如何形成
太阳不断向外喷射带电粒子流，即太阳风；发生耀斑或日冕物质抛射（CME）时，粒子会大量涌出。地球磁场挡住了大部分粒子，但在磁场与太阳风相互作用的过程中能量不断积累，粒子随后沿磁力线涌入两极附近的高层大气，激发氧和氮原子，原子回到基态时发出特定颜色的光，这就是极光。因此极光最常出现在环绕地磁北极和南极的环形“极光带”（磁纬约65～70度）。“北极光”（aurora borealis）一名相传由伽利略于1619年取自罗马神话中的黎明女神奥罗拉和北风之神玻瑞阿斯。
颜色为何不同
极光的颜色取决于哪种原子在什么高度发光。最常见的绿色来自约100～250公里高度氧原子发出的557.7纳米光；更高处空气极其稀薄，氧原子发出630纳米的红光；氮则在下缘形成紫色或粉色的镶边。
| 颜色 | 来源 | 大致高度 |
|---|---|---|
| 绿色 | 氧原子 557.7纳米 | 约100～250公里 |
| 红色 | 氧原子 630.0纳米 | 约200公里以上 |
| 蓝紫色 | 氮分子离子等 | 约100公里上下，下缘 |
| 粉色 | 氮分子 | 约100公里以下 |
强烈地磁暴期间，极光带会向低纬度扩展，平时罕见的红色极光会在中纬度地区出现。
何时何地观赏
最佳观赏地点位于极光带正下方，如加拿大黄刀镇、美国阿拉斯加费尔班克斯、挪威特罗姆瑟、芬兰拉普兰和冰岛。宜选择黑夜漫长的9月至次年3月、月光较弱的晴朗夜晚，约晚上10点至凌晨2点。可参考美国国家海洋和大气管理局（NOAA）的预报和表示地磁活动的Kp指数（0～9），Kp越高，越靠南的地方也能看到。1859年“卡林顿事件”期间，加勒比海地区都能看到极光，电报系统陷入瘫痪。2024年5月，正值约11年一次的太阳活动高峰期，发生了约20年来最强的地磁暴（G5），中国新疆、黑龙江、内蒙古等地都拍到了红色极光。中国黑龙江漠河等地在强地磁暴时也有机会看到极光。木星和土星等拥有磁场和大气的行星同样会出现极光。
常见问题
- 在中国能看到极光吗？
- 在黑龙江漠河、新疆阿勒泰等高纬度地区，强地磁暴时有机会看到或拍到，通常是靠近北方地平线的红色光芒。想用肉眼看到明亮的极光，最好前往高纬度地区。
- 什么时候去看极光最好？
- 9月至次年3月、避开满月的晴朗夜晚最佳。停留三四晚以上能提高成功率，太阳活动高峰年前后更为有利。
来源核查日期：2026-10-26
参考文献
- Akasofu, S.-I. (1964). The development of the auroral substorm. Planetary and Space Science, 12(4), 273–282.
- Tsurutani, B. T., Gonzalez, W. D., Lakhina, G. S., & Alex, S. (2003). The extreme magnetic storm of 1–2 September 1859. Journal of Geophysical Research, 108(A7), 1268.
- Eather, R. H. (1980). Majestic Lights: The Aurora in Science, History, and the Arts. American Geophysical Union.
- NOAA Space Weather Prediction Center. (2024). Aurora: Tutorial and 30-Minute Forecast. National Oceanic and Atmospheric Administration.