红色精灵上半部是红色，底部则渐渐转变为蓝色，宽度约在五到十公里内，可持续约十到一百毫秒，如同闪电般转瞬即逝。由于这些发光体的颜色是红色，且在空中出现的时间不到三十分之一秒，有如鬼魅一般难以捉摸，所以科学家称它们为“红色精灵”。
产生机理
“红色精灵”是所发现数种由闪电所引发的中高空发光现象之一，其可能的成因简示如下：一般闪电是源自带着负电荷的云层底部，并向下落至地表。 偶尔，闪电是源自云层顶端积蓄的大量正电荷，因此闪电发生后，电离层和云层顶有着很强大的电场，因此吸引着电子向上移动。
在移动的过程中会和气体分子碰撞，如果产生的电场足够强而且周围的空气足够稀薄，在和空气分子撞击之前，电子可以获得相当高的能量，当电子撞击空气分子，会把它们撞到激发状态，让分子发出辉光，产生红色精灵这种高空短暂发光现象。
理论上，这种现象发生于40至90公里的高空中。 最亮的红色精灵人类的肉眼就可以看见，但长久以来并不为人们所知，追究其原因在于它是发生在极端明亮的云对地闪电之后，因此上述的现象并不会特别引起科学家们的注意。
红色精灵发光的时间通常持续不到三十分之一秒，亮度通常也不很明亮，出现的机会相当低，因此，科学家必须使用高感光度的摄影机，持续对雷雨云的上空录像，才能纪录到这种高空短暂发光现象。
研究历史
红色精灵最早是在1886年被发现，但一直没有明确的资料证明与雷暴和闪电的关系。 从1886年最早发现红色精灵到以后的100年间没有任何的文字图像资料证明这种壮观的大气闪光现象形成的原因，直到1989年7月时任明尼苏达综合大学的物理学教授John R.才记录了红色精灵的影象，从此揭开了蒙在红色精灵脸上100多年的神秘面纱。
直到1989年7月6日时任明尼苏达综合大学的物理学教授John R.利用一台低光度摄影机记录了一道跳跃的火焰。在回放时他和他的两名研究生Robert Franz 和 Robert Nemzek惊讶的发现在图像中有两个巨型的闪光出现在北明尼苏达的天空上。
之后他们很快的证明了红色精灵是在雷云之上的一种特殊的闪电，也揭开了红色精灵近一个世纪的神秘面纱。藉由美国太空总署的研究飞机的协助，第一个彩色“红色精灵”的照片是由阿拉斯加大学Sentman教授所领导的红色精灵研究团队于1994年所摄得。
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