很明顯，太陽是地球上光、熱和生命本身的源泉。甚至在史

前時代，人類就必定會把太陽當做神來崇拜，我們所知道的第一

個一神論者，是公元前1379年取得埃及王位的法老埃赫那頓，他

就把太陽當做惟一的神。在中世紀時代，太陽是完美的象徵，雖

然它本身沒有被認為是神，但無疑地認為它代表著上帝的完美。

最早對太陽的實際距離有概念的是古希臘人。阿利斯塔克的

觀測指出，太陽離我們至少有數百萬公里遠，因此根據肉眼所見

的大小來判斷，它必然比地球大。然而只是大小尚不能給人以深

刻的印象，因為很容易把太陽設想成是一個僅由非實體的光所構

成的大球。

直到牛頓時代才知道，太陽不僅比地球大，它的質量也遠超

過地球。同時還知道，地球精確地沿一定的軌道繞太陽執行，是

因為地球受到太陽的強大的引力場的影響。我們現在知道，太陽

距離地球1.5×108公里；直徑1,392,000公里，是地球直徑的 110 倍。

它的質量是地球的33萬倍，也是太陽系所有行星物質總和的745倍。

換句話說，太陽佔有太陽系中99.86%的物質，是這個系統中壓倒

一切的首領。

然而我們不應當過分注重它的大小；其實它並不是一個完美

的天體——如果我們像中世紀的學者們那樣，把完美定義為亮度

均勻和毫無斑點的話。

在1610年將近年底的時候，伽利略用他的望遠鏡在黃昏的霧

靄中觀察太陽，結果每天都在日輪上看到深色的黑子。根據這些

黑子橫過太陽表面穩定前進，以及它們在接近太陽邊緣的過程中

縮短的情形，伽利略斷定，這些黑子是太陽表面的一部分，同時

推斷，太陽在略多於25個地球日的時間內繞自己的軸自轉一週。

當然，伽利略的發現遭到強烈的反對；因為根據古老的觀念，

這簡直就是對神明的褻讀。德國天文學家席納爾也觀察到了這些

黑子，不過他認為，這些黑子並不是太陽的一部分，而是一些繞

太陽旋轉的小天體，只不過在明亮的日輪的襯托下顯得較為黑暗

而已，但是伽利略獲得了這場爭辯的勝利。

1747年，蘇格蘭天文學家威爾遜在靠近太陽邊緣的地方看到

了一個太陽黑子，當從側面看的時候，有些內凹，彷彿是太陽上

的一個火山口。這一點在1795年被W·赫歇耳所採納。W·赫歇

耳認為，太陽是一個既黑暗又寒冷的天體，被一層燃燒著的氣體

包圍著。按照這一觀點，太陽黑子則是一些洞，透過這些洞可以

看到裡面那個寒冷的天體。W·赫歇爾猜測，那個寒冷的天體上

可能有一些有生命的東西居住著。（請注意，優秀的科學家也會

提出一些魯莽的理論，這些理論在當時的知識背景之下，似乎是

合理的，但是隨著日後更多證據的累積，終於被證明原來是非常

荒唐的錯誤。）

實際上，太陽黑子並不真正是黑色的。它們是太陽表面上一

些比較冷的區域，所以看上去顯得比較暗。然而，如果水星或金

星執行到地球和太陽之間的話，都會在日輪上顯出一個真正的小

黑圓圈。如果這個圓圈移動到一個太陽黑子附近，人們就會發現

太陽黑子其實並不真正是黑色的。

然而即使是完全錯誤的觀點也會有用，因為W·赫歇耳的看

法使人們增加了對太陽黑子的興趣。

癖好天文學的德國藥劑師施瓦貝在這個問題上卻有了真正的

突破。由於他白天整天工作，無法晚上熬夜來看星星，便設法給

自己找一件白天能做的事，最後決定觀察日輪，尋找接近太陽的

行星，行星從太陽前面經過，可以證實這些行星的存在。

1825年，他開始觀察太陽，因而經常看到太陽黑子。過了一

段時間以後，他把行星的事丟到了腦後而開始描繪這些每天都改

變位置和形狀的太陽黑子。只要不是全陰天，他就天天觀察太陽，

一直堅持了17年之久。

到了1843年，他非常有把握地宣稱，這些太陽黑子並不是隨

意出現的，而是有一個週期，年復一年，太陽黑子愈來愈多；一

直達到一個頂峰；然後數量逐漸減少，直到幾乎沒有；於是一個

新的週期再度開始。我們現在知道，這個週期有點不規則，但平

均起來大約是11年。施瓦貝的發現並沒有受到重視（畢竟，他

只是個藥劑師）；直到著名的科學家洪堡1851年在他的一部科學

