太陽黑子是人們最早觀測到的太陽活動現象。

1843年，德國天文愛好者施瓦布透過日常觀測發現了太陽黑子數量的多少存在11年左右的週期。之後，隨著觀測資料的增加，這一規律不斷被證實，並且人們發現黑子數的多少與這個時期的太陽活躍程度相對應。

於是，太陽黑子數的這種規律變化成為人們劃分太陽活動週期的標誌，黑子數量的高峰年稱為太陽活動峰年，黑子數最少年稱為太陽活動低年，兩次低年之間定為一個太陽活動周。

圖 太陽活動周變化示意圖

至今，太陽黑子數仍是最典型、最具代表的一種太陽活動引數，人們對太陽活動周的預報主要體現在對太陽黑子數的預報。透過對一個活動周內太陽黑子數的預測，我們就可以判斷未來一個太陽活動周的整體趨勢，哪個階段太陽會比較平靜，什麼時候會到達太陽活動周峰年，峰年水平會有多高，太陽風暴發生的強度和機率有多大等等。

圖 太陽黑子數年變化

除了太陽黑子數之外，人們還發現了另一種能代表太陽活動周變化的參量——太陽10.7cm射電流量（F10.7）。從長期的監測中人們還發現，F10.7和太陽黑子數有很強的相關性，F10.7值的大小也能很好地代表太陽活動的強弱，並且由於F10.7在地面就可以監測獲取，長久以來在許多重要的電離層和中高層大氣模型中，通常都是以F10.7作為輸入來表徵太陽活動的水平。因此，無論是過去、現在，還是未來，F10.7監測在太陽活動預報和研究中都將具有舉足輕重的地位。

圖 F10.7和黑子數關係

在長期觀測中，人們還發現11年大規律下還隱藏著小秩序，即在一個活動週中內，太陽黑子的出現並不雜亂無章，而是非常有“秩序”，開始先是在太陽較高緯度對稱出現，之後逐漸向赤道推移，一週接一週，永不改變，這便形成了我們經常看到的美麗的黑子蝴蝶圖。

圖 太陽黑子日面位置變化蝴蝶圖

出品：科學大院

中國西漢時期便有了太陽黑子的相關記載，這也是目前發現的世界是最早記錄太陽黑子的著作。它便是《淮南子·精神訓》，其中有“日中有踆烏”的記載。《漢書·五行志》也有相應的記載：“河平元年（公元28年），三月乙未（據考證，“乙未”應為“己 未”），日出黃，有黑氣大如錢，居日中央。”這是對太陽黑子更為詳細的記載。從漢朝河平年間開始，一直到明朝崇禎年間，中國史書上有關太陽黑子的記載達到了一百多次，這些著作中不僅將太陽黑子的形狀、大小給予非常詳細的記載，就連太陽黑子發生的位置 都一一記錄下來。

19世紀40年代，一位德國天文學家發現了太陽黑子出現的週期規律，即每隔10~11年都本出現一次。不僅如此，透過長時間、大量的太陽黑子觀測，天文學家還發現了太陽黑子在太陽表面的活動會隨著時間變化而存在規律性。瑞士的一位天文學家，還發現了太陽黑子對地球氣候有著非常重要的影響。當太陽黑子多的時候，地球上便會出現乾燥的氣候；當太陽照子少的時候，地球的氣候便會變得十分潮溼，會時常受到暴雨的侵擾。中國的著名天文學家竺可楨也指出，當太陽黑子多的時候，中國便會面臨非常寒冷的冬季。

還有一些天文學家透過長時間對降雨量進行的統計，並總結出了降雨量的變化週期為11年。造成地球氣候變化的原因很有可能與太陽黑子有關。除上述這些發現外，還有許多研究者認為，太陽黑子與地球存在著很大的關係。諸如，當太陽黑子增多時，地球上便會出現比較多的地震，而其發生的週期也在11年左右。

太陽黑子到底是什麼樣的東西呢?它是如何形成的呢？它數量是否真的與地球環境有著很大的關係呢？

太陽黑子是存在於太Sunny球層的巨大的氣流旋渦，時常呈現近似橢圓的形狀，由於受到明亮光球背景的反襯，因而才呈現出比較黑暗的一面。太陽黑子的溫度達到了4000開左右。那些出現於太陽表面的黑子並不是固定不變的，而是呈現出不斷變化的狀態。也正是這種變化，才導致了太陽輻射能量的不斷變化。

