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寒夜灯柱现象和极光一般美轮美奂，是一种冰晕现象，这种现象的出现是因为因大气中冰晶反射灯光所形成的。具体过程是周围的灯光通过空气中的冰晶或雪花进行反射，所看到的是其向上反射所形成的光柱虚像。
所谓的冰晕现象是指是大气中冰晶对光的折射或反射所形成的一种大气光学现象。和往常所见的日晕、月晕等是一样原理。只是日晕和月晕都是自然光亮，而上述“寒天光柱”确是灯光通过冰晶反射形成的。这也说明了，只要空气中冰晶或雪花达到一定程度，即便不是自然光，也能出现冰晕现象。晕一般有环状、弧状、柱状、亮点状四种形状。很显然，“寒夜光柱”现象最不能缺少的就是冰晶(雪花)，而且要达到一定量才能形成大片的，肉眼可见的折射(反射)视感，不然就算出现了，也不见得如此清晰壮观。而新疆地区之所以可以形成，当然是和当下气候有很大关系的。因为新疆冬季寒冷，降雪频繁，冰晶雪花自然是不会缺少的。而只要周围的灯光足够光亮多彩，就有机会出现。但并不是一切条件足够了会出现，还要讲究天时地利才行。
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