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  夜光雲外觀似捲雲,但較薄,且顏色為銀白色或藍色,出現在落日後太陽與地平線夾角在6-15度之間的時候。如果太早會因為其太薄而看不見,而太遲了它也會落到地球的陰影之中去。

  夜光雲的成因科學界還有爭議,目前最主流的理論認為它主要是由極細的冰晶構成。  一般人的概念中會認為,距地面80多公里的大氣一定很冷;但事實上是,這個經驗理論只在較低的對流層中成立。對流層之上是平流層(也稱作同溫層),再往上才是中間層,但平流層的特點是上熱下冷(最高溫度約在0°C),故垂直方向上的對流很少,而主要是水平方向上的大氣運動(所以客機飛行一般選擇在平流層中),因此實際上中間層的溫度很高。  科學家們認為,這可能是由於垂直方向上重力波的衰減造成的。重力波由於各種異常原因而可能在某些地方減弱,從而導致了低層大氣向上的動量傳遞。這樣那些在向東方向上,具有很強相速度的重力波,將向東的動量傳遞給了高層的大氣。  向東方向的流動,將受到赤道方向的科里奧利力的作用,這將引起垂直方向上帶有水汽的大氣流動(要說明是,高層大氣的水汽不一定直接來自地面,有可能是由於甲烷的光分解形成的)。因為只有夏季時高緯度的平流層,才允許相速度東向的重力波傳入中間層(冬季季風方向相反,因而東向的動量不能傳入中間層),這樣,處於夏季的半球的中間層溫會因動量的流失而降低(相應地,冬季半球的中間層溫度會升高),從而導致了中間層的降溫現象(130 K)。  實際上,在整個極地地區的夏天,衛星能夠觀察到大片的中間層雲團,但是緯度太高的地區,在夏季處於極晝,因而夜光雲是不易被發現的。在這種條件下,夜光雲就只能在夏季的某些高緯度地區被觀察到了。
夜光雲或夜間雲是由水冰構成,並較為稀薄的雲,普遍出現在上層大氣層的極地中層雲,可以在深沉的曙暮光中看見。「」這個名字在拉丁文的意思大約是「在夜晚閃亮」。它們通常在夏天的月份出現在赤道南北緯度50度至70度之處,只有當太陽在地平線下時才能看見。