基本信息
太阳风是从恆星上层大气射出的超高速电浆（带电粒子）流。在不是太阳的情况下，这种带电粒子流也常称为“恆星风”。
基本简介
太阳风[1-2]的密度与地球上的磁场密度相比是非常稀薄而微不足道的。一般情况下，在地球附近的行星际空间中，每立方釐米有几个到几十个粒子，而地球上风的密度则为每立方釐米有2687亿亿个分子。然而太阳风虽十分稀薄，但它刮起来的猛烈劲，却远远胜过地球上的风。在地球上，12级台风的风速是每秒32.5米以上，而太阳风的风速，在地球附近却经常保持在每秒350～450千米，是地球风速的上万倍，最猛烈时可达每秒800千米以上。太阳风是从太阳大气最外层的日冕，向空间持续抛射出来的物质粒子流。这种粒子流是从冕洞中喷射出来的，其主要成分是氢粒子和氦粒子。太阳风有两种：一种持续不断地辐射出来，速度较小，粒子含量也较少，被称为“持续太阳风”；另一种是在太阳活动时辐射出来，速度较大，粒子含量也较多，这种太阳风被称为“扰动太阳风”。扰动太阳风对地球的影响很大，当它抵达地球时，往往引起很大的磁暴与强烈的极光，同时也产生电离层骚扰。太阳风的存在，给我们研究太阳以及太阳与地球的关系提供了方便。
太阳风使彗星形成长长的，背向太阳方向延伸的彗尾。当人们欣赏美丽的彗尾的时候就可以想象太阳风的存在。在地球高纬区看到的多彩的极光现象，也是进入地球磁场的太阳风粒子经加速后在地球大气中沉降产生的。空间飞船的直接观测表明，太阳风主要由质子和电子组成，但有少量氦核及微量重离子成分。据推测，在约100个天文单位（1天文单位=日地平均距离=1.5×10^8公裏）以外，太阳风将与起源于银河系的星际气体交接，太阳风佔据的空间範围称为“日球层”。研究太阳风的物理过程及其规律已成为空间物理学中一个新的学科分支-日球层物理学。
我们观察近日彗星的记录裏面还很少有彗星在太阳表面消失的记录，但是从现有的零星记录来看，掠日彗星钻进太阳其发生的影响更为严重，特别是那些磁场强度高的彗星，带来的太阳活动激化程度更为明显。这种激化的太阳活动，必然对地球的生态圈带来强影响，过去的研究往往局限于短时间的影响，如电离层的日变化或者雷射的出现等，其实对地球长期气候的扰动更是十分显着，太阳11年的活动周期，使得地球不同地区的农业收成有着同步的变化，这是因为，干旱和洪涝灾害引起的牵连效应。更有甚者，由于太阳活动的周期影响，生物种群的遗传变异也有显着的变化，最早印度科学家发现流行病细菌，病毒的流行和太阳活动有关，当初还被人误解，现在就成了科普常识。
观测历程
1850年，一位名叫卡林顿的英国天文学家在观察太阳黑子时，发现在太阳表面上出现了一道小小的闪光，它持续了约5分锺。卡林顿认为自己碰巧看到一颗大陨石落在太阳上。
到了20世纪20年代，由于有了更精致的研究太阳的仪器。人们发现这种“太阳光”是普通的事情，它的出现往往与太阳黑子有关。例如，1899年，美国天文学家霍尔发明了一种“太阳摄谱仪”，能够用来观察太阳发出的某一种波长的光。这样，人们就能够靠太阳大气中发光的氢、钙元素等的光，拍摄到太阳的照片。结果查明，太阳的闪光和什麽陨石毫不相干，那不过是炽热的氢的短暂爆炸而已。
小型的闪光是十分普通的事情，在太阳黑子密集的部位，一天能观察到一百次之多，特别是当黑子在“生长”的过程中更是如此。像卡林顿所看到的那种巨大的闪光是很罕见的，一年只发生很少几次。
有时候，闪光正好发生在太阳表面的中心，这样，它爆发的方向正沖着地球。在这样的爆发过后，地球上会一再出现奇怪的事情。一连几天，极光都会很强烈，有时甚至在温带地区都能看到。罗盘的指针也会不安分起来，发狂似地摆动，因此这种效应有时被称为“磁暴”。随着科技的进步，极光的奥秘也越来越为我们所知，原来，这美丽的景色是太阳与大气层合作表演出来的作品。在太阳创造的诸如光和热等形式的能量中，有一种能量被称为"太阳风"。太阳风是太阳喷射出的带电粒子，是一束可以覆盖地球的强大的带电亚原子颗粒流。太阳风在地球上空环绕地球流动，以大约每秒400公裏的速度撞击地球磁场。地球磁场形如漏斗，尖端对着地球的南北两个磁极，因此太阳发出的带电粒子沿着地磁场这个"漏斗"沉降，进入地球的两极地区。两极的高层大气，受到太阳风的轰击后会发出光芒，形成极光。在南极地区形成的叫南极光。在北极地区形成的叫北极光。
