▲在国际空站拍摄的极光可以清晰的看到高度空处的红色极光。视频/维基百科
氮气分子也被太阳风激发，其光为深蓝色或红色。把它们混合在一起就是紫色。
▲蓝绿色极光。图/图虫创意
在100-200 km 空，被激发的氮分子往往会把能量转移到这个区域的氧原子上，所以发光不明显，但是当太阳风很强的时候，带电粒子可以冲进低空(约100 km)的地方，那里的氮分子非常丰富，所以可以大放异彩，这也是为什么有时候我们在绿色的“幕布”里
▲在这张图中可以看到绿色“幕布”的线面上的紫色条纹。图/NASA
在约95公里以下的区域，气体密度大到发光粒子可以将能量传递给其他无法通过碰撞发出可见光的粒子才能发光，所以极光也有“下限”。
在中国也能看到极光吗？
想知道中国有没有极光之城，首先要确定在哪里可以看到极光。
太阳风中的带电粒子从地球磁极附近的磁场漏斗进入大气，所以极光只会在这个漏斗附近产生。这个产生极光的区域叫做极光区。在地磁纬度70 ~ 75°范围内，是极光概率最高的极光区。
▲南极的情况和北极差不多。图为南半球的极光。图/NASA
地球的磁极与地理上的南北两极不重合，每年都在移动。2020年磁北极将位于北纬80.65度，西经72.68度，即加拿大北部的埃尔斯米尔岛，与地理北极的夹角约为11°。极光区应该根据磁极纬度来判断，而不是地理纬度。
▲北极地区极光。图/《地球之冠:北极》
根据世界权威地磁图，美国的阿拉斯加、北欧国家(丹麦除外)、俄罗斯、加拿大在这个理想的极光区都有大片领土。当然，世界著名的“极光城市”大多也分布在这些国家。例如，在阿拉斯加的费尔班克斯，每年有超过200天的极光。
▲极光纬度图。图/国家海洋和大气管理局
地磁纬度60 ~ 45°之间的区域称为弱极光区，北美和北欧的主要城市都位于弱极光区，在这些区域看到极光的机会较多。地磁纬度低于45°的地区称为微极光，亚洲和南欧大部分地区位于微极光区，所以在这些地区看到极光的概率很小。
历史上，地球的磁轴更倾向于我国。所以在历史上，古代中国人看到极光的频率比我们现代的同行要高，但是现在磁轴已经转向加拿大，所以北美人可以在更低的纬度看到极光，但是我们的北部“不够北”。
中国最北端是漠河，地理纬度为52° 58′，地磁纬度为47°，擦着弱极光区的边缘。在历史上，极光确实不时造访漠河:1981年10月22日至23日期间，人们在漠河观测到4次极光现象，总持续时间为3小时22分钟。
▲漠河位置示意图。人物/和尚
极光一年四季都可以观测到，但必须在日落之后日出之前才能看到。冬天北方夜长，可观测时间更长。自其自身记载以来，人们并没有在6、7月份在漠河见过极光，这并不是绝对的。