极光与气象奇观都是自然现象的奇妙表现，正是因为有了这些奇特的景观，才使得这个世界格外美丽。

绝大部分极光是出现在地球上空90～130千米处，不过有些极光要高得多。历史上曾经有过记载:在1959年，据人们观测，一次北极光所测得的高度是160千米，宽度超过4800千米。这种美丽的极光景象经常出现在南北极、高纬度上，特别是在乡间的大片空地上观察效果最好。纵观全球，位于加拿大的丘吉尔城，每年有将近300个夜晚能够见到极光，但在美国的佛罗里达州，每年平均仅能看到4次左右。我国最北端的漠河也是观看极光的极佳场地。

太阳因为在放射光和热等形式的能量，形成一种能量被称作“太阳风”。这种太阳风在地球上空环绕地球流动，通常以大约400公里每秒的高度撞击地球磁场，而磁场使这些颗粒流偏向地磁极，因此，导致带电颗粒和地球上层的大气发生化学反应，从而形成极光。按地域来分，在南极地区的极光被称为南极光，北极地区的叫北极光。

所谓高层大气，通常是由很多种气体组成的，不同元素的气体受太阳风撞击后所发出光的颜色也不相同。比如氧原子被击后会发出绿光和红光；氮被激后发出紫光；氩被激后发出蓝光。不停变幻的极光色彩正是“太阳风”粒子流与高层大气的撞击反应，所以才有了丰富多彩、变化无穷的极光。

每天多次，巨大的爆炸会震颤地球的磁场，从而引发一系列的事件，在最后还会以耀眼的极光照亮两极的天空。这些爆炸被称作“亚暴”，它们是怎样产生的?长久以来始终是个谜团。

然而到了今天，美国宇航局(NASA)的一系列卫星终于揭开了谜底。它们既帮助我们认识了这些大自然最美丽壮观景象的本质，又帮助我们预报更为重要的空间天气。要知道，糟糕的空间天气可能会危害人造卫星和宇航员，甚至还会摧毁地面上的电网。

自古以来，极光一直是个难解之谜，但也不乏众多科学家对它的解释。伽利略认为极光是从地球上升起的蒸汽反射阳光而成的，而笛卡尔则认为是冰晶反射阳光形成了极光。在17世纪末期，哈雷首先把极光和地球磁场联系上，但是直到20世纪50年代之后，才有科学家确认了极光是因为磁场把电子输入上层大气而形成的。

极光、亚暴和更具破坏力的某些空间天气状况，几乎都源于太阳风。所谓太阳风，是由太阳抛射出的一团稀薄高温带电粒子，当中还掺杂着一些磁场和电流。太阳风“刮”过地球时的速度能够达到每小时160万千米，但可能给我们的感觉却只是“轻风拂面”。这是什么原因呢，就是因为地球的磁场会促使多数太阳风发生偏转，并因此在地球四周形成了一个空间天气相对平静的区域，被称作“磁层”。每次太阳风吹过地球之时，磁层都会遭到挤压，而且就像微风拂过秀发般地在地球背朝太阳的一侧打开它的“保护网”。

尽管多了一层保护，但是太阳风还是会干扰磁层，并向地球上层的大气输入高能粒子。然后，它们就会像点亮氖管中的气体一样产生极光，并且缓慢舞动的绿色光幕正是带电粒子撞击大气上层氧原子的产物。这些“宁静的极光弧”一般都是很弱的。“人们经常意识不到它们是极光，天空会弥漫着些许的亮光，看上去可能会有点奇怪。”加拿大卡尔加里大学监测极光的埃里克·多诺万说。当亚暴在磁层中出现的时候，尽管释放的能量只相当于几百万吨的TNT炸药，但是它的效果却是实实在在的。地球磁场会发生扭动，环绕磁层的电流也会跟着剧烈搅动，在10～15分钟里极光就会覆盖天空，而且大幅度地增亮和“舞动”。“增亮成百上千倍对于极光来说并不是什么罕见的事情。”多诺万这样说。当高能粒子撞击大气分子之时就会从氧和氮中激发出红光、绿光和蓝光，这个时候极光就会变得非常流光溢彩了。

在今天，我们已经知道，由亚暴产生的稀薄极光弧和耀眼的极光之间的差别是因为太阳风中磁场极性的不同而造成的。很多时候，太阳风中的磁场和地球的是同向的，这也使得太阳风能够不受干扰地通过地球。但两者反向时就会连接起来，为亚暴的产生提供了能量，但是这些究竟是如何发生的，到现在还没有弄清楚。