在本世纪之前，这类情况对人类并没有什麽影响。但是，到了20世纪，人们发现，磁暴会影响无线电接收，各种电子设备也会受到影响。由于人类越来越依赖于这些设备，磁暴也就变得越来越事关重大了。比如说，在磁暴期内，无线电和电视传播会中断，雷达也不能工作。
太阳风暴是太阳因能量增加向空间释放出的大量带电粒子流形成的高速粒子流。由于太阳风暴中的气团主要内容是带电电浆，并以每小时150万到300万公裏的速度闯入太空。因此，它会对地球的空间环境产生巨大的沖击。太阳风暴爆发时，将影响通讯、威胁卫星、破坏臭氧层。
科学家形象地把太阳风暴比喻为太阳打“喷嚏”。太阳的活动对地球至关重要，因而太阳一打“喷嚏”，地球往往会发“高烧”。
太阳风暴随太阳黑子活动周期每11年发生一次。从去年起，进入太阳黑子的高峰年。太阳黑子进入活跃期，并将持续到今年夏季。
据悉，70年代的一次太阳风暴导致大气活动加剧，增加了当时属于苏联的“礼炮”号空间站的飞行阻力，从而使其脱离了原来的轨道。1989年，太阳风暴曾使加拿大魁北克省和美国新泽西州的供电系统受到破坏，造成的损失超过10亿美元。由太阳黑子活动引起的太阳风暴对商业卫星也是重大的考验。
目前，各国科学家正在积极研究太阳风暴，但是对太阳剧烈活动、太阳黑子爆发、太阳风暴对地球的具体影响以及如何预防，还需进行不懈的研究。
天文学家更加仔细地研究了太阳的闪光，发现在这些爆发中显然有炽热的氢被抛得远远的，其中有一些会克服太阳的巨大引力射入空间。氢的原子核就是质子。因此太阳的周围有一层质子云（还有少量复杂原子核）。1958年，美国物理学家帕克把这种向外涌的质子云叫做“太阳风”。
向地球方向涌来的质子在抵达地球时，大部分会被地球自身的磁场推开。不过还是有一些会进入大气层，从而引起极光和各种电现象。向地球方向射来的强大质子云的一次特大爆发，会产生可以称为“太阳风暴”的现象，这时，磁暴效应就会出现。
使彗星产生尾巴的也正是太阳风。彗星在靠近太阳时，星体周围的尘埃和气体会被太阳风吹到后面去。这一效应也在人造卫星上得到了证实。像“回声一号”那样又大又轻的卫星，就会被太阳风显着吹离事先计算好的轨道。
形成原因
一般情况下，我们把太阳大气分为六层，由内往外依次命名为：日核，辐射区，对流层，光球，色球和日冕。日核的半径佔太阳半径的四分之一左右，它集中了太阳质量的大部分，并且是太阳百分之九十九以上的能量的发生地。光球是我们平常所见的明亮的太阳圆面，太阳的可见光全部是由光球面发出的。
而日冕位于太阳的最外层，属于太阳的外层大气。太阳风就是在这裏形成并发射出去的。
用X射线或远紫外线拍下的日冕照片上可以观察到在日冕中存在着大片的长条形的或是不规则行的暗黑区域，通过人造卫星和宇宙空间探测器拍摄的照片，我们可以发现在日冕上长期存在着这些长条形的大尺度的黑暗区域，这裏的X射线强度比其他区域要低得多，从表观上看就像日冕上的一些洞，我们形象的称之为冕洞。
冕洞是太阳磁场的开放区域，这裏的磁力线向宇宙空间扩散，大量的电浆顺着磁力线跑出去，形成高速运动的粒子流。粒子流在冕洞底部速度为每秒16km左右，当到达地球轨道附近时，速度可达每秒300~400km以上。这种高速运动的电浆流也就是我们所说的太阳风。
太阳风从冕洞喷发而出后，夹带着被裹挟在其中的太阳磁场向四周迅速吹散。现在我们肯定，太阳风至少可以吹遍整个太阳系。
当太阳风到达地球附近时，与地球的偶极磁场发生作用，并把地球磁场的磁力线吹得向后弯曲。但是地磁场的磁压阻滞了电浆流的运动，使得太阳风不能侵入地球大气而绕过地磁场继续向前运动。于是形成一个空腔，地磁场就被包含在这个空腔裏。此时的地磁场外形就像一个一头大一头小的蛋状物。
但是，当太阳出现突发性的剧烈活动时，情况会有所变化。此时太阳风中的高能离子会增多，这些高能离子能够沿着磁力线侵入地球的极区；并在地球两极的上层大气中放电，产生绚丽壮观的极光。
太阳风构成人类活动的外层空间环境。太阳大气的扰动通过太阳风传到地球，通过与地球磁场的相互作用，有时会引起一系列影响人类活动的事件。例如通讯卫星失灵、高纬区电网失效，及短波通讯、长波导航质量下降等。太阳风的变化还可能会引起气象和气候的变化。由于21世纪人类将进一步利用地球的外层空间环境，空间环境预报（或叫“空间天气”预报）将会十分重要。搞清楚太阳风的起源及其加热和加速机製对于建立有效的空间天气预报体系有着十分重要的意义。宇宙中，许多恆星，以至许多星系都会向外发出它们自己的“风”，导致其物质的损失并影响其周围的星际空间或星系际空间。太阳风是唯一能直接观测到的恆星风。对太阳风起源和加速机製的研究必然对这一普遍的“风”的现象“宇宙电浆”的认识有着至关重要的影响。
