696位普通目击者绘出2024年5月极光地图

极光通常只出现在两极附近。地磁暴期间，它们会向赤道方向移动。始于2024年5月10日的这场磁暴，是自2003年10–11月“万圣节磁暴”以来最强烈的一次，相隔已有20多年。它源自几团太阳等离子体云，即日冕物质抛射，发射自一个直径为地球十六倍的太阳黑子群。作者为纪念Jennifer Gannon博士，将其命名为甘农磁暴（Gannon Storm）。

科学的盲区

这样的磁暴会把极光卵推出大多数极光观测仪器所在的区域。模型也难以应对：一个标准的极光卵模型是针对Kp指数不超过8+的条件拟合的，而在这次磁暴中，Kp在三个独立的三小时时段里都达到了9。而且，由于磁暴发生在北半球夏至前不到一个半月，远北地区的许多光学仪器已经关闭，因为天空不够暗。

数字显示了它有多极端。衡量极光电流的SuperMAG指数在两分钟内从不到200纳特斯拉跃升到800以上，峰值达到4276 nT。从2003年底到2023年底，它只有七次超过4000 nT。环电流指数降到**−427 nT**；在那二十年里，它只有一次低于−300。

来自30多个国家的696份报告

与此同时，数百万人通过新闻媒体和社交网络收到了提醒，而现代手机可以拍下极光。赫尔辛基大学和芬兰气象研究所的Maxime Grandin与十四位合著者——其中三位是公民科学家——通过伯尔尼国际空间科学研究所的ARCTICS工作组设立了一份在线问卷。从2024年5月18日到6月24日，问卷收集到来自30多个国家的696份报告：人们在何时何地看到极光、它的颜色和形状，以及GPS、网络或电力是否出现问题。团队还加入了芬兰一个经过审核的目录Skywarden中的186条观测记录。

报告来自哪里：问卷中的极光目击（黑色）和Skywarden记录（蓝色），技术故障（红色），以及地磁纬度曲线。——图2，Grandin等人（2026），arXiv:2610.19929。

离赤道近得多

大多数目击报告来自地磁纬度40°到60°之间，少数来自更低的纬度。最极端的一份报告来自智利的圣佩德罗-德阿塔卡马，地磁纬度−14.5°，那可能是高层大气一次异常明亮的辉光，而不是真正的极光。即便如此，作者得出结论：极光到达的位置比极光卵模型预测的要靠近赤道得多。官方对最极端磁暴等级的定义称，极光通常可在低至约40°的地方看到。

目击者所在的位置并不完全等于极光所在的位置：在低空地平线附近看到的、高度250公里处的红色辉光，可能远在数百公里之外。作者估计，红色极光的不确定度可达±11.5°，绿色为±6.7°。尽管如此，这仍是此类事件中为数不多的对极光卵边缘的测量之一。

肉眼可见的红色与粉色

极光的四种颜色——红、绿、蓝和粉紫——都有人用肉眼看到，而不只是在照片中。仅此一点就说明，这场极光异常明亮，因为在微弱的极光中，眼睛通常分辨不出颜色，而且尤其不擅长看到红色。绿色极光肉眼可见的最低纬度约为38°，拍到的最低纬度约为35°，这非常罕见：在中纬度地区，人们通常主要看到高空的红色辐射。

照片中（左）和肉眼看到的（右）极光颜色，随地磁纬度的分布。——图5，Grandin等人（2026），arXiv:2610.19929。

红色和粉色占主导，说明了当时从太空倾泻而下的是什么。强烈的红色极光意味着有大量能量低于1千电子伏特的低能电子，在约200公里以上的高度释放能量。大部分蓝色和粉色报告出现在太阳位于地平线以下不到24°时，此时大气顶层仍被阳光照亮，氮离子散射出蓝色的阳光，在尚未完全变暗的天空映衬下呈现粉色或紫色。

GPS故障与下沉的卫星

只有42人报告了技术问题：主要是定位问题（22人），其次是网络问题、电力不稳和几次停电。它们出现的时间与磁暴指数的两次骤降相吻合，不过报告太少，这种吻合也可能只是巧合。公开的轨道数据则讲述了一个更清楚的故事：磁暴期间，四颗卫星因高层大气膨胀而额外损失了高度——国际空间站下降了256米，轨道最低的一颗下降了约2公里。

为下一场磁暴准备更好的问卷

这项研究有其局限。数据是事后收集的，问卷也很简单；关于极光形状的问题对许多初次观看的人来说太专业；报告主要来自欧洲、北美和大洋洲。作者呼吁制定更清晰的指南，建立像Skywarden这样的结构化平台，并分析照片本身——照片的红绿蓝比例可以揭示入射电子的能量。这次没有报告重大停电或航天器损失——作者认为，这可能是因为入射粒子大多能量较低。下一场超级磁暴可能就不会这么温和了。