本
文
摘
要
在中国漠河的旅游宣传文案中，北极光是出现频率较高的词汇，北极村甚至将每年夏至当天（6月21日）定为极光节。事实上，如果真的要看极光，还是老老实实办好签证买张机票，去北欧或者加拿大，同时避开夏季。在漠河看到极光的概率，可能只比买彩票中头奖要高一点。
然而，在中高纬度地区，夏至前后一个月内，肉眼可见白夜现象以及夜光云，例如漠河、额尔古纳、根河地区。此时，天边的曙光构造出深蓝色的背景下，银河、星座清晰可见，Blue Hour可持续一整夜。
白夜现象
简单地讲，日落后，会持续一段时间的暮光；日出前，会持续一段时间的曙光。随者夏至越来越近，白天日照时间越来越长，夜晚越来越短，直到暮光时段和曙光时段连接起来，效果便是天边整夜泛白。
北极村的白夜，拍摄于2014年6月20日00:30分
北极村的白夜，至暗时刻，2018年6月23日23:52分
白夜中的英仙座，拍摄于漠河北极星广场太阳在地平线下18度以内（高度角0 至-18度），肉眼是可以看到曙(暮)光的。事实上，在天文学中，曙暮光是有分类的。太阳在地平线下0-6度，为Civil Twilight（民用曙暮光），最亮；6-12度，为Nautical Twilight（航海曙暮光），稍暗；12-18度，为Astronomical Twilight（天文曙暮光），最暗；大于18度，便是真正的夜晚。
曙暮光分类（图片来自Wikipedia）下图显示了不同地区冬至/夏至午夜的曙暮光类型。简单地讲，夏至及前后一段时间，在我国境内北纬48.561度以北可以观测到白夜现象，包括大兴安岭地区、呼伦贝尔根河市及额尔古纳市、阿勒泰地区北部边境。越往北，天光越亮，直到进入北极圈（北纬66°34），白夜变成了极昼，全天24小时太阳都在地平线之上。
不同地区冬至/夏至午夜的曙暮光类型（图片来自Wikipedia）从向日葵8号气象卫星发回的高清图像可以看到，夏至当天的午夜，北极圈内全部被阳光照射，是极昼地区。漠河处于地球阴影之中。
向日葵8号卫星北京时间6月21日23:50拍摄的卫星影像如果要彻底理解这一现象，可以继续往下看。下面两张图从地面观察者的角度，展示了一年四季不同的日期，太阳全天的运行轨迹（侵删）。图中可见，太阳运行轨迹所在的平面，和地面有一定的倾角（约等于正午太阳的高度角）。其特征是：（1）在赤道，该平面和地面垂直；越靠北，该平面越来越朝南倾斜。图中所示为北纬40度地区可以观察到的倾斜度。在漠河（北纬53度），该平面较图中所示更为倾斜。（2）从日期尺度看，越接近夏至，整个平面越来越向北方平移；到了冬至，该平面退缩回南方。
如果脑补出太阳在地平线下的运行轨迹，便可还原出完整的空间图像：越靠北，太阳轨道平面越倾斜；越接近夏至，整个平面越往北挪动。在双重因素影响下，地平线下部分的轨道越来越靠上、贴近北部的地平线。在漠河夏至前后，这部分轨道上所有的点，距离地平线都不足18度（实际上最低角度为13度），于是产生了白夜。太阳从西北方落下后，曙暮光中心沿着西北 - 北 - 东北的方向移动，直到太阳从东北方升起。午夜的天光在正北方向。
下图是漠河北极村实地测量数据，均为北京时间。其中，日出时刻早晨3:21分，日落时刻20:23分，全天日照时长17小时零1分，高于我国境内的所有城市。由于不存在夜晚，天文曙暮光阶段从22:52直接跨越至0:52，最暗的时刻是23:52分，此时曙暮光的中心位于正北方向。
观赏白夜，天气因素是不得不考虑的。如果漠河当天为阴天，天空就是全黑的，因为天文曙暮光的微弱亮度不足以穿透整个云层。
实际上，漠河夏季对流天气旺盛，白天的积雨云在夜间往往会消散，一般以少云天气为主。此外可能会遇到东北冷涡带来的连续阴雨天气，提前一到两天查询天气预报，还是很有必要的。
如果对云量敏感，就需要掌握更加详细的天气预测数据：
(1) 应用商店下载晴天钟。
