极光是主要出现在磁极附近区域的发光现象。它是由太阳风与地球磁场相互作用产生的。来自太阳风的带电粒子沿着磁力线被引导至高纬度地区，在那里激发大气分子，从而产生发光现象。
当太阳风中的电子和质子穿透电离层时，会与氧原子和氮原子发生碰撞。这些碰撞使原子中的电子进入激发态。当这些电子回到基态时，会释放出光子，其波长决定了极光的颜色。
当这些电子返回基态时，它们会发射光子，其波长决定了极光的颜色，其中绿色最为常见。太阳粒子的密度和能量会影响极光的强度和高度。
极光可以呈现为帷幕、弧光、冕状或螺旋形态。 其出现取决于太阳活动，以Kp指数衡量。 太阳活动高发期，特别是太阳耀斑或日冕物质抛射期间，会显著增加壮丽极光出现的概率。
| 特征 | 描述 | 典型值 | 如何 |
|---|---|---|---|
| 海拔 | 极光形成区 | 80至300公里 | 最低的极光出现在电离层低层，最高的极光出现在热层。 |
| 颜色 | 根据激发分子类型的光子发射 | 绿色、红色、紫色、蓝色 | 绿色最为常见；红色和紫色则出现在太阳活动剧烈时。 |
| 持续时间 | 极光的平均持续时间 | 从几分钟到几个小时 | 持续时间取决于太阳风的稳定性和地磁活动。 |
| 磁感应强度 | 地球磁场对粒子轨迹的影响 | 取决于地磁暴的变化 | 强烈的地磁暴导致极光在较低纬度可见。 |
来源：美国国家航空航天局、美国国家海洋和大气管理局空间天气、施普林格。
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