著作《宇宙》中提到這個週期之後；才為人們所接受。

此時，蘇格蘭血統的德國天文學家拉蒙特在測量地球的磁場

強度。他發現地球磁場的強度有規律地上升和下降。1852年，美

國物理學家賽賓指出，這個週期與太陽黑子的週期時間相合。

這樣看來，太陽黑子對地球有影響，因而人們開始懷著濃厚

的興趣研究太陽黑子。每年都根據一個公式給出一個蘇黎世太陽

黑子數，這個公式是在蘇黎世工作的瑞士天文學家沃爾夫1849年

首先提出的。（他還率先指出，極光發生率的升降也與太陽黑子

的週期合拍。）

太陽黑子似乎與太陽的磁場有關，並且似乎出現在磁力線的

出射點上。1908年，在發現太陽黑子3個世紀之後，海耳探測到

一個與太陽黑子相聯絡的強力磁場。太陽的磁場為什麼會有那些

表現，為什麼會在不固定的時間和地點出現在太陽表面上，為什

麼其強度會隨著某些不規則的週期而增減？這些問題到目前為止

仍屬於未能解決的太陽之謎。

1893年，美國天文學家蒙德為了建立伽利略發現太陽黑子後

的第一個世紀中太陽黑子週期的資料，檢查了所有早期的報告。

他驚訝地發現，在1645年——1715年竟然沒有有關太陽黑子的報

告。諸如J·D·卡西尼等重要天文學家都尋找過太陽黑子，並

現予以公佈，1922年再次公佈，但是，他的工作沒有受到重視。

太陽黑子的週期已經被證實得如此充分，以致要說有一段70年的

時間幾乎沒有太陽黑子出現，這似乎是難以令人相信的。

20世紀70年代，美國天文學家埃迪無意中發現了這份報告，

經仔細檢查，發現的確有所謂的蒙德極小期。他不僅重複了蒙德

的研究，而且調查了從包括遠東在內的許多地區收集來的用肉眼

觀測到的特大太陽黑子的報告——這些都是蒙德未得到的資料。

這些紀錄追溯到公元前5世紀，通常每個世紀有5～10次的觀測記

錄。在這中間也有間斷，其中一次間斷跨越了蒙德極小期。

埃迪還檢查了關於極光的報告。極光的頻率和強度以太陽黑

子的週期升降。結果表明，1715年以後這種報告很多，1645年以

前也不少，但是在1645年——1715年卻一份也沒有。

再者，當太陽磁場活躍並有許多太陽黑子時，日冕會充滿日

冕射線而顯得非常美麗。當缺乏太陽黑子時，日冕看起來像是毫

無特色的煙霧。日冕在日食時可以看到；儘管在17世紀天文學家

很少旅行去觀察日食，但是，在蒙德極小期期間同樣存在著日食

報告，這樣的報告講的一律都是沒有或很少有太陽黑子時的那一

類日冕。

最後，在黑子極大期之時，會發生一連串的事件，使碳－14

的產量比平常低。因此，可以分析樹木年輪中碳14的含量，以碳

14含量的升降來判斷太陽黑子的極大期或極小期。這種分析也證

明瞭蒙德極小期的存在，實際上，在更早的一些世紀中已有許多

個蒙德極小期。

埃迪的報告指出，在最近的5000年內大約有12個週期，而每

次蒙德極小期持續的時間從50年—200年不等。 例如，在1400年

—1510年就有一個蒙德極小期。

既然太陽黑子的週期對地球有影響，我們或許會問，蒙德極

小期對地球有什麼影響？這個影響可以說與冷期有關。在17世紀

的第一個10年當中，歐洲的冬天非常寒冷，以致被稱為小冰河時

期。在1400—l510年的蒙德極小期期間也很寒冷，當時格陵蘭島

上的挪威移民都消失了，因為天氣冷得簡直無法生存。

太陽風曾經造成電力大癱瘓，衛星，及電子裝置損壞。你這基數多大也不知道，如果說是強太陽風對準地球那麼就會是空天災害，南北極有絢爛極光，至於會不會對生物造成破壞還不知道。

太陽黑子和太陽風增加二十倍，地球上的衛星、無線電通迅將會遭破壞。地球磁場嚴重受感擾，航空將被停止。各種宇屆射線幅射將損害地球生物的神經和肌體。諸多生物生命岌岌可危，世界一片混亂。以地磁場為導向的候鳥、海洋生物及陸地其他生物將似無頭蒼蠅，可就真的找不到北啦!氣候方面，有的地區暴風驟雨下個不停，有的地方烈日炎炎，超極狂風肆虐，就連地球的自轉、轉速、與公轉軌道都成問題，這可真的世界末日來臨了!

