同样重要。
OVATION能提前多久?
NOAA称其为30–90分钟的极光位置和强度预报,依据是太阳风到达地球之前的测量数据。
Forecast Bar会整夜监测极光吗?
极光预报通知每晚在你选定的相对日落时间检查一次。如果当时分数达到阈值,就会发送通知。
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结合背景读懂预报。

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