主题：【讨论】利用闪电的困难在哪里？ -- muiaao

极光是地球周围的一种大规模放电的过程。来自太阳的带电粒子到达地球附近，地球磁场迫使其中一部分沿着磁场线（Field line）集中到南北两极。当他们进入极地的高层大气（>80km）时，与大气中的原子和分子碰撞并激发，能量释放产生的光芒形成围绕着磁极的大圆圈，即极光。[16]

极光最易出现的时期是春分和秋分两个节气来临之前，且春秋两季出现频率更甚夏冬。这是因为在春分和秋分两节气时地球位置与“磁索”交错最甚。[17]另外，在太阳黑子多的时候或当太阳周期在日冕巨量抛射增加和太阳风强度增强的阶段时，极光出现的频率和亮度也会增加[18]。

地球的极光主要有红、绿二色是因为在热成层的氮和氧原子被电子激发，分别发出红色和绿色光。

氧的辐射：绿色或褐红色，具体取决于所吸收的能量。

氮的辐射：蓝色或紫色；如果收回一颗被电离的电子会辐射出蓝色；从激态回到基态是红色。

氧回到基态是不寻常的：它可以在0.75秒辐射出绿光，但要长达两分钟的时间才能辐射出红光。与其它原子或分子的碰撞会吸收激发的能量，并阻止辐射。因为在大气层的最顶端，氧含量有较高的百分比，但碰撞是稀稀落落的，所以氧有足够的时间辐射出红光。下降到较低层，碰撞的频率变得频繁起来，就没有足够的时间释放出红光，最终，连绿光都因为碰撞过于频繁也被阻止了

这就是为何在不同的高度会辐射出不同的颜色；在最高处，由氧的红光主导，然后是氧的绿光和氮的蓝光与红光，最后只有氮的蓝光与红光，而碰撞阻止了氧辐射出任何的光线。绿色是极光中最常见的颜色，在它的后方（上方）是粉红色，混合著浅绿色和红色，紧接着是纯红色、黄色（红色和绿色的混合），最后是纯蓝色。

红色：出现在最高处，是激发的氧原子辐射出630奈米的电磁波，原子的低浓度和眼睛对此波长的低灵敏度，使这种颜色只有在太阳活动强烈的情况下才能被看见。低的氧原子数量和逐渐降低的浓度使它们非常微弱，通常只能在帘幕状极光的顶端部分看见。

绿色：在较低的高度，较频繁的碰撞支撑了氧在557.7奈米的辐射；相当高的氧原子浓度和眼睛对绿色的光较敏感，使绿色的极光最为常见。激发的氮分子（由于N2的高度稳定，氮原子非常罕见）在这儿发挥了作用，在碰撞中可以将能量转移给氧原子，然后氧会释放出绿光（红光和绿光的混合可以产生黄色光或粉红色的光）。氧原子的浓度在100公里的高度迅速的降低，使得极光帘幕的底部在这个高度上突然的结束。

黄色和粉红色是红色和绿色混合的结果。

蓝色：在低海拔处，氧原子的数量越来越少，电离的氮分子取而代之成为发出可见光的主体。它发出的是波长是大量分布在红色和蓝色，并以428毫微米（蓝色）为主要的谱线。蓝色和紫色的发射通常出现在帘幕的底端，显示太阳的活动非常活跃[20]。