雖然是假設之說，可這種現象只是早晚的事，任何事物都有生死輪迴，生生滅滅無限推延。這就是規律，就是道。沒可怕的，動盪之後是平安，就是這樣!

太陽風和太陽黑子是什麼太陽風是來自太陽的帶電粒子流，或被稱為等離子體，充滿了我們整個太陽系。等離子體是目前宇宙中最豐富的可見物質形式，通常是一種叫做湍流的高度動盪、明顯混沌狀態。這種湍流將能量轉移至等離子體粒子上，導致這些粒子加熱並載有能量，從而使得湍流和相關加熱現象在宇宙中非常普遍。太陽風是帶電粒子的一種近乎強勁的外溢，它們從太陽的日冕釋放到行星際空間。這些微粒主要是質子和電子，它們以每秒200—900千米的速度在地球軌道附近移動。其密度雖低(約8/釐米3)，但還能和地球的*磁層相互影響。太陽風，天文名語，是指從太陽上層大氣射出的超聲速等離子體帶電粒子流。在不是太陽的情況下，這種帶電粒子流也常稱為“恆星風”。太陽風是一種連續存在，來自太陽並以200-800km/s的速度運動的高速帶電粒子流。這種物質雖然與地球上的空氣不同，不是由氣體的分子組成，而是由更簡單的比原子還小一個層次的基本粒子——質子和電子等組成，但它們流動時所產生的效應與空氣流動十分相似，所以稱它為太陽風。2012年3月，5年來最強的一次太陽風暴在7日上午噴發，無線通訊受到影響太陽風（solar wind）的密度與地球上風密度相比是非常稀薄而微不足道的。一般情況下，在地球附近的行星際空間中，每立方厘米有幾個到幾十個粒子，而地球上風的密度則為每立方厘米有2687億億個分子。然而太陽風雖十分稀薄，但它刮起來的猛烈勁，卻遠遠勝過地球上的風。在地球上，12級颱風的風速是每秒32.5米以上，而太陽風的風速，在地球附近卻經常保持在每秒350～450千米 ，是地球風速的上萬倍，最猛烈時可達每秒800千米以上。2.太陽黑子是太陽的光球表面有時會出現一些暗的區域，它是磁場聚集的地方，這就是 太陽黑子。黑子是太陽表面可以看到的最突出的現象。一箇中等大小的黑子大概和地 球的大小差不多。黑子的形成和消失要經歷幾天到幾個星期不等。當強磁場浮現到太陽表面，該區域的背景溫度緩慢地從6000攝氏度降至4000攝氏度，這時該區域以暗點形式出現在太陽表面。在黑子中心最黑的部分被稱作本影，本影是磁場最強的區域。本影周圍不太黑、呈條紋狀的區域被稱為半影。黑子隨太陽表面一起旋轉，大約經過27天完成一次自轉。

長期的觀測發現，黑子多的時候，其他太陽活動現象也會比較頻繁。黑子附近的光球中總會出現光斑，黑子上空的色球中總會出現譜斑，其附近經常有日珥（暗條）。同時，絕大多數的太陽爆發活動現象也發生在黑子上空的大氣中。因此，從太陽大氣低層至高層，以黑子為核心形成一個活動中心——太陽活動區。黑子既是活動區的核心，也是活動區最明顯的標誌。

太陽黑子的影響

磁爆 全球性的強烈地磁場擾動即磁暴。

磁暴開始急，發展快，恢復慢，一般都持續兩三天才逐漸恢復平靜。磁暴發生之後，磁照圖呈現明顯的起伏，這也是識別磁暴的標誌。

同一磁暴在不同經緯度的磁照圖上表現得很不一樣。為了看出磁暴程序，通常都需要用分佈在全球不同經度的若干個中、低緯度臺站的磁照圖進行平均。經過平均之後的磁暴的程序稱為磁暴時（以急始起算的時刻）變化，記為磁暴時變化大體可分為 3個階段。緊接磁暴急始之後，數小時之內，水平分量較其平靜值大，但增大的幅度不大，一般為數十納特，磁照圖相對穩定。這段期間稱為磁暴初相。然後，水平分量很快下降到極小值，下降時間約半天，其間，磁照圖起伏劇烈，這是磁暴表現最活躍的時期，稱為磁暴主相。

通常所謂磁暴幅度或磁暴強度，即指這個極小值與平靜值之差的絕對值，也稱Dst幅度。水平分量下降到極小值之後開始回升，兩三天後恢復平靜，這段期間稱為磁暴恢復相。磁暴的總的效果是使地面地磁場減小。這一效應一直持續到恢復相之後的兩三天，稱為磁暴後效。通常，一次磁暴的幅度隨緯度增加而減小，表明主相的源距赤道較近。 同一磁暴,各臺站的磁照圖的水平分量H與平均形態Dst的差值,隨臺站所在地方時不同而表現出系統的分佈規律。

