极光，实际是太阳风和大气层撞击的产物。我们生活的地球，除了有大气层保护着不受小型天体直接撞击之外，还有地磁场保护着面遭宇宙射线的直接辐射。当太阳风中的等离子流以每秒300公里的速度飞向地球的时候，在大约距离地球7万公里处受到地球磁场的阻挡，并被引导到地磁两极，在进入大气层的时候，这些粒子与大气层中的气体分子发生撞击。
在大气层的气体分子的原子周围，分布着不同轨道的电子层，受到撞击的电子在吸收了太阳粒子的能量后从低能级轨道跃迁至高能级轨道，随后因为不稳定又重新跃迁低能级轨道，在这个回归的过程中同时释放光子，于是产生了极光。由于大气层主要包含氮气和氧气这两种成分，在受激发而发出的光线也就带有相应的特征色，类似平时通过特征光谱检测成分一样。
当这个撞击发生在不同大气层高度时，也就产生了不同颜色的极光。比如绿色极光通常发生在距离地面120－180公里的高度，红色极光则在更高的高度，而蓝色和紫色极光则发生在距地面120公里以下。
虽然太阳粒子被地球磁场引导到地磁两极，但经过多年观测尤其是卫星遥感技术应用之后发现，极光发生最频繁的地带并非地磁两极上空，而是在磁极周围的一个椭圆环形地带,称为极光椭圆区（Aurora Oval），地球上90％的极光都出现在这个地带，从而也成为了观赏极光的最佳地点。
但并非极光椭圆区都适合作为观赏极光的目的地，海洋，恶劣的气候都会造成种种不变，实际上，适合观赏极光也就集中在加拿大中北部，阿拉斯加北部，俄罗斯北部，北欧北部及整个的格陵兰岛和斯瓦尔巴群岛。
观赏极光，除去选择合适地点，还有就是要选择合适的时间。
事实上，极光每天二十四小时都可能在天空中出现，但和太阳光相比则显得如此微弱，从而超过了人眼可以辨认的范围，只有在夜空，才有可能观赏到。而极光椭圆区通常都已经进入极地范围，到了夏天，由于极昼，太阳一直悬挂在天空，所以能看到极光的季节集中在十月初到三月底。
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