更新时间：2024-09-20 19:30
北极光（英文：AURORA borealis ；芬兰语：revontulet），是地球周围的一种大规模放电的过程，出现于星球高磁纬地区上空的一种绚丽多彩的发光现象。大多数极光出现于地球上空90-130千米处。
极光（aurora）来源于拉丁文伊欧斯一词。20世纪60年代，科学家将地面观测结果与卫星和火箭探测到的资料结合起来研究，才逐步形成了极光的物理性描述。来自太阳的带电粒子到达地球附近，地球磁场迫使其中一部分沿着磁场线集中到南北两极。当它们进入极地的高层大气时，与大气中的原子和分子碰撞并激发，产生光芒，这种在极地形成的光在天文学上就称为“极光”，在北极地区形成的叫北极光，在南极地区形成的叫南极光。
世界各地都有发生这种现象。包括中国黑龙江省漠河地区、多伦多北部等地。此外，木星、土星和水星都出现过极光现象。
极光来源于拉丁文伊欧斯一词。传说伊欧斯是希腊神话中“黎明”的化身，是希腊神泰坦的女儿，是太阳神和塞勒涅的妹妹。当人类第一次仰望天际惊见北极光的那一刻开始，北极光就一直是个“谜”，长久以来，人们都各自发展出自己的极 光传说。
长期以来，由于科学知识的贫乏，人们对北极光现象一直众说纷纭。20世纪60年代，科学家将地面观测结果与卫星和火箭探测到的资料结合起来研究，才逐步形成了极光的物理性描述。极光是地球周围的一种大规模放电的过程。来自太阳的带电粒子到达地球附近，地球磁场迫使其中一部分沿着磁场线集中到南北两极。当它们进入极地的高层大气时，与大气中的原子和分子碰撞并激发，产生光芒，这种在极地形成的光在天文学上就称为“极光”，在北极地区形成的叫北极光，在南极地区形成的叫南极光。
太阳向各个方向喷射出了无数的带电微粒。当这些带电微粒撞向地球、进入地球磁场的作用范围时，由于地球磁场的影响，这些带电微粒便沿着地球的磁力线高速进入南北磁极附近，与高层空气中的分子发生碰撞。碰撞的过程中会释放能量出现发光现象。
极光的形成有三大要素：太阳风、地球磁场和大气。本质上说，极光是太阳风暴吹过来的带电粒子与地球高空大气中的原子与分子在地球大气层最上层运作激发的光学现象。
“太阳风”是太阳对宇宙不断放射的一种能量，它是由电子与质子所组成，是一束可以覆盖地球的强大的带电亚原子颗粒流。太阳风的强弱，是极光暴发规模大小的先决条件。
地球磁场亦称“地磁场”。在北极附近的称为“磁北极”，在南极附近的称为“磁南极”。受地球磁场的作用，由太阳发出的高速带电粒子沿着磁场线，大约以400 km/s的速度撞击地球磁场两极。所以极光常见于地球两极的高磁纬地区。
高层大气是极光的舞台，由于太阳的激烈活动，放射出无数的带电微粒，受地球磁场的影响，这些带电粒子便沿着地球磁力线高速进入到南北磁极附近的高层大气中，与氧原子、氮分子等质点碰撞，产生了“电磁风暴”和“可见光”的现象，这些缤纷的色彩组成了绮丽壮观的极光景象。
极光的型态可分为弧状极光、带状极光、幕状极光、放射状极光等四种。颜色有灰白色、红、蓝、紫等色。一般呈带状、弧状、幕状、放射状，这些形状有时稳定有时作连续性变化。
匀光弧极光是一种最常见也最简单的极光形态，呈现为一条或多条平行于地平线的弧形亮带，通常是静止或缓慢移动的，颜色为淡绿或淡红。
射线式光柱极光是一种较为复杂也较为壮观的极光形态，呈现为一束或多束从地平线向上伸展的细长亮柱，通常是快速移动或闪烁的，颜色为绿、红、紫等。
射线式光弧光带极光是一种介于前两种之间的极光形态，呈现为一条或多条带有射线状结构的弧形亮带，通常是缓慢移动或变化的，颜色为绿、红、紫等。
帘幕状极光是一种最为精彩也最为复杂的极光形态，呈现为一幅或多幅像帘幕一样垂直于地平线挂在空中的亮带，通常是快速变化或闪烁的，颜色为绿、红、紫等。帘幕状极光的亮带上有许多细小的射线或条纹，呈现出丰富的细节和层次。帘幕状极光是极光活动最强烈的时候出现的，也是最能吸引人们目光的极光形态。
2012年7月，芬兰阿尔托大学研究人员发现北极光声音来自地面以上约70米的高处。但受地球磁场干扰所致的北极光出现在地面以上约120公里的高空。声音和人们所见的景象有关。研究表明，北极光有关的声音很可能是由来自太阳、相同的高能粒子产生的，这些粒子造成了出现在遥远天空中的北极光。这些粒子或由它们产生的地磁干扰好像制造了更接近地面的声音。
北极光，按原理在北极圈内全年晴朗的夜晚都可以观赏到，而在冬天的夜空常出现。但世界各地都有北极光现象。包括中国黑龙江省漠河地区、东北地区、内蒙古自治区大部、新疆北部处在磁纬约35°以北，这些地区都有大小不等的几率观测到极光；还有多伦多北部等地也可以看见极光。由于北半球的磁极更加偏向北美大陆，加拿大、美国北部更有机会观测到极光，而在欧洲，挪威、瑞典、芬兰及俄罗斯的北部地区才能看到极光。
