norlys 模型是一个实验性模型，目标是把全球磁力计数据转化为一张动态地图，显示北半球（北极光）以及由此推及的南半球（南极光）近实时的可能极光活动。这是有史以来第一张面向公众、在如此广阔区域内采用近实时磁力计数据的极光地图。除了评估近实时活动之外，我们的 norlys 模型还提供过去两小时和二十四小时的活动存档。我们的模型不像 OVATION 那样是一种预报，它是对地球上可能极光活动的实况推算（nowcast）。
norlys 模型源自全球磁力计数据，这些数据在后台被转换成一张电离层电流图。该图在后台运行，每分钟更新一次。它计算覆盖欧洲、冰岛、格陵兰和北美这一区域（“模型计算区”）上空等效电离层电流的强度与方向。电离层电流矢量借助 TGO、UAF、USGC、Carisma、BGS、IRF、FMI 和 DTU 提供的磁力计台站数据推算得出，详见后文致谢。随后再由相应的磁场偏移量（以纳特斯拉为单位）反演出电流。这张中间图使我们能够定位实时极光卵的位置，并确定极光电急流的流向与强度。
极光电急流（AE）与极光卵密切相关，这一点已被大量研究证实。换句话说，极光电急流可以近似等同于极光卵，因为前者往往就在后者附近或内部。基于这些科学假设，我们的 norlys 模型得以推算出极光卵相对精确的位置与强度。
norlys 模型能够较为准确地“实况推算”极光活动的位置与强度。此外，它还让用户可以回溯时间，查看过去两小时和过去 24 小时内这一活动的演变过程。
我们的模型输入的是全球分布并不均匀的磁力计数据，存在大片未覆盖的区域。为此我们实现了一套强大的算法，对这些台站稀疏区域的数据进行外推，以填补空白并生成完整的极光卵。这样在视觉上更美观，但也引入了一个用户必须自行意识到的偏差来源，在俄罗斯、大洋和海域上空尤其如此（参见免责声明）。此外，由于南半球缺少磁力计台站，我们无法为 norlys 用户生成一个真正可用的完整南方极光卵。借助南北极光卵的共轭性，我们的模型仍以北半球极光卵的镜像方式呈现南半球极光卵。这同样有其局限，我们会在下方的免责声明中展开说明。
注意：我们的模型偏重较强的极光，而牺牲了极其微弱的极光，因此刻度显示的是“出现强极光的概率”。沿极光卵和极盖区内部仍可能自然出现微弱的极光活动，只是磁力计——以及我们的模型——并不会显示出相应的变化。（参见下方免责声明。）
通过计算电离层电流数据，我们能够输出一张自然写实的极光卵推测图，其纬度、经度和强度都会近实时演变。这对追光极为有用，因为用户可以迅速定位极光卵所在位置，以及沿卵最强活动出现在哪里。如果用户持续关注地图上极光卵的演变，这一点尤为明显。借助回看过去两小时或 24 小时极光活动的能力，用户可以轻松判断自己离极光卵有多远、正在穿过极光卵的哪个扇区、理解极光活动的演变过程，并最终预判身边可能出现何种类型的极光活动。
请注意，我们的模型并不能精确判定沿极光卵出现的各类极光行为。毕竟磁力计数据只能作为极光活动的一种代理指标，两者之间存在差距。话虽如此，借助活动的相对强度与位置，我们的模型仍能极大地帮助您预判主要的极光行为类型。
举例来说，磁地方时傍晚初段的极光往往是宁静的弧状极光，因此在平均意义上，处在极光卵这一扇区之下的地理位置，在我们的模型中通常只会呈现较细、较暗的活动。同样地，越接近磁地方时午夜，地球夜侧的极光就越具爆发性——其中大多数是亚暴，其过程是先暗淡地积聚（增长相），再明亮地释放（膨胀相或爆发），随后进入弥散阶段（恢复相）。我们的模型确实会通过极光卵强度与位置的突然变化，展现这些壮观亚暴的实时发展。增长相通常表现为夜侧一条低强度极光在数分钟至数小时内缓慢向赤道方向迁移，而昼侧极光卵则常常显示“活跃多变”。膨胀相的典型特征是地球夜侧极光活动骤然剧烈增亮，并从靠赤道一侧的极光卵向极向大幅推进。除了颜色变亮之外，我们的模型还常在这些膨胀区域标出“活跃多变”“非常活跃多变”或“极其活跃多变”，以反映磁力计偏移的陡峭程度。这往往能很好地反映极光在天空中舞动得有多剧烈。恢复相通常强度中等，但极光卵在纬度上的跨度要大得多。
