智慧手機助力極光研究：從照片到科學突破

隨著智慧手機的普及，人們不僅改變了日常生活，也為大氣科學研究帶來嶄新契機。過去，想要透過大量觀測照片來獲取雲雨現象或極光數據是一項艱鉅的挑戰，而如今，每個人手中的手機相機都可能成為研究人員的重要工具。今年5月，日本出現罕見的極光現象，國立極地研究所（極地研）便藉助全國民眾提供的照片，展開了深入研究。極地研的片岡龍峰准教授在極光事件發生時，通過社群平台呼籲民眾觀察北方天空並投稿照片，最終收集到寶貴的資料，為這次極光的成因與特徵揭開了序幕。

太陽耀斑與磁暴引發低緯度極光

在極光現象發生的數天前，太陽表面發生了劇烈的「太陽耀斑」活動，釋放出大量能量，引發地球磁場的強烈波動，導致所謂的磁暴現象。這種磁場異常不僅是高緯度地區極光的主要原因，還促成了此次罕見的低緯度極光。受到片岡准教授的號召，民眾踴躍提供照片與觀測資料，其中最南端的觀測點甚至來自日本兵庫縣，顯示極光影響範圍之廣。

研究團隊通過這些照片的分析，精確計算了極光的仰角和高度，結果發現這次極光的高度達到了約1000公里，遠超通常極光高度上限600公里的紀錄。這一異常高度是極光能夠被低緯度地區清晰觀察到的關鍵因素，也進一步引發了科學界對此次現象的高度關注。

異常顏色揭示特殊大氣條件

除高度異常外，這次極光的顏色同樣令人震撼。一般而言，中緯度地區的極光主要以紅色為主，而民眾提交的照片中，極光卻呈現出帶紫的玫瑰紅色，即洋紅色。研究團隊通過分析推測，這種特殊顏色是由於高空氮分子離子受到太陽光照射後，產生明亮的藍色光，與紅色光混合後，在地面觀測呈現洋紅色效果。這表明，極光顏色的變化與大氣成分的離子化反應密切相關。

磁暴活動的強度和頻率對極光顏色與高度的異常起到了重要作用。磁暴導致大氣層加熱並劇烈膨脹，使得氮分子離子的分布高度異常，從而形成了這次前所未見的極光現象。研究團隊通過模擬與數據分析，對這一推論進行了驗證，為極光現象的研究提供了新視角。

全民科學的未來潛力

這次研究成功的背後，凸顯了「全民科學」的力量。片岡准教授指出，民眾的觀察與資料投稿，對於科學研究而言彌足珍貴。沒有這些參與，許多難以捕捉的自然現象將可能永遠無法被記錄與分析。他強調，全民科學將成為未來科學研究的核心模式之一，特別是在環境監測與天文觀測等領域。

從罕見極光的科學分析，到全民參與數據收集的典範，這次事件為人類探索自然奧秘提供了重要啟示。智慧手機與數位科技的發展，正持續賦能科學研究，未來將有更多機會將大眾的日常觀察，轉化為科…