极光是由于太阳带电粒子流(太阳风)进入地球磁场，在地球南北两极附近地区的高空，夜间出现的灿烂美丽的光辉。在南极被称为南极光，在北极被称为北极光。地球的极光是来自地球磁层或太阳的高能带电粒子流(太阳风)使高层大气分子或原子激发(或电离)而产生。
极光常常出现于纬度靠近地磁极地区上空，一般呈带状、弧状、幕状、放射状，这些形状有时稳定有时作连续性变化。极光产生的条件有三个:大气、磁场、高能带电粒子。这三者缺一不可。
在太阳的光球层上，有一些旋涡状的气流，像是一个浅盘，中间下凹，看起来是黑色的，这些旋涡状气流就是太阳黑子（sunspot）。黑子本身并不黑，之所以看得黑是因为比起光球来，它的温度要低一、二千度，在更加明亮的光球衬托下，它就成为看起来像是没有什么亮光的暗黑的黑子了。
世界上最早的太阳黑子的记录是中国公元前140年前后成书的《淮南子》中记载的：“日中有踆乌。”《汉书·五行志》中对前28年出现的黑子记载则更为详细：“河平元年，三月乙未，日出黄，有黑气大如钱，居日中央。”
从汉朝的河平元年，到明朝崇祯年间，大约记载了100多次有明确日期的太阳黑子的活动。在这些记载中，人们对太阳黑子的形状，大小，位置甚至变化都有详细的记载。
日本京都大学文学研究科的早川尚志等学者在中国史籍中发现了更多对极光及太阳黑子的记载。早川尚志等研究者借助我国台湾地区“中央研究院”历史语言研究所开发的汉籍电子文献资料库，通过这个数字化的史料库，研究者们将“黑子”、“赤气”这些关键词输入检索，即可快速得到从史记到清史稿的所有正史记录中的有关条目。
其中最著名的几次记载如下：
早川尚志等学者在河北省石家庄市栾城区的地方志《栾城县志》中，发现了同一时期对极光的记录：
“清官咸丰九年……，秋八月癸卯夜，赤气起于西北，亘于东北，平明始灭。”
“赤气”中国古代对极光的称呼。
（《栾城县志》中的极光记载）
1770年曾发生超强太阳风暴。早川尚志等学者在同一时期的《洞庭湖志》、清朝正史《清史稿》和《寿光县志》、《昌黎县志》、《亳州志》等地方志中发现有22处极光记录。通过对22处极光记录的研究，结合日本史籍，研究者们对本次太阳风暴对地球影响的持续时间有了了解：在1770年9月10日至1770年9月19日期间，地球始终处于强太阳风暴的吹拂中，其中，9月17日的极光记录最为密集。
太阳黑子是太阳活动强弱的标志。由于古人没有现代天文观测设备，因此当他们可以用肉眼观察到太阳表面出现黑子时，意味着黑子结构已经相当明显、
早川尚志等学者在记录明朝天象的《天元玉历祥异赋》中，发现时人对太阳黑子和极光的记载，“日中黑气”指的是太阳黑子，夜间“赤气竟天”指的是极光。
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