北极光是在北半球高纬度地区高空出现的一种光学现象。最佳观赏时刻是11月至次年2月晚上10点到凌晨2点。辉煌瑰丽，五颜六色，以北极为中心，呈带状、弧状、椭圆状或放射状，光带一般宽约500千米～1000千米。最常出没在南北磁纬度67°附近的两个环状带区域内。

该自然现象是由来自地球磁层或太阳的高能带电粒子流（太阳风）使高层大气分子或原子激发（或电离）而产生。它也是无线电现象，可以直接影响到无线电通信、长电缆通信，以及长的管道和电力传送线等许多实用工程项目，还可以影响到气候和生物学过程。

根据瑞典时间2023年3月25日，瑞典阿比斯库，五颜六色的北极光在天空中移动。

中文名：北极光

最佳观赏地点：阿拉斯加

观赏最佳地点：北极附近的阿拉斯加、北加拿大

属性：自然现象

英文名：aurora borealis

易出现时期：春分和秋分两个节气来临之前、太阳黑子多的时候

产生原因：来自地球磁层或太阳的高能带电粒子流（太阳风）使高层大气分子或原子激发（或电离）

词源：拉丁文伊欧斯一词

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。

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

北极光

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

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。

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

北极光

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。

破水桶理论：极光是溢流出的辐射带，这是詹姆斯范艾伦和工作伙伴大约在1962年首先提出的。他们指出在辐射带内获得的巨大能量很快就会在极光的漫射中耗尽。不久之后，很明显的陷在辐射带内的都是高能的带正电离子，而在极光内几乎都是能量较低的电子。

极光是太阳风中的粒子被地球的场线引导至大气层顶端造成的,这适用于极光的尖点，但在间点之外，太阳风没有直接的作用。另一方面，太阳风的能量主要都留驻在带正电的离子，电子只有0.5eV，而在尖点上会上升至50-100eV，这仍然远低于极光的能量。

现代理论

北极光

根据美国国家航空航天局“瑟宓斯卫星任务”(2007/12)(Themis mission)传回的新数据，科学家发现太阳释放的带电粒子像一道气流飞向地球，碰到北极上空磁场时又形成若干扭曲的磁场，带电粒子的能量在瞬间释放，以灿烂眩目的北极光形式呈现，而地球的极光主要只有红、绿二色是因为在热成层的氮气和氧原子被电子撞破，分别发出红色和绿色光。

这项研究是由美国加州大学洛杉矶分校的安吉罗波洛斯主持，其研究结果已于2007年12月9日在“美国地球物理联合会”的学术会议中发表。

瑟密斯卫星任务的5个人造卫星群2007年2月成功发射升空，3月在阿拉斯加和加拿大上空侦测到北极光出现两小时，同一时间卫星也侦测到带电粒子流接触到北极磁场。而让安吉罗波洛斯惊讶的是，带电粒子和磁场接触形成的地磁风暴以每分钟650公里的速度掠过空中，威力相当于芮氏规模5.5的地震。

科学家早就怀疑，北极光的能源来自带电粒子与北极磁场接触产生的扭曲磁场，但这个理论一直到2010年5月才获得证实，当时瑟密斯任务的卫星群从地球上空6万多公里首度测到扭曲磁场的结构。

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(Field line)集中到南北两极。当他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，形成极光。

在北半球观察到的极光称北极光，南半球观察到的极光称南极光，经常出现的地方是在南北纬度67度附近的两个环带状区域内，阿拉斯加的费尔班克斯(Fairbanks)一年之中有超过200天的极光现象，因此被称为“北极光首都”。

本质原理

北极光

本质上来说，极光是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。它的形成有三大要素：太阳风、地球磁场、大气。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”。

北极光

极光最常出没在南北磁纬度67°附近的两个环状带区域内，分别称作南极光区和北极光区。北半球以阿拉斯加、北加拿大、西伯利亚、格陵兰冰岛南端与挪威北海岸为主；而南半球则集中在南极洲附近。值得一提的是：北极附近的阿拉斯加、北加拿大是观赏极光的最佳地点，阿拉斯加的费尔班(Fairbanks)更赢得“北极光首都”的美称，一年之中有超过200天的极光现象。

