科技名词

太阳活动

solar activity

定义：太阳黑子、耀斑、射电暴等活动现象的总称。

学科：天文学_太阳

相关名词：太阳活动区 太阳活动周 太阳活动预报

来源：全国科学技术名词审定委员会

突出于太阳边缘的日珥。林元章供图

【延伸阅读】

人们把发生在太阳大气中局部区域而且时间短暂的偶发性事件，称为太阳活动。例如在低层大气中出现太阳黑子和光斑，在高层大气中出现日珥、谱斑和日冕凝块，有时还发生太阳耀斑和日冕物质抛射现象。其中，黑子是日面上的暗黑斑块，本质上是太阳表面局部强磁场区（磁场强度为几千高斯），因其温度较低，显得暗黑。光斑是光球层的高温区，显得明亮。日珥是凸出太阳表面的火焰状物。谱斑是色球层的高温区。日冕凝块是日冕中的高密度区。耀斑则是太阳大气中大规模的能量突然释放现象，也就是太阳爆发，是最剧烈的太阳活动。日冕物质抛射也是一种很剧烈的太阳活动。特别是太阳耀斑和日冕物质抛射，由于发射出强烈的X光和紫外辐射，以及各种能量的带电粒子（主要是质子和电子），会严重干扰地球磁层和电离层的正常状态，甚至影响到地球的低空大气，从而影响到人类的航天、无线电通信、导航、物理探矿、电力系统，以及气象和水文等诸多领域。因此，探讨太阳活动的规律，并设法对其进行预报，具有实际应用价值。

观测发现，上述各种太阳活动倾向发生在太阳大气中以黑子为中心的局部区域，称为太阳活动区。一般说来，当太阳上出现的黑子群和黑子较多时，其他各种太阳活动也增加。因此可以用黑子群和黑子多寡来代表太阳活动的平均水平。1848年，瑞士天文学家沃尔夫（R.Wolf）提出用黑子相对数表示每天的太阳活动强度。黑子相对数定义为r=10g+f，其中g和f分别为当天日面上黑子群和黑子的数目。长期观测发现，太阳黑子相对数r的年平均值R具有11年左右的周期性变化。R变化曲线中极大点所在的年份意味着太阳活动频繁和强烈，称为太阳活动极大年；极小点的年份称为太阳活动极小年。相邻两个极小年之间的时段称为一个太阳活动周。国际上规定以1755年（极小年）开始为太阳活动第一周。从2019年开始的太阳活动第25周，估计其极大期在2025年附近。

用望远镜观测太阳黑子的历史只有300多年，但中国史书上从公元前43年至公元1638年，就有112次肉眼目视黑子的记录。极光是太阳活动产生的高能粒子流轰击并激发地球大气原子和分子而造成的发光现象，因此地球上每年发生的极光次数也间接反映了太阳活动的水平。利用这些珍贵的目视黑子记录和全世界记录到的极光次数，可以推测近2000年来的太阳活动变化。此外，通过测定古树年轮中放射性同位素碳14含量，也可以推测出近7500年来太阳活动的大致情况。这些研究表明，除了明显的11年周期外，太阳活动似乎还存在平均长度为80多年的周期，以及约200年的双世纪周期。7500年来的太阳活动并非平稳变化，而是经历了尚看不出规律性的一系列极大期和极小期。目前，太阳活动正处在约从1800年开始的“现代极大期”，离此最近的是1460—1550年间的“斯波勒极小期”、1645—1715年间的“蒙德极小期”，以及1110—1260年间的“中世纪极大期”。这些超长期的太阳活动变化情况大致得到古气候资料的证实。

宏观上稳定的太阳为何会出现太阳活动现象，一直是太阳物理学家的重点研究课题。目前认为，太阳活动是起源于太阳内部的原有弱磁场与太阳自转相互作用的结果。太阳的自转，在赤道区较快，在两极区较慢，称为较差自转。理论研究表明，正是这种较差自转能夠把太阳内部的微弱磁场拉伸放大，形成管状强磁场，称为磁流管。磁流管具有磁浮力，会向太阳表面升浮。当这些磁流管升浮到太阳表面时，与太阳表面碰撞，并拱出表面，在那里形成局部强磁场区，这就是太阳黑子。而光斑、谱斑、日珥、耀斑和日冕物质抛射等其他活动现象，则是黑子区的强磁场与太阳等离子体相互作用的结果。太阳活动具有11年左右的周期，也可以用太阳发电机理论予以解释。（中国科学院国家天文台研究员林元章）

太阳表面的黑子群。林元章供图

太阳耀斑（左上方亮斑）。林元章供图

太阳黑子相对数年均值的周期性变化。林元章供图

太阳粒子流轰击地球磁层示意图。林元章供图

极光起因于太阳粒子流对地球高空大气的激发。林元章供图