此外，极光不只在地球上出现，具备这三个条件的太阳系其他行星，如木星、土星和水星都出现过极光。在地球上能否看到极光与所处地磁纬度有直接关系。
中国古代史料中将极光称为“天冲”“天狗”等，中国是记载极光最早的国家，在公元前2世纪对极光进行了分类。
公元前4世纪，古希腊的学者亚里士多德，在他的《气象汇论》一书中，对极光形状使用了“裂缝”或“洞穴”之类的词汇。亚里士多德的学说认为，太阳的热使地球表面升起一种蒸汽，后者与火相遇，燃起火焰，形成极光。
19世纪，人们利用照相机，摄影机及卫星，才能清楚的看到及了解到太阳能流与地球磁场碰撞产生的放电现象（极光），它是一束束电子光河，在离地球60英里的天空，释放出一百万兆瓦的光芒，但在无科学的时代，人们发挥想象力，来叙述这奇妙的大自然景色。
人类将卫星火箭送上太空之后，北极光现象才有了物理性、合理的解释。
电子龙卷风向地球袭来，接触到大气上层的电离层时，就会产生极光。巨大的太阳粒子云团生成的这些龙卷风，会以每小时超过100万英里的速度向前飞驶。太阳粒子云团在地表上方慢慢积聚到高达40000英里，当它们受到自己携带的电荷刺激时，就会产生旋风。天文学家早就知道，当太阳粒子流——太阳风接触到地球的磁场时，就会产生极光。
1956~2010年，中国出现极光有据可查共72次，其中漠河市出现58次。出现最多的年代为20世纪80年代共28次，出现最多的年份是1989年共9次。
1986年，瑞典第一颗研究北极光的卫星进入轨道。
美国东部时间2007年2月17日，1枚德尔他一2火箭从美国肯尼迪航天中心成功发射了5颗“西弥斯”(THEMIS)微型卫星，用于研究地磁亚暴下的动态北极光，意欲探明地磁亚暴的成因。
2009年4月，媒体报道，德国不伦瑞克地球物理学和宇宙物理学研究所一个科研组，已经清楚地球磁场是如何在偏转太阳粒子的运行路线，让它们飞向地球阴面之前，捕捉地球阳面上的太阳粒子的。揭开这种自然奇观的产生之谜。
2017年6月13日，日本国立极地研究所与东京大学、京都大学和名古屋大学的研究团队宣布，利用高性能摄像机，历时3年成功拍摄到高速闪烁的极光影像。短时间里重复出现明暗闪烁的特殊极光是在氢离子作用下产生。外界期待此研究能进一步揭开极光发生之谜。
2022年，媒体报道，北极光可以发出声音和气味。2023年5月，媒体报道，中国科学技术大学团队成功设计研制出国内首个地面模拟极光的实验室装置“USTC极光一号”并成功放电。
在中国，极光的传说更离奇。相传公元前2000多年的一天，夜幕降临，群星闪烁。一个独自坐在旷野中名叫附宝的少女，沉醉在恬静优美的夜色之中。突然，在北斗七星中飘过一缕彩虹般的神奇光带，如烟似雾，摇曳不定，时动时静，若行云，似流水，最后化成一个硕大无比的光环，萦绕在北斗星的周围。霎时，光环又奇亮无比，宛如皓月当空，向大地泻下一片淡银色的光华，映亮了整个原野。附宝见状，心中不禁为之一动。由此便身怀六甲，生下一子，这男孩就是黄帝。这男孩就是黄帝轩辕氏。以上可能是世界上关于极光的最古老神话传说之一。
中国古书《山海经》中也有极光的记载。书中谈到北方有个神仙，形貌如一条红色的蛇，在夜空中闪闪发光，它的名字叫触龙。关于触龙有如下一段描述：“人面蛇身，红色，身长千里，钟山之神也。”这里所指的触龙，实际上就是极光。在古代，中国没有极光这个词，所以是根据极光不的形状差异分别加以称谓，如叫做“天狗”“刀星”“蚩尤旗”“天开眼”“星陨如雨”等等，大部分散落在史书的星象、妖星、异星、流星、祥气的记载中。
古时的芬兰人相信，北极光是一只狐狸在白雪覆盖的山坡奔跑时，由尾巴扫起的晶莹闪烁的雪花一路伸展到空中形成的。部分萨米人和西伯利亚地区人相信，北极光来自于逝者的创伤，是幽灵们在后世玩耍球类或骑马奔跑时受伤所留下的血迹。爱斯基摩人认为，极光是鬼神引导死者灵魂上天堂的火炬。原住民则视极光为神灵现身，深信极光会发出声音，取走人的灵魂，留下厄运。
时隔14天，漠河再现北极光!.大兴安岭日报.2023-10-17
极光降临加拿大多伦多.光明网.2023-10-17
Aurora Borealis Over the Midwest.NASA.2023-10-26
揭晓极光这一天象之谜：原来与太阳风暴有关.环球网.2023-10-26
[科普中国]-北极光.科普中国网.2023-10-17
在外星球也能看到极光?.新浪财经.2023-10-30
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