通常情況下，存在於太陽表面的黑子都是成群出現的，這些成群出現的黑子被天文學家稱為“黑子群”。在很短的時間週期內便可以形成太陽黑子，在形成後的幾天至幾個月的時間裡， 又會漸漸消失；隨後，又會有新的太陽黑子產生。

對於太陽黑子是如何形成的問題，雖然一些天文學家認為與太陽磁場存在著很大的關係，但是，他們還沒有找到真正準確的答案。不過，天文學家們透過不斷研究發現，由於太陽是地球萬物賴以生存的光與熱的來源，太陽所有的活動都會對地球產生不同的影響尤其是太陽黑子，它的出現對地球的影響則更為明顯。一旦當太陽上面有著大量的黑子群出現時，勢必會導致磁暴現象的出現。這時指南針會一直不停地抖動，無法正常地工作，而無線電通訊也會到極大的阻礙，甚至會出現無線電中斷。此外，太陽黑子出現時，還會引起地球氣候的變化。

太陽黑子是太Sunny球上的臨時現象，它們在可見光下呈現比周圍區域黑暗的斑點。它們是由高密度的磁性活動抑制了對流的激烈活動造成的，在表面形成溫度降低的區域。雖然它們的溫度仍然大約有3000-4500K，但是與周圍5,780K的物質對比之下，使它們清楚的顯視為黑點，因為黑體（光球非常近似於黑體）的熱強度（I）與溫度（T）的四次方成正比。如果將黑子與周圍的光球隔離開來，黑子會比一個電弧更為明亮。當它們在太陽表面橫越移動時，會膨脹和收縮，直徑可以達到80,000公里，因此在地球上不用望遠鏡也可以直接看見。

激烈的磁場活動顯示，太陽黑子會導致次一級的活動，像是冕圈和再聯結事件。大多數的閃焰和日冕物質拋射都起源於可見到黑子群存在的磁場活能層域。相似的現象也在一些有著星斑的恆星上被直接觀測到。

太陽黑子很少單獨活動，常是成群出現。黑子的活動週期為11.2年，活躍時會對地球的磁場產生影響，主要是使地球南北極和赤道的大氣環流作經向流動，從而造成惡劣天氣，使氣候轉冷。嚴重時會對各類電子產品和電器造成損害。

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。

參考資料：百度百科太陽黑子

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。[1]

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。

太陽黑子是在太陽的光球層上發生的一種太陽活動，是太陽活動中最基本、最明顯的。一般認為，太陽黑子實際上是太陽表面一種熾熱氣體的巨大漩渦，溫度大約為4500攝氏度。因為其溫度比太陽的光球層表面溫度要低1000到2000攝氏度，光球層表面溫度約為6000攝氏度，，所以看上去像一些深暗色的斑點。仔細觀察黑子可以發現，一個發展成熟的黑子是由中心顏色暗黑的部分和其周圍暗黑的部分組成。前者是黑子的本影，後者為黑子的半影。黑子是太Sunny球上的低溫區，本影區的絕對溫度在4000℃左右，半影則為5400℃。所以，黑子其實並不黑，只是因為它的溫度比光球低，才在明亮的光球背景襯托下顯得黑

太陽黑子

太陽黑子是太陽表面一處溫度較低的部分，用濾光片看太陽，這裡好像是一個黑色的坑。

現在發現太陽黑子處，磁場異常，即在太陽正常的磁場裡，黑子有自己的磁場，它是磁力線進出的一個入口。

下圖是美國NASA公佈的圖片，磁力線圖，看看黑子是啥。

星體的磁場是怎麼來的？就是電離的物質團旋轉產生。所以黑子是太陽表面附近一處區域性的氣體漩渦，有一定的速度和規模。有點像地球上的龍捲風，這樣這個區域性的氣旋就有了旋轉的速度和規模，就產生了區域性的磁場。我們用濾光片觀察到的黑子，是這個氣旋在太陽表面的出口，好像在衛星或用高空無人機看到的颱風眼。

簡單理解溫度，就是物體中的粒子亂向運動，越激烈溫度越高。如果氣體的分子都往一個方向運動，則這團氣體的內部亂向運動就不激烈了，也就是溫度低了。這個在很多生活中能找到類似的例子，比如，家裡煮湯時，如果用馬勺快速攪動，區域性湯水就不翻滾了。