该模型在用户界面上经过了极为用心的设计。它集成在一个可以流畅旋转、缩放和移动的交互式三维地球仪中。用鼠标（桌面端）或手指（移动端）拖动即可旋转地球。向前滚动（桌面端）或双指张开（移动端）放大，向后滚动或双指捏合缩小。加载首页时，只要您在首次下载应用／使用网站时允许了定位服务，模型就会自动以您的当前位置为中心。该位置会在地图上显示为一个蓝点。页面闲置一段时间后，模型会进入“演示模式”，轮播世界各地的摄像头画面。只要您移动鼠标并操作地图，该模式便会退出。“演示模式”和“全屏模式”也可以在左侧面板中手动选择。
摄像头
地图上还标出了我们拥有在线摄像头的城市。在桌面版中，把鼠标悬停在城市上即可显示摄像头画面；在移动设备上，点击城市显示画面，再次点击即可关闭。您可能需要放大地图才能看到更多城市和摄像头。摄像头对于确认极光是否出现、属于何种类型、亮度如何以及如何变化都极为重要。把摄像头画面与磁力计推算出的理论极光活动结合起来使用，是目前追光者能够拥有的最佳实地工具。
太阳、月亮与黑暗区
极光很容易被哪怕一点点日光冲淡。因此，我们的模型标出了日落／日出的晨昏线，也就是对地面观测者而言太阳落到地平线以下或升到地平线以上的界线。在我们的模型中，这条晨昏线是浅灰色区域（受日照）与较深灰色带之间的分界。这条较深的灰带对应日落之后或日出之前、天色仍然过亮以致看不到任何极光的时段，哪怕极光就在天上。如果您身处这一带内，太阳位于地平线以下 0 至 7 度之间，也就是我们所说的民用晨昏（0–6 度）或航海晨昏的开始阶段（7–8 度）。最暗的区域对应地球上应当足够黑暗、可以看到极光的地表范围。在该区域内，太阳位于地平线以下 8 度以上，包括航海晨昏的后段（8–12 度）、天文晨昏（12–18 度）以及完全黑暗的深夜（18 度以下）。请注意，晨昏时段（太阳位于地平线下 8 至 18 度之间）会以不同方式影响极光观测。在引发强烈极光活动的大型太阳事件期间，极光在晨昏时段也完全可能看得见；不过观赏极光的最佳时机，多数仍是在完全黑夜，或至少在天文晨昏时段。
在地球的黑暗区域内，我们还标出了月光照射区，以深蓝色显示，并由一条“月出／月落线”界定。月亮的照亮百分比会标注在该线附近。月光有时会显著影响极光，改变其颜色并将其冲淡。了解月亮会在何时、以何种方式影响您的观测体验，可能相当重要。
地磁纬度、纬度带与地磁场
极光活动集中在一个动态的环带中，大致以地磁极为中心，这个环带被称为极光卵。因此，它与地球上的地磁纬度（MLAT）密切相关。我们采用准偶极方法，结合 BGS 提供的数据（见致谢），绘制出了地球上主要的地磁纬度线。90° 至 70° MLAT 之间的区域通常被称为“极盖区”或“极高地磁纬度”，看到极光的概率约为 20% 至 60%（不过通常较为暗淡）。夹在 70° 与约 64° MLAT 之间的狭窄环带称为“极光带”或“高地磁纬度”，在整个太阳活动周期中，任意一个夜晚看到极光的概率高达 80% 至 100%，平均而言是地球上观赏极光的最佳地带。约 65–60° MLAT 以下是“亚极光带”或“地磁中纬度”，在这里仍有可能捕捉到极光，但整个太阳活动周期中的概率只有 0 至约 20%。中纬度看到极光的频率其实比大众印象中更高，在极光卵扩张的强太阳风事件期间尤其如此，而这类事件在太阳活动周期的峰年附近更为频繁。
有一点是确定的：您离极光带越近，看到极光的机会就越大。
请注意，这些地磁纬度线并不是围绕地球的完美圆环，因为该模型并未采用理想偶极近似，从而更真实地呈现了地球磁场的实际形态。地磁纬度线以较粗的浅灰色线条表示，我们还用更细、更暗的线条在背景中标出了地理纬度。从追光的角度看，把这两套坐标系叠加起来颇有意思，因为它揭示出：地球上两个地理纬度相同的地点，在同等活动水平下看到极光的机会可能完全不同。
