形成原因

历史依据

北极光

极光发现的历史很早，《河图稽命征》上说：“附宝(黄帝之母)见大电光绕北斗权星，照耀郊野，感而孕二十五月，而生黄帝轩辕于青邱。”这很可能是指极光。部份中国学者认为《山海经·大荒北经》中的烛龙是指极光，古人形容为“人面蛇身，赤色，身长千里，钟山之神也”。

1619年，伽利略以曙光女神奥罗拉(Aurora)之名创造出aurora borealis 一词。伽利略解释极光是由反射从地球上上升蒸气的太阳光。

极光最易出现的时期是春分和秋分两个节气来临之前，且春秋两季出现频率更甚夏冬。但2007年美国国家航空航天局“THEMIS”任务的资料显示，在春分和秋分两节气时地球位置与“磁索”交错最甚，而非因四季交替影响才有此结果。另外，在太阳黑子多的时候，极光出现的频率也大6。

形态特征

极光是一种大自然天文奇观，它没有固定的型态、颜色也不尽相同，颜色以绿、白、黄、蓝居多，偶尔也会呈现艳丽的洪紫色，曼妙多姿又神秘难测。极光的发生只有在严寒的秋冬夜晚，高纬度的地区，才有机会目睹，因为漆黑寒冷的夜晚北极光最易出现，所以最佳时刻则是11月至次年2月晚上10点到凌晨2点，有些时候可持续1小时左右。

一般来说，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。在北部出现的称为北极光，在南部出现的则称为南极光。

形成过程

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长期以来，极光的成因一直众说纷纭。有人认为：它是地球外缘燃烧的大火；有人则认为，它是夕阳西沉后，天际映射出来的光芒；还有人认为，它是极圈的冰雪在白天吸收储存阳光之后，夜晚释放出来的一种能量。这天象之谜，直到人类将卫星火箭送上太空之后，才有了物理性、合理的解释。

本质上来说，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（距离地面100-200公里处的高空）运作激发的光学现象。极光的形成有三大个重要过程：太阳风产生的带电粒子、地球磁场把带电粒子吸引到南北极、与大气成分运作激发。所谓“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。由于太阳的激烈活动，放射出无数的带电微粒，当带电微粒流射向地球进入地球磁场的作用范围时，受地球磁场的影响，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，因而产生了“电磁风暴”和“可见光”的现象，就成了众所瞩目的“极光”。

形成理论

过去理论

在过去，有些理论被用来解释这种现象，但现在都已经过时了。

北极光

本杰明·富兰克林(Benjamin Franklin)的理论：神奇的北极光是浓稠的带电粒子和极区强烈的雪和其他的湿气作用造成的。

极光的电子来自太阳发射的光束。这是克利斯蒂安柏克兰在1900年提出的说法，她在实验室用真空室和磁化的地球模型，显示电子是如何被引导至极区。这个模型的问题包括本身缺乏在极区的极光、负电荷本身自行散射这些光束、而且在近期内仍然缺乏任何太空中的观测证据。