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。需要在野外长时间的守候等待，足够的防寒衣物必不可少。拉普兰北部见到北极光的几率高，约为75%。

出现地点

北极光

极光最常出没在南北磁纬度67°附近的两个环状带区域内，分别称作南极光区和北极光区。北半球以阿拉斯加、北加拿大、西伯利亚、格陵兰冰岛南端与挪威北海岸为主;而南半球则集中在南极洲附近。值得一提的是：北极附近的阿拉斯加、北加拿大是观赏极光的最佳地点，阿拉斯加的费尔班(Fairbanks)更赢得“北极光首都”的美称，以其寒冷的冬季与夏季的长时间光照而闻名，一年之中有超过200天的极光现象，人们去那里是为欣赏它那壮观景象并目睹每晚都会出现的极光奇观。如果你有机会到阿拉斯加，一定要看看那迷人的北极光，捕捉那千变万化的超级“电光秀”，您也将彻底地爱上北极光!中国最北的漠河，也可以观测到北极光。

极光拍摄

拍摄北极光是一种独特的挑战。因为北极光盛行时是冬天，天气非常寒冷，温度会在零下40或50度。照相机放在外面的时间不能超过几分钟，因为它会被冻住。胶片不会像人眼那样敏感，使用的是特殊的时间间隔技术。

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。

其他行星

北极光

木星和土星这两颗行星都有比地球更强的磁场(木星在赤道的磁场强度是4.3高斯，相较之下地球只有0.3高斯)，而且两者也都有强大的辐射带。哈柏太空望远镜也很清楚的看见这两颗行星的极光。

在巨大气体行星上的极光看起来与地球的相似，也是由太阳风提供能量，另外，木星的卫星，特别是埃欧，更是木星极光的能量来源。这些电流是沿着场线(场准直电流)涌生出的，肇因于卫星绕着行星公转的相对运动，引起的发电机机制。有着火山活动和电离层的埃欧，是带电粒子的强力来源，从1955年开始就在研究由它的电流所发射出来的电波辐射。使用哈柏太空望远镜也在埃欧、欧罗巴和甘尼米德上观测到极光，当木星磁气圈的等离子撞击到它们稀薄的大气层时，就会产生极光。

北极光

在金星和火星上也曾观测到极光。因为金星没有内在(行星本身)的磁场，金星的极光呈现不同的形状和强度，看起来是明亮但弥漫的补丁，有时会分布在整个行星的盘面。金星的极光源自太阳风的粒子撞击和陷入在夜晚侧的大气层。

2004年8月14日，火星快车号上的仪器SPICAM检测到火星的极光。这道极光位于erra Cimmeria，东经177°，南纬52°，辐射区域大约宽30公里，高度在8公里左右。经由分析包括火星全球探勘者号过去的地壳磁场异常资料，科学家发现辐射的地区是相对来说是区域性的局部磁场最强的地区。这种相关性显示，电子是通过火星地壳的磁力线与被激发的大气层移动

声音之谜

北极光

科学家发现了产生北极光神秘声音的地点。这种声音激发了许多民间故事，令荒野流浪者恐惧和敬畏但北极光奇怪的噼啪声和低沉的轰鸣声首次通过科学得到了解释。

芬兰阿尔托大学研究人员确定了发出这些声音的地点，然后发现这些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。研究人员在一个记录这些极光声音的观测地安装3个独立的扩音器，然后找到声音来源。他们比较了由这些扩音器捕捉到的声音，最后找出发出这些声音的位置。芬兰气象研究所的科学家在这个观测地看到北极光，同时测量了地磁干扰。

阿尔托大学的尤尼托-K-莱恩教授表示：“我们的研究证实，北极光出现时，人能听到自然的极光声音，这些声音和他们所见的景象有关。以前，研究人员认为北极光离我们太远，所以听不到它产生的声音。这是真的。但我们的研究表明，这些和我们看到的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。”