這種變化成分稱為地方時變化，記為DS。DS反映出磁暴現象的全球非軸對稱的空間特性，而不是磁暴的過程描述。它表明磁暴的源在全球範圍是非軸對稱分佈的。 磁照圖反映所有各類擾動的疊加，又是判斷和研究磁暴的依據，因此實際工作中往往把所有這些區域性擾動都作為一種成分，包括到磁暴中。但在建立磁暴概念時，應注意概念的獨立性和排他性。磁暴應該指把區域性干擾排除之後的全球性擾動。 成因 太陽耀斑的噴出物常在其前緣形成激波，以1000公里／秒的速度，約經一天，傳到地球。

太陽風高速流也在其前緣形成激波，激波中太陽風壓力驟增。當激波掃過地球時，磁層就被突然壓縮，造成磁層頂地球一側的磁場增強。這種變化透過磁流體波傳到地面，表現為地面磁場增強，就是磁暴急始。急始之後，磁層被壓縮，壓縮劇烈時，磁層頂可以進入同步軌道之內。與此同時磁層內的對流電場增強，使等離子體層收縮，收縮劇烈時，等離子體層頂可以近至距地面2～3個地球半徑。

如果激波之後的太陽風引數比較均勻，則急始之後的磁層保持一段相對穩定的被壓縮狀態，這對應磁暴初相。 磁暴期間，磁層中最具特徵的現象是磁層環電流粒子增多。磁層內,磁赤道面上下4個地球半徑之內，距離地心2～10個地球半徑的區域內,分佈有能量為幾十至幾十萬電子伏的質子。這些質子稱為環電流粒子，在地磁場中西向漂移運動形成西向環電流,或稱磁層環電流,強度約106安

。磁層環電流在磁層平靜時也是存在的。而磁暴主相時，從磁尾等離子體片有大量低能質子注入環電流區，使環電流幅度大增。增強了的環電流在地面的磁效應就是H分量的下降。每注入一次質子，就造成H下降一次，稱為一次亞暴，磁暴主相是一連串亞暴連續發生的結果。磁暴主相的幅度與環電流粒子的總能量成正比。

磁暴幅度為100納特時,環電流粒子能量可達4×1015焦耳。這大約就是一次典型的磁暴中，磁層從太陽風所獲得並耗散的總能量。而半徑為 3個地球半徑的球面之外的地球基本磁場的總能量也只有3×1016焦耳。可見，磁暴期間磁層擾動之劇烈。

磁層亞暴時注入的粒子向西漂移,並繞地球運動,在主相期間來不及漂移成閉合的電流環，因此這時的環電流總是非軸對稱的，在黃昏一側強些。 除主相環電流外，在主相期間發生的亞暴還對應有伯克蘭電流體系。伯克蘭電流體系顯然是非軸對稱的。它在中低緯度也會產生磁效應,只不過由於距離較遠,效應較之極光帶弱得多。

它和主相環電流的非軸對稱部分的地磁效應合在一起就是DS場。 由於磁層波對粒子的散射作用，以及粒子的電荷交換反應,環電流粒子會不斷消失。當亞暴活動停息後,不再有粒子供給環電流，環電流強度開始減弱，進入磁暴恢復相。

所有這些空間電流，在地面產生磁場的同時，還會在導電的地殼和地幔中產生感應電流，但是感應電流引起的地磁場變化，其大小隻有空間電流引起的地磁場變化的一半。 研究意義 磁暴觀測早已成為各地磁臺站的一項常規業務。

在所有空間物理觀測專案中，地面磁場觀測最簡單可行,也易於連續和持久進行,觀測點可以同時覆蓋全球陸地表面。因此磁暴的地面觀測是瞭解磁層的最基本、最有效的手段。在研究日地空間的其他現象時，往往都要參考代表磁暴活動情況的磁情指數，用以進行資料分類和相關性研究。

磁暴引起電離層暴，從而干擾短波無線電通訊；磁暴有可能干擾電工、磁工裝置的執行；磁暴還有可能干擾各種磁測量工作。因此某些工業和實用部門也希望得到磁暴的預報和觀測資料。 磁暴研究除了上述服務性目的之外，還有它本身的學科意義。磁暴和其他空間現象的關係，特別是磁暴與太陽風狀態的關係，磁暴與磁層亞暴的關係，以及磁暴的誘發條件，供應磁暴的能量如何從太陽風進入磁層等等問題，至今仍是磁層物理最活躍的課題。磁暴作為一種環境因素，與生態的關係問題也開始引起人們的注意和興趣。