所以，黑子既然是太陽表面的漩渦，那麼它的溫度稍低也就是正常的。太陽表面溫度是6500度，黑子中心處是4500度。

太陽也象地球一樣，是一層層的結構。我們看到的太陽是光球層的景象，黑子就是光球層的斑點，但漩渦是對流層產生的。

太陽一直在做熱核反應，這個熱核反應的位置在核心處，不是我們看到的太陽表面。太陽的中心溫度很高，有1500萬度，這個溫度在巨大壓力下，可以點燃氫原子的核聚變。然後這個釋放的能量一層層地向外傳遞，到了表層只有6500度左右了。這個溫度是不會產生核反應的。

所以，太陽表面的部分，也就是對流層以上的部分，其實只是被高溫爐子加熱的一鍋湯，它在翻滾，突然一個大型的漩渦湧上來，很正常吧。

太陽黑子可以說是太陽上氣候變化最直觀的體現，與太陽對外能量輻射強弱有密切的關係。天文學家雖然很早就知道這東西，但弄明白它到底是怎麼形成的，完全是一個意外。

對於太陽上這些神秘的黑斑，起初人們並不瞭解它的深層含義，只是以為那是一些隨機亂串的黑點而已。

對太陽黑子的記錄最早始於1610年，當時伽利略是記錄這一天文現象的第一人，但他並沒有發現太陽黑子的成因之秘。

直到1825年，一個德國藥劑師海因果希·舒瓦比被上天眷顧，抽檢獲得了一個望遠鏡，從此迷上了星空。後來他又獲得了一個更加專業的望遠鏡，於是他把自己的房子改造成了一個天文臺，開始了業餘的天文觀測，他的目標是發現一個新行星，並以此成為一個真正的天文學家。

大家都知道太陽與地球之間有兩個行星，水星和金星，當它們從地球太陽之間穿過時，地球上會看見一個小黑點從太陽上經過。於是，舒瓦比就把他的望遠鏡對準了太陽，希望發現一顆新行星穿過時的影子。

但問題是太陽表面會時不時出現黑色斑點，對觀測造成干擾，於是舒瓦比開始精確地記錄這些太陽黑子的出現，避免錯把黑斑當成了新行星。

這一觀測就是10年，雖然舒瓦比沒有找到他的新行星，卻發現太陽黑子的出現似乎具有周期性規律。這讓他很差異，但他畢竟不是科班出身，對這個觀測結果還拿不準，於是又觀測了10年來驗證。1844年，他終於把自己的發現及測量記錄發表了出來，立即引起了天文學界的一次大地震。

正是這一發現，激發起來天文學家們對太陽黑子形成研究的極大興趣，最後得出一個結論：由於太陽表面的自轉速度不一樣，赤道比兩極更快，不同的速度導致太陽的磁場逐漸扭曲，當扭曲到達一定程度時，就會爆發出來，在太陽表面形成特有的氣候現象：耀斑與黑子。只有這樣，太陽黑子的數量變化才會週期性重複。

隨著衛星的出現，我們可以開始測量太陽每天釋放的溫度，即能量值。結果發現太陽大約每11年就會發生一次冷熱變化的迴圈，能量幅度大約是0.1%。

而且這些衛星資料顯示的太陽輻射強弱，剛好與舒瓦比發現的太陽黑子數量變化規律成對應關係，即太陽黑子數量越多，太陽輻射強度越大。從此，人們開始透過研究太陽黑子來揭示恆星內部的工作機制。

人們還發現在11年迴圈的週期內，有兩個時期太陽黑子數量比平時要少，稱為蒙德極小期和道爾頓極小期，這兩個時期對應到歷史上人類經歷過的時間，剛好出現在我們所處的第四紀冰河時期裡一個小冰期中的最冷時間段。

1683年有史以來最寒冷的英國冬季博覽會，正是蒙德極小期的中間，以及歐洲稱為“無夏之年”的1816年正好出現在道爾頓極小期的中間。

目前我們有記錄的資料顯示，20世紀80年代之前，全球氣溫的變化與太陽黑子數量的變化基本相符。而這之後，我們開始了大量的化石燃料的使用，全球氣溫的變化就與太陽黑子數量的變化不太一樣了，因為黑子減少了，而我們的氣溫升高了。