记录在案的极光声音类似于噼啪声和低沉的轰鸣声，持续时间很短。听到极光声音的其他人把它们描述为从远方出来的声音和爆裂声。考虑到这些不同的描述，研究人员猜测有几种机制导致了这些极光声音的形成。这些声音非常柔和，所以你必须非常认真地倾听才能听到它们，才能将它们同环境噪音区分开。

传说黄帝轩辕氏的诞生

罕见红色北极光

相传公元前两千多年的一天，夜来临了。随着夕阳西沉，夜已将它黑色的翅膀张开在神州大地上，把远山、近树、河流和土丘，以及所有的一切全都掩盖起来。一个名叫附宝的年轻女子独自坐在旷野上，她眼眉下的一湾秋水闪耀着火一般的激情，显然是被这清幽的夜晚深深地吸引住了。夜空像无边无际的大海，显得广阔。安详而又神秘。天幕上，群星闪闪烁烁，静静地俯瞰着黑魆魆的地面，突然，在大熊星座中，飘洒出一缕彩虹般的神奇光带，如烟似雾，摇曳不定，时动时静，像行云流水，最后化成一个硕大无比的光环，萦绕在北斗星的周围。其时，环的亮度急剧增强，宛如皓月悬挂当空，向大地泻下一片淡银色的光华，映亮了整个原野。四下里万物都清晰分明，形影可见，一切都成为活生生的了。附宝见此情景，心中不禁为之一动。由此便身怀六甲，生下了个儿子。这男孩就是黄帝轩辕氏。以上所述可能是世界上关于极光的最古老神话传说之一。

山海经

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，赤色，身长千里，钟山之神也。”这里所指的触龙，实际上就是极光。极光是天空中一种特殊的光，是人们能用肉眼看得见的唯一的高空大气现象，它常常出现在南北半球的高纬地区，主要是在南极区和北极区。这种光的美丽显示，是由高空大气中的放电辐射造成的。出现在北半球的叫做北极光，出现在南半球的叫做南极光;南北极光泛称极光。在我国所能见到的当然是北极光。在古代，我国没有极光这个词，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，它们大部分散落在史书的星象、妖星、异星、流星、祥气的记载中。

拉丁

极光这一术语来源于拉丁文伊欧斯一词。传说伊欧斯是希腊神话中“黎明”(其实，指的是晨曦和朝霞)的化身，是希腊神泰坦的女儿，是太阳神和月亮女神的妹妹，她又是北风等多种风和黄昏星等多颗星的母亲。极光还曾被说成是猎户星座的妻子。在艺术作品中，伊欧斯被说成是一个年轻的女人，她不是手挽个年轻的小伙子快步如飞地赶路，便是乘着飞马驾挽的四轮车，从海中腾空而起;有时她还被描绘成这样一个女神，手持大水罐，伸展双翅，向世上施舍朝露，如同我国佛教故事中的观音菩萨，普洒甘露到人间。

极光按形态可分为：

匀光弧极光

射线式光柱极光

射线式光弧光带极光

帘幕状极光

极光冕

按观测的电磁波波段分为：

光学极光

无线电极光

按激发粒子类型可分为：

电子极光

质子极光

按发生区域可分为：

极光带极光

极盖极光中纬极光红弧

北极光

极光（aurora）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，是太阳神和月亮女神的妹妹。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，比如在芬兰语中，北极光则被称为“revontulet”，直译过来就是狐狸之火。古时的芬兰人相信，因为一只狐狸在白雪覆盖的山坡奔跑时，尾巴扫起晶莹闪烁的雪花一路伸展到天空中，从而形成了北极光。

此外，部分萨米人和西伯利亚人相信北极光来自于逝者的创伤，不过这多彩的天空并不是痛苦的征兆，相反的，而是幽灵们在后世玩球类运动或骑马奔跑时受伤所留下的血迹。而因纽特人认为“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，深信快速移动的极光会发出神灵在空中踏步的声音，将取走人的灵魂，留下厄运”。在北极地区高层大气中出现的极光。