极光活动与活跃度评分
强极光概率的刻度从低到高（0–10/10）。极低到中等的活动（0–3/10）对应较暗淡的极光，通常出现在地磁活动总体宁静时，或亚暴的增长阶段。这类极光常见于昼侧极光卵（昼侧极光）、午后极光卵（分立的宁静弧）、傍晚初段极光卵（分立的宁静弧），以及深夜与夜间极光卵（亚暴增长弧或亚暴恢复期的脉动极光）。中等概率（3–5/10）通常描述的是更强的傍晚极光、更强烈的亚暴增长与亚暴恢复等情形。高与极高强度（>5/10）一般对应最活跃的极光，通常出现在夜侧极光卵的亚暴膨胀相或其他爆发性极光活动中、恢复相的开始阶段，或在磁层异常活跃时沿极光卵的任何位置。后一种状态称为“地磁暴”，此时极光卵的多个扇区都可能增强。当磁力计记录到陡峭的 H/x 斜率时，我们的模型会标出“活跃多变”“非常活跃多变”和“极其活跃多变”的区域。这些区域与模型评分相互独立，通常反映天空中极光活动的动态程度。它们可能在亚暴膨胀期间早于模型变色出现，有时可以作为极光即将变得更活跃的预警信号。
位置信息
点击地球上的任意一点，都会显示该位置的大量有用信息。例如模型评分与强极光概率、地理纬度与磁纬（MLAT）、所处磁纬带、磁地方时（MLT）、当地时间、日出、日落、月出与月落时间等。距离所点位置最近的磁力计台站会以虚线加十字标出（并注明距离和可信度），而最近的摄像头则以实线加圆点标出。
时间条与时间刻度
用户可以使用时间滑块，查看过去 2 小时或 24 小时内任意时刻极光活动的状态与位置。点击“2 小时”方框即可切换到“24 小时”模式。您也可以按下滑块左侧的“播放”，让它像延时影片一样自动播放。使用滑块时，极光数据的显示可能略有延迟，因为每分钟需要取回 200 多个数据点，请在播放前留出一些取数时间。注意：由于数据量较大，“播放”模式下只会显示较粗略的国界与极光活动轮廓。点击滑块右侧的“最新”即可回到实况推算。
我们的模型不是预报。虽然您可以一眼看出当前极光活动所在的位置，但我们建议您在数分钟（乃至数十分钟）内持续观察。由于磁力计数据可能出现极快的变化或误差，我们的模型有时会低估或高估极光活动，从而出现缺口、偏差或突然的剧烈变化。这些情况几乎总会在几分钟内自然消失，因此需要定期查看地图，而不是只看一眼。时间条让研究极光卵在过去几小时内的演变变得容易得多，也有助于您更好地预判接下来可能发生什么。
norlys 用户务必了解以下免责声明。
[1] 这是一项公民科学倡议：本模型仅属实验性质。这意味着，尽管其理论与数据建立在科学文献和科学观测之上，模型本身并未经过同行评议，也不隶属于任何科研／政府机构。是否采用完全由用户自行判断。
[2] 很好，但绝非 100% 准确：像极光电急流这样的强电离层电流，以及它们产生的磁场变化，通常与极光活动密切相关。然而，电离层电流数据与真实极光活动之间仍存在差距。当电流引起的磁场变化强烈时，模型会更加准确，但宁静时段可能带来一定偏差。因此，尽管我们的模型经过测试，能够较为全面地估算极光卵及其活动，但极光活动的强度与位置有时仍可能存在误差和偏差。
[3] “极光卵之外”的极光：承接上一点，您可能会看到一些远离极光卵的极光概率“斑块”。请注意，尽管我们已经实现了限制误差的代码，但原始磁力计数据来自世界各地不同机构，所用仪器往往差异显著。因此，即便我们依据先进的基线算法对所有数据进行了重新校准，仍可能不时出现数据误差与偏差，呈现出看起来不合常理的极光概率区域。它们很容易辨认：形状呈“斑块状”，且远离极光卵。这类现象通常在几分钟内就会迅速消失。