科学研究
一间窗户被风刮开的房子，虽然整体上能抵御猛烈风暴的袭击，但
太阳风暴(2张)
破窗而入的狂风会将屋裏刮得一团糟。最新研究表明，地球磁场在太阳风面前就像是一间容易“漏风”的房子，其“漏洞”会持续“透风”长达数小时，为来自太阳的带电粒子进入地球大气层、扰乱通信和电力系统等提供可乘之机。
在最新一期英国《自然》杂志上，美国加利福尼亚大学伯克利分校的研究人员公布了这一研究结果。研究人员说，新结果有助于更好地预测太阳风暴等恶劣“太空天气”可能给地球造成的影响。
太阳上不时会刮出由带电粒子构成的太阳风。如果太阳活动变得剧烈，太阳风也会跟着狂暴起来。地球自身有一个绵延至太空中数万公裏的磁场，能够构成抵御太阳风的保护性屏障。不过，这道屏障并非没有破绽。早在1961年，英国帝国理工学院的邓恩盖博士就曾预测，当太阳风所包含的磁场朝向在局部上与地球磁场朝向相反时，两个磁场的“磁重联”过程会导致地球磁场保护屏障产生缝隙，使太阳风的带电粒子得以乘虚而入。其他科学家后来证实了缝隙的存在，但地球磁场的这种缝隙是时开时合，还是会长时间保持洞开，科学家们一直不清楚。
加利福尼亚大学伯克利分校的弗雷介绍说，他和同事借助美国宇航局的IMAGE探测器和欧美合作的“星团”计画所属卫星的观测资料，首次发现地球磁场缝隙会长达数小时处于敞开状态。据他们测算，在距地球表面约6万公裏的地球磁场屏障边界上，缝隙面积可能达到了地球面积的两倍，由此进入的太阳风最终在北极上方电离层中产生相当于美国加利福尼亚州大小的质子极光。
太阳风的发现是20世纪空间探测的重要发现之一。经过近40年的研究，对太阳风的物理性质有了基本了解，但是至今人们仍然不清楚太阳风是怎样起源和怎样加速的。太阳风是怎样得到电浆的供应及能量的供应的问题是空间物理学领域中经长期研究仍悬而未决的一大基本课题。
最强爆发
2012年，5年来最强的一次太阳风暴在3月7日上午喷发，直接受其影响的就是无线通讯。大量质子经过30多小时的太空遨游，在8日晚8点左右抵达地球大气层外层。专家说，这个黑子群还在扩大。
黑子群面积比地球大得多
春节期间，太阳风暴让苏格兰、加拿大、挪威等国家都出现了壮丽的极光，但同时，让加拿大的居民们感到苦恼不已：输电线电流、无线电波传播、电视信号和电话信号都受到了影响……
太阳表面的深色区域就是黑子活动区
中科院紫金山天文台研究员季海生的办公室内，三台电脑“监视”着太阳。“太阳的表面上有5个黑子群，最大的一个黑子群就是11429。”电脑中的太阳呈浅蛋黄色，表面有5个黑色区域，其中11429最大。别看它就那麽一点点，但实际面积大得很，“比地球大得多。长10万公裏、宽5万公裏。”季海生说，2012年3月1日，11429开始出现在太阳东面的区域，快速成长膨大，逐渐发威。
从1日到8日，已经喷发了几十次耀斑，光X级耀斑就有3次，M级13次，C级31次。
“黑子群11429在7日产生了11个太阳耀斑，目前频率已经在下降了。”季海生分析，尽管11429依然在变大，但它已经步入“老年”，即便产生耀斑威力已经不会大于X5.4级。“根据经验，它两天左右应该就衰老了。”尽管太阳黑子群在逐渐衰老，但它7日产生的X5.4级太阳耀斑威力却在逐渐显现。
季海生介绍，X5.4级耀斑经过30多个小时的遨游，8日晚8点左右抵达地球。
干扰电网
北极航线绕行
据了解，2012年和2013年是太阳活动极大期，太阳黑子从现在开始将更加频繁地出现，数量也会逐渐增多。太阳磁场活动将会带来更频繁的太阳耀斑、日冕物质抛射，以及大量的无线电干扰。在中纬度地区偶尔也能看到。
专家介绍，伴随人们越来越依赖电子、电讯设备，太阳风暴对人们的干扰也逐渐显现。GPS、电话通讯由于太阳风暴来袭，难免“短路”，而一些国际航班，要途经北极、南极的都会绕道或者延误。“对于途经北极的航班来说，太阳风暴来袭的时候是个噩梦，飞机会受到更大的太阳辐射，而且飞机上的电子设备会突然失灵，让飞机陷入困境。
