یکی از پدیده هایی که در جو زمین بویژه در مناطق عرض های جغرافیایی نزدیک قطبی رخ می دهد شفق قطبی است.شفق به شکل نوارهایی رنگین وزیبا در پهنه آسمان مشاهده می شود والبته از پشت آن نور ستارگان نیز قابل رویت می باشد.
زمانی که ذرّات باد خورشیدی به دام میدان مغناطیسی زمین می افتند با ملکول هاواتمهای بالایی جوّ زمین (در لایه یونسفر در ارتفاع بین 100 تا 80 کیلومتر)واکنش می دهند و موجب می شوند این ملکول ها، نور تابش کنند و پدیده شفق قطبی را به وجود آورند.علت اینکه این نورها در نواحی نزدیک قطبی رخ می دهند این است که در این مناطق تراکم خطوط میدان مغناطیسی ودر واقع توان میدان بیشتر بوده و این میدان ذرات بادخورشیدی رابه این نواحی هدایت می کند.(رجوع شود به مغناطکره)
به شفق های قطبی، نور قطب شمال یا نورهای شمالگان (aurora borealis)هم گفته می‌شود زیرا آنها فقط در نیم کرهٔ شمالی رویت می‌شوند و هر چقدر به قطب شمال نزدیک می شوید با توجه به مجاورت با قطب مغناطیسی شمالی زمین احتمال بیشتری می‌رود که بتوانید آنها را ببینید به طور مثال در شهر های شمالی کانادا که بسیار نزدیک به قطب هستند امکان رویت آنها بسیار زیاد است.
شفق های قطبی در نزدیکی قطب مغناطیسی شمالی ممکن است خیلی بالا باشد ولی در افق شمالی به صورت سبز بر افروخته و در صورد طلوع خورشید به صورت قرمز کمرنگ دیده می‌شود. شفق های قطبی معمولا از سپتامبر تا اکتبر و از مارس تا آوریل اتفاق می افتند. بعضی از قبایل کانادایی به این پدیده رقص ارواح می‌گویند.
پدیده شفق در قطب جنوب نیز با نام aurora australis اتفاق می افتد ولی فقط در جنوبی ترین عرض جغرافیایی قابل رویت است و گاهی اوقات در آمریکای جنوبی و استرالیا ( استرالیا در زبان لاتین به معنی جنوب است).در قطب جنوب این پدیده با نام نورجنوبگان نیز معرفی می شود.
Benjamin Franklin اولین کسی بود که به شفق های قطبی توجه نشان داد. در تئوری او علت وقوع شفق های قطبی این انتقال نور در مرکز بار الکتریکی در سرزمینهای قطبی توسط برف و رطوبت شدت می‌گیرد، بود.
بعضی وقت‌ها شبیه به پرده‌ی آویزان، یا نورهای متحرک و یا پرتوهای نور است. رنگ آن نیز تغییر می‌کند ولی بیشتر مواقع دارای سایه‌ی سبز یا صورتی است. شفق‌ها مانند پرده‌هایی عظیم به طول صدها کیلومتر از نورهای رنگی هستند در موارد نادر شفق قطبی ممکن است سراسر آسمان مرئی، از افق تا سمت الراس را بپوشاند.
شفق های قطبی معمولا باید فقط در قطب ها اتفاق بیافتند. ولی به ندرت در عرض های جغرافیایی میانی نیز دیده می‌شوند.این حالت زمانی رخ می دهد که خورشید در اوج فعالیتهای خود در چرخه 11 ساله باشد.بطور کلی با افزایش فعالیتهای خورشیدی بروز این پدیده نیز افزایش می یابد.برای اندازه گیری ارتفاع این پرتوها از دو یا چند نقطه در سطح زمین که دارای فاصله زیادی هستند به طور همزمان از آنها عکسبرداری می شود وسپس بکمک روابط مثلثاتی ارتفاع آنها می شود.
در مشتری و زحل قطب های مغناطیسی قوی تری وجود دارد و هر دو آنها کمربند تشعشع radiation belt بزرگی دارند. و شفق های قطبی به وضوح توسط تلسکوپ هابل در آنها دیده شده است. در اورانوس و نپتون نیز شفق قطبی وجود دارد.
شفق های قطبی در مکانی مانند زمین توسط باد های خورشیدی ایجاد می‌شود ولی در مشتری اقمار آن به خصوص قمر آیو علت وجود این پدیده هستند.
این پدیده همچنین در مریخ و زهره نیز دیده می‌شود زیرا زهره دارای مغناطیس درونی نیست. شفق قطبی در زهره گاهی اوقات تمام سیاره را نیز می پوشاند. این پدیده در زهره توسط باد های خورشیدی تولید می‌شود. همچنین در 14 آگوست 2004 در مریخ نیز به ثبت رسیده است.
منبع: سایت ویکی پدیا