太阳风暴(Solar storm),是一种自然现象,指太阳上的剧烈爆发活动及其在日地空间引发的一系列强烈扰动。[1]
“太阳风暴”并非科技术语,而是太阳爆发活动及其引起的近地扰动的一种形象和通俗的说法。[1]太阳风暴过程是由太阳活动开始,太阳爆发活动通过耀斑爆发和日冕物质抛射等形式向外传递能量和物质(比如全波段的电磁辐射、高能粒子、磁化等离子云等),这些电磁辐射、高能粒子和等离子体物质,在行星际空间传播并且和行星际介质、地磁场相互作用,进而影响到整个日地之间的空间环境,这样一个剧烈的空间天气过程,就被称为太阳风暴。[3]科学家通过对太阳活动和近地空间环境的检测和研究,了解到太阳风暴具有周期性、突发性和地域性的特点。[2] 太阳风暴是绝大多数空间天气的驱动源,而因为太阳风暴导致的空间天气变化,会影响到依赖于高空环境和在其中运行的空间飞行器所进行的活动,也会危害宇航员和高空飞行员的身体健康。此外还能影响到地面上的长距离电力和油气输运,严重的太阳风暴甚至能够影响到在大气层之下、远离深空的普通人类正常的生产、生活甚至生理健康。[3]为了降低太阳风暴带来的影响,科学家通过不断研究,现在已经形成了以地面观测系统为主,地面与空间观测相结合的太阳观测网,从而不断提高太阳风暴预报产品制作与服务水平,增强预报预警能力。[5]
产生原因
太空并不是完全的“真空”,太阳物质外流形成太阳风,当太阳上有剧烈的爆发活动,如耀斑和日冕物质抛射出现的时候,太阳风会受到剧烈扰动,形成太阳风暴。[4]可以说太阳爆发活动就是太阳风暴的起源,太阳爆发活动主要有耀斑和日冕物质抛射这两个方面。耀斑是太阳电磁辐射突然增强的一种表现,最常见的表现就是在太阳观测图片上某区域突然增亮。日冕物质抛射指的是太阳上的一团带有磁场的等离子体,脱离太阳的束缚向外抛出的一种现象。耀斑和日冕物质抛射并不一定同时出现。[6]太阳黑子活动也是产生太阳风暴的原因,这是1962年由美国水手2号探测器发现的,太阳因为能量增加而使得自身活动增强,从而向广袤空间中释放出大量带电粒子,形成高速度粒子流,科学家们将这样一个现象比喻为太阳打“喷嚏”。[7]