晴天钟可以准确估算用户所在位置的天文观测条件。其中云量一栏表明了整个天空被云遮挡的百分比，全蓝代表无云的晴天，全灰代表阴天。
(2) 向日葵8号气象卫星(Himawari8, H8)的实时数据，链接Himawari-8 Real-time Web - NICT。桌面浏览器及手机浏览器均可访问。除了日落前的可见光数据，还可以在BAND13波段观测夜晚云团的运行趋势。
下图可见即将日落时，漠河周围并没有大范围的云系，因此未来6个小时云量完全在可接受的范围之内。
(3) NOAA气象卫星照片，链接 ：worldview.earthdata.nasa.gov。桌面浏览器和手机浏览器均能访问。提供NASA Terra, Aqua, Suomi NPP三颗卫星的拍摄影像。缺点是每天更新一次，频率不如Himawari 8。但是由于H8为同步轨道卫星，而NOAA在低轨道运行，因此清晰度和拍摄角度远远胜于H8。
观赏白夜的另一个不利因素是雾霾。虽然大兴安岭地区几乎没有工业，但是俄罗斯西伯利亚的森林火灾，每年夏季都要发生若干次，烟雾扩散到整个黑龙江的情形也很常见。例如2017年的夏至后的几天，整个大兴安岭被雾霾笼罩，白夜的观赏效果大打折扣。有时经过烟尘颗粒散射，天边色彩偏绿，但不是极光。
西伯利亚山火的烟雾扩散到了大兴安岭北部，2017年6月24日
2017年6月24日午夜，雾霾的影响下，已经无法看到清澈的夜空这类火灾烟雾扩散范围及发展趋势，可以通过NOAA气象卫星网站分析和预判。
下图是来自Aqua的卫星影像，展示了2017年6月下旬，俄罗斯伊尔库茨克州森林火灾，引发我国东北及俄罗斯远东地区空气污染的全过程。
2017年6月20日，贝加尔湖西北出现多个起火点（图片左上方）
6月21日，火势进一步蔓延
6月22日，烟雾范围扩大，并且在进一步随风扩散。
6月23日，漠河出现轻度污染。而整个伊尔库茨克州已经被浓烟笼罩，贝加尔湖几乎消失了。
6月24日，烟雾进入我国境内，笼罩了大兴安岭大部分地区
6月25日，大兴安岭重度污染。外贝加尔边疆区、阿穆尔州全境被烟雾笼罩。
6月26日，污染持续。而浓烟的范围几乎覆盖了黑龙江省全境和内蒙古东北部，哈尔滨重度污染。
6月27日，西伯利亚冷空气过程开始。污染带几乎全部随风进入我国境内。
6月28日，冷空气进一步南下，污染物正在逐步消散。H8卫星也可观测到此次雾霾天气过程。
夜光云
除白夜现象外，如果天气合适，在漠河乃至整个大兴安岭，还可以观测到夜光云。夜光云是位于高层大气中的细小冰晶反光，形成的自然现象。它们是位置最高的云，位于中气层，高度在76公里至85公里，而普通的云仅在10公里以内的高空，位于对流层及平流层下方。
夜光云类似卷云，较薄，反光极为暗淡，因此只能在太阳没入地平线下6-15度时被观测到。此时地面及对流层的云系完全进入地球阴影，但70公里以上的高空还能被阳光照射到。如果稍早，光线过强会完全覆盖夜光云的反光；稍晚的话，夜光云也会没入地球阴影而无法被观测到。
在北纬/南纬50 - 70度的中高纬度地区，夜光云出现的条件，能够维持足够长的时间，因此是较适宜观测的区域。
芬兰塞马湖上空的夜光云
漠河北极星广场北方天际的夜光云，拍摄于2018年6月22日23:50分
呼玛县黑龙江边的夜光云，拍摄于2018年6月24日22:30分关于北极光的争议
北极村将每年的夏至当天定为极光节，并在旅游文案中声称该段时间内可见北极光，并常常将白夜和夜光云当作极光对外宣传。
首先，白夜和夜光云不是极光，前边的论述已经说过了。
其次，在整个中国范围内，漠河是最佳的观测地点，但观测效果依然远不如靠近极地的地区。从美国空间天气预报中心所公布的极光观测指数看，漠河Kp指数为9，即每11年仅有4天才有可能看到。事实上，漠河气象站自1957年建立以来到2010年，仅观测到58次北极光，几率极低。
再次，极光一年四季都有可能发生，而夏至由于昼长夜短，反而不利于观测。
