紅色精靈是一種伴隨著雷雨所產生的高空大氣放電現象,通常發生在雷雨云云層頂離地面約三十到九十公里的高空。紅色精靈上半部是紅色,底部則漸漸轉變為藍色,寬度約在五到十公里內,可持續約十到一百毫秒,如同閃電般轉瞬即逝。由于這些發光體的顏色是紅色,且在空中出現的時間不到三十分之一秒,有如鬼魅一般難以捉摸,所以科學家稱它們為“紅色精靈”。
紅色精靈最早是在1886年被發現,但一直沒有明確的資料證明與雷暴和閃電的關系。從1886年最早發現紅色精靈到以后的100年間沒有任何的文字圖像資料證明這種壯觀的大氣閃光現象形成的原因,直到1989年7月時任明尼蘇達綜合大學的物理學教授John R.才記錄了紅色精靈的影象,從此揭開了蒙在紅色精靈臉上100多年的神秘面紗。
“紅色精靈”閃電形成機制與普通閃電完全不同。閃電是云與云、云與地或者云體內各層之間的強烈放電現象,一般發生在積雨云中。閃電發生的前提是空氣中發生了強對流活動。在對流產生的云團里,小水滴上下往復運動,互相摩擦帶電,使云團成為暗流涌動的帶電云。正電荷通常集中在云團上部,負電荷在下部,云朵上下層間因此有了電位差。對流越強烈,上下電荷就積累得越多,當電位差達到臨界值時,空氣被擊穿,產生閃電。除了云層之間,帶電云層和地面建筑物或樹木之間也會產生放電現象,形成雷擊。
一般認為,紅色精靈閃電的成因是雷暴云團和位于其上方的高層大氣之間產生了電壓和電荷上的差別;也有人認為,是雷雨云中的電流向上激發,與進入大氣層中的等離子氣體發生電子反應,致使“紅色精靈”出現。“紅色精靈”閃電的出現位置比普通閃電高很多,通常距地面幾十千米;且長度很長,有時可達50到60千米。