極光在不同的環(huán)境、不同的氣候、不同的時(shí)間會(huì)呈現(xiàn)多種色彩的變幻，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，極光呈現(xiàn)的顏色是由以下四個(gè)因素決定的：(1)入射粒子的能量;(2)大氣中的原子和分子在不同高度的分布狀況;(3)大氣中原子和分子本身的特性;(4)大氣的密度不均勻，基本上越接近地表密度越高。

入射粒子的能量高低決定了粒子能夠沖入大氣的深度，因此決定了極光產(chǎn)生的高度;而大氣成分隨高度的變化決定了入射粒子可能會(huì)撞擊到哪種原子或分子，因此決定了可能發(fā)出的極光波長。為什么極光能呈現(xiàn)出各種各樣的色彩?大氣粒子本身的特性也很重要，這些特性直接決定所發(fā)出光的顏色。另外，大氣密度也會(huì)影響極光的顏色。由于高層大氣密度較低，發(fā)光的過程不會(huì)受到原子和分子彼此碰撞的干擾。不過，距離地表越近，大氣密度越高，分子之間的撞擊較為頻繁，這會(huì)使得某些波長的光不容易產(chǎn)生。

決定極光顏色的主要因素之一，就是不同種類分子在大氣中的垂直分布狀況。接近地表處，大氣的組成十分均勻，78%是氮分子，21%氧分子，這樣的組成直到高度約100公里為止都是如此。在更高之處，來自太陽的高能紫外線會(huì)將大氣分子分解成原子，不同種類的原子受到重力影響而產(chǎn)生不同的分布，較輕的原子會(huì)分布在上層。

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