[4] 延迟：模型每分钟取回一次磁力计数据进行更新，而磁力计数据本身相对于实时的本地磁活动就已存在一定延迟。在实际观测中，大多数极光活动的演变较为缓慢，往往持续数十分钟乃至数小时，这使得磁图的使用相对容易且及时。不过，您也会经常遇到只持续数秒或数分钟的极光增亮。这类快速增强在磁图序列中往往滞后出现，等到能在我们的模型中读出时，可能已经结束了。但这件事有三重好消息：A）许多增亮过程发展仍然较慢，模型能够跟上，及时向您显示极光亮度的上升。B）这类增强多发生在夜侧极光卵，只要定期结合时间条观察模型，用户就能通过识别积聚过程（增长相，表现为一条较细、较暗的极光卵缓慢向赤道方向迁移），把自己放在捕捉增亮的最佳位置——这正是把摄像头与模型结合使用变得至关重要的时刻。C）在模型记录到极光强度变化之前，有时会先出现“活跃多变”区域，这有助于您更快做好准备，不错过好戏。
[5] 模型计算区内部的空间插值：极光卵的呈现有时在空间上并不一致，原因是某些国家和陆地根本没有磁力计数据覆盖，或者我们无法获得这些地区的磁力计数据。因此，在这类区域必须采用更强的插值，从而带来更大的空间误差。例如，低纬度地区的磁力计要少得多，所以当极端地磁暴期间极光卵真正向赤道大幅扩张时，极光卵的呈现就会变得不确定得多。在这种情况下问题通常不大，因为我们应用中的其他功能会提示您中纬度地区正处于极强的地磁条件之下。点击某个位置，即可查看基于到最近磁力计台站距离的可信度等级。
[6] 模型计算区之外的强空间插值：在一次新的更新中，我们实现了一套算法，在磁力计密集区与稀疏区之间进行强外推，让极光卵显得更加完整。这在我们计算区之外的地带尤为明显，主要是俄罗斯。请注意，这些区域的插值结果在时间、位置和强度上都要不准确得多。
[7] 南半球极光卵：北半球极光卵与其南半球对应部分互为镜像，这一点早已得到证实，我们称之为极光卵共轭性。通俗地说，北极光与南极光理论上应当在同一时间、同一位置产生相同的活动。我们的许多早期用户希望能看到南半球极光卵，而正是这一特性让我们得以实现——尽管缺少足以正确绘制南方极光卵的常规磁力计台站。我们把模型计算出的北方极光卵做镜像处理，并以南地磁极为中心贴合到南半球。南半球的用户现在可以根据自己的位置获得极光卵的估算。但有一点需要提醒：尽管存在共轭性，许多近期研究也指出两个极光卵之间会出现差异，其中一些被认为源自太阳风性质、行星际磁场的磁场位形（By、Bx）、磁层属性，甚至日照（电离层电导率）！因此，我们建议南半球用户对这一南方极光卵的呈现持保留态度。我们建议您关注极光卵的整体形态、总体强度及其纬度位置，而不必过于在意经度上的精确度。遵循这一简单原则，可以减少误判。我们仍在努力将磁力计与摄像头数据纳入该模型，以便未来使其更加准确。
[8] 数据缺失：有些用户会惊讶或沮丧地发现，我们的模型有时显示极光活动非常微弱甚至为零。然而极光本来就是这样！大多数时候极光卵都是宁静的，只在零星时刻增强；除非出现持续的地磁暴，伴随长时间、强烈且为负的行星际磁场 Bz。我们的模型不像 OVATION 那样是预报——后者无论太阳风或磁层处于什么状态，总会显示一些“绿色”。我们的模型是对真实极光活动的实况推算，所以看起来微弱或近乎空白是完全正常的。举例来说，行星际磁场 Bz 持续为正的背景太阳风，往往会产生一个极其微弱且收缩的极光卵。虽然极光卵内几乎不可能完全没有任何形式的极光，但确实有很多时候沿卵的极光活动非常微弱或几乎不存在。这类情形常出现在太阳风总体宁静时、傍晚极光卵、极盖区，以及较弱亚暴的增长阶段。此时极光卵中可能仍有较弱形式的极光，而我们的模型在视觉上却显示不出多少内容。这正是我们的强度刻度以强极光活动为基准的原因。当您在模型上什么都看不到时，重要的是：A）在地图上四处点击，探测那些肉眼难以察觉的极弱数值（通常介于 0 与 1 之间，呈现极淡的绿色）；B）连续数分钟持续观察模型，留意极光卵重新出现；C）在模型未能显示时，定期查看摄像头以验证极光卵的演变。一旦磁力计活动重新增强，极光卵就应该会再次出现。使用磁力计有其优势，也有其短处，这便是其中之一。我们所做的只是解读磁力计记录到的内容，仅此而已！
