极光
中高纬度地区出现的自然现象
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极光（Aurora），是指在高纬度地区，80～500公里高空中大气稀薄的地方出现的一种光的现象。由太阳发出的高速带电粒子受地球磁场影响，进入两极附近，激发高空中的原子和分子而引起。通常是弧状、带状或幕状，微弱时白色，明亮时黄绿色，有时还有红、灰、紫、蓝等色[3]。在太阳活动盛期，极光有时会延伸到中纬度地带，在各地形成明暗不同、颜色各异的光。四百年前伽利略（Galileo Galilei）以罗马神话里的曙光女神欧若拉（Aurora）命名极光[4][5]。
极光的产生与三方面条件有关：大气、磁场、高能带电粒子。现代物理学认为，极光是太阳风中的带电粒子被地磁场导引进入地球大气层，与高层大气（热层）中的原子碰撞而产生的发光现象。其绚丽程度与地磁暴的强度成正相关，磁暴会加剧高层大气微粒的活动，对航天器以及卫星的飞行造成阻力，除此之外，还会令短波通讯的信号大幅减弱[6]。在太阳黑子活跃期或日冕物质抛射阶段，极光的亮度显著增加。[7]由于地磁场的作用，这些高能粒子转向极区，故极光常见于高磁纬地区[8]。极光的形态可分为四种：均匀的较稳定的极光弧、极光带，带有射线式结构的光帘幕、光弧等，弥漫状极光以及大的均匀发光面[1]。观测极光的最主要影响因素是天气条件，没有空气污染，能见度良好的观测环境是观测极光的基础[9]。最大概率观测到极光的地方是在南北磁纬度67度附近的两个环带状区域内，分别称作南极光区和北极光区（极光区是离磁极25°～30°的范围）。极光带呈环形，半径约2500公里。[10]
研究极光对探索太阳和磁层有重要意义[11]。黄河站极地研究人员通过连续14个冬季的观测数据，定义了新的极光结构——“喉区极光”[12]。山东大学电离层—磁层耦合课题组利用该团队的高分辨率磁流体力学模型揭示了“马轭型”极光的形成与演化机理[13]。2023年4月24日在新疆发生了一场特大地磁暴，引发了极光现象[6]。