極光的顏色：是什么導致了它們，為什么它們會變化？
來源：骨軟筋酥網
時間：2025-12-11 03:44:57
極光的顏色取決于大氣成分和高度。(圖片鳴謝:RANA UMAIR / 500px via Getty Images)
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這一引人注目的色什什們奇觀發生在地球的兩極附近，表現為炫目的變化舞蹈光，是極光由太陽粒子和我們地球的大氣層之間的相互作用造成的。極光有各種各樣的顏導顏色——從綠色到粉色到藍色和紫色——讓天空觀察者既著迷又迷惑。
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在我們討論極光的色什什們不同顏色之前，讓我們先快速提醒自己極光是如何形成的。
極光是由來自太陽的高能粒子以高達4500萬英里/小時(7200萬公里/小時)的速度撞擊地球高層大氣造成的。然后地球磁場將粒子重新導向北極和南極。
帶電粒子隨后進入地球大氣層，激發氣體原子和分子，產生極光。這個過程類似于霓虹燈的工作原理:當分子和原子被電子“激發”時，它們必須返回到原始能量(基態)，并通過釋放光子(光)來實現這一點。霓虹燈的顏色取決于燈管內的氣體混合物，就像極光的顏色取決于大氣中的氣體混合物一樣。
地球的大氣層大約由78%的氮氣、21%的氧氣、0.93%的氬氣和0.04%的二氧化碳組成。我們的空氣中還含有微量的氖、氦、甲烷、氪、臭氧和氫，以及水蒸氣。
下面幾節將探討大氣成分和太陽粒子與這些氣體碰撞的高度如何在決定極光的顏色中起著至關重要的作用。
綠色極光
冰島瓦特納朱古勒冰帽，布雷達梅爾朱古勒冰川，朱古勒冰川瀉湖上方的綠色極光。(圖片來源:北極圖片來源:蓋蒂圖片社)
最常見的極光顏色是綠色。
根據加拿大航天局(CSA)的說法，綠色極光通常是在帶電粒子與地球大氣中高濃度的氧分子在大約60至190英里(100至300公里)的高度碰撞時產生的。
我們也比其他顏色更容易看到綠色極光，因為人眼對綠色光譜最敏感。
紅色極光
綠色極光帶主要由上面的明亮的猩紅色極光帶構成，背景是星星。2023年2月16日，加拿大攝影師邁克·麥克爾蘭在魁北克拍攝到罕見的紅色極光。(圖片鳴謝:邁克·麥克爾蘭)
紅色極光出現的頻率相對較低，通常與強烈的太陽活動有關。
根據CSA的說法，它們發生在太陽粒子與氧氣在較高海拔發生反應時，通常在180至250英里(300至400公里)左右。
在這個高度，氧氣濃度較低，并以更高的頻率或波長被激發，使紅色可見。紅色極光經常出現在畫面的較高邊緣。
藍色和紫色極光
綠色、藍色和紫色的絲帶穿過天空，像五彩繽紛的光幕一樣指向星空。在挪威拍攝的藍紫色極光。(圖片來源:marouan touil via Getty Images)
藍色和紫色極光更不常見，也往往出現在太陽活動頻繁的時期。
據極光旅游公司“極光地帶”稱，這些顏色是當太陽粒子在60英里或更低的高度與地球大氣層中的氮氣碰撞時產生的。
藍色和紫色的極光傾向于在影像的下部可見。
黃色和粉色極光
遠處的一個島嶼映襯著布滿極光的星空，一條黃色的光帶靠近地平線，上面出現了明亮的粉紅色極光。塔斯馬尼亞島貝齊島上空的南極光。(圖片來源:追光攝影，由詹姆斯·斯通·james-stone.com通過蓋蒂圖片社提供)
黃色和粉紅色的極光很罕見，通常與太陽活動頻繁有關。這些顏色是由紅色極光和綠色或藍色極光混合而成的。
太陽活動的作用
太陽活動，包括太陽耀斑和日冕物質拋射，在決定極光顯示的強度、顏色和頻率方面起著重要作用。在太陽活動頻繁的時期，地球大氣層受到大量太陽粒子的轟擊，增加了更多充滿活力和各種極光顏色的可能性。
太陽的活動以11年為一個太陽周期波動，活動高峰期被稱為太陽活動高峰期。在當前的第25個太陽周期中，太陽活動正在增加，科學家預測這將在2025年達到峰值。
極光顏色常見問題專家解答
我們問了伊麗莎白·麥克唐納博士一些關于極光顏色的常見問題。
伊麗莎白·麥克唐納博士空間物理學家
伊麗莎白·麥克唐納博士是美國宇航局戈達德太空飛行中心的空間物理學家，也是公民科學網站極光龍的創始人之一。
為什么出現在低緯度的北極光是紅色的？
兩個原因:第一，紅色出現在海拔較高的地方，因此可以在離兩極較遠的地方看到:有時你所看到的只是地平線上紅色的上邊緣。其次，在非常大的風暴期間，還有另一種極光，主要是紅色的，發生在低緯度地區。
由于地球大氣中的氮比氧多，為什么氮引起的藍色/紫色極光不是最常見的？
極光出現的高度如此之高，以至于我們所熟悉的空氣混合物與100公里處的不一樣。那里的大氣密度要小得多，并因重力而分層。氮層位于氧層之上。
最稀有的極光顏色是什么？
這很難說，因為極光顏色混合在不斷變化的化學混合物中，這就是為什么你可以看到一些罕見的顏色。
