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大多数极光出现在地球上空90～130千米处，但有些极光要高得多。历史上有过记载：1959年，一次北极光所测得的高度是160千米，宽度超过4800千米。美丽的极光景象常在南北极、高纬度上能看见，尤其在乡间空旷地区观察效果最佳。全球范围内，加拿大的丘吉尔城，一年在有300个夜晚能见到极光；而在佛罗里达州，一年平均只能见到4次左右。我国最北端的漠河，也是观看极光的好地方。
太阳在放射光和热等形式的能量中，有一种能量被称为“太阳风”。该太阳风在地球上空环绕地球流动，以大约每秒400公里的速度撞击地球磁场，磁场使该颗粒流偏向地磁极，从而导致带电颗粒与地球上层大气发生化学反应，形成极光。在南极地区形成的叫南极光，在北极地区称之为北极光。
高层大气是由多种气体组成的，不同元素的气体受太阳风轰击后所发出光的颜色不一样。如氧原子被激后发出绿光和红光，氮被激后发出紫色的光，氩被激后发出蓝色的光。正是“太阳风”粒子流和高层大气的撞击反应，才有绚丽多彩，变幻无穷的极光。
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