人们通常所说的“太阳风暴”(Solarstorm)是指太阳上的剧烈的爆发活动,它是由美国“水手2号”探测器于1962年发现的,其表现形式是多种多样的。太阳发生的电磁辐射、高能粒子流和等离子体流的变化会使日球层、地球磁层、电离层以及中性大气的状态发生不同程度的变化,引起广泛的近地空间环境效应,从而对人类的环境有重要的影响。
太阳耀斑爆发期间,由太阳发生的增强的X射线和紫外线以光速传到地球(时延约8.3分钟),被地球上层大气吸收,使得电离层受到突然扰动,其中主要现象是低电离层电子密度增加,从而吸收增加,并导致地球向阳面短波通讯中断数小时。这就是通常所说的突然电离层骚扰,会给通讯、导航、定位带来影响。
太阳辐射的高能质子在行星际空间传播数小时后到达地球。其中能量约为10MeV的粒子通量可超过一般环境下几个数量级,称为太阳质子事件。太阳质子事件中的高能粒子会对空间运行的航天器、航天员产生辐射损伤,可能使指令系统发生软错误。观测和研究发现,太阳质子事件发生后,一般会发生大地磁暴。太阳质子事件是指地球同步轨道卫星观测到的能量10Mev质子的通量瞬时增强的峰值10pfu的事件。太阳质子事件分为弱太阳质子事件、中等太阳质子事件和强太阳质子事件。质子通量的峰值Fp<100pfu称为弱事件;通量峰值Fp≥1000pfu为强事件;100pfu<Fp<1000pfu者称中等事件。
太阳活动爆发时喷射出的等离子体云在空间运行的速度可达1000公里/秒,它压缩前面的太阳风等离子体形成激波,约1.5天-3天到达地球轨道,与地球磁层作用引起地磁暴和电离层暴。地磁暴不仅影响卫星的姿控,而且会对地面技术设备产生影响。磁暴会影响供电系统:1989年3月13日凌晨2:44,地磁场的剧烈变化使加拿大为整个魁北克地区6百多万人提供电力的Hydro-Quebec电力公司的一个变压器因感应电流过大而烧毁,导致整个电网在不到90秒钟内全部瘫痪。停电事故使电力公司蒙受了1000万美元的损失,用户的损失达10亿美元。磁暴强度因地而异,在极区最强。因此,美国国家海洋与大气局太空环境中心副局长荣茨威格说:“如果能提前———哪怕是一个钟头———预报太阳风暴的到来并加以警告,受太阳风暴影响造成的损害就能减低到尽可能的小。”我国处于“中低磁纬区”,所受影响相对较小,但也不可掉以轻心。磁场变化还会使输油管道加速腐蚀。
太阳风暴虽然可以产生广泛的空间环境效应,对人类的活动产生影响,但对人体(航天员除外)的影响并不显著,这应感谢地球如此完美的构造。太阳爆发时发生的紫外线和X射线的强度可以达到平静时的数十倍甚至数百倍,并抛射出大量的高能带电粒子,幸运的是地球稠密的大气层保护了我们,吸收了大部分的紫外线和X射线;地球磁层的磁场很好地屏蔽掉了高能带电粒子,使我们免受高能粒子的辐射损伤。但是,影响虽小并非没有,现在科学家正全力以赴地进行有关方面的研究。
太阳X射线耀斑级别在国际上统一按1-8埃X射线强度的峰值通量分为A、B、C、M、X等5个级别。