除了每个邻近的行星上都有独特的天气以外，还有空间天气扰动，这是由太阳上的各种喷发引起的，发生在浩瀚的星际空间(日球层)和近地空间环境中。

与地球上的天气一样，太空天气昼夜不停地发生，随时随地变化，对人类的技术和生活造成危害。然而，由于太空是一个近乎完美的真空(它没有空气，几乎是一片空白)，它的天气类型与地球上的天气类型不同。地球上的天气是由水分子和流动的空气组成的，而太空天气是由“恒星物质”组成的，等离子体、带电粒子、磁场和电磁辐射，每一种都来自太阳。

太空天气的类型

太阳不仅影响着地球的天气，也影响着太空中的天气。它的各种行为和喷发都产生了一种独特的空间天气事件。

太阳风

因为太空中没有空气，所以我们所知道的风不可能存在。然而，有一种现象被称为太阳风，即等离子体带电粒子流和磁场不断地从太阳辐射到星际空间。通常，太阳风以每小时近161万公里的“慢”速度运行，到地球大约需要3天的时间。但是如果日冕洞(区域磁场线直接进入太空而不是循环回到太阳表面)开发、太阳风可以进入太空，自由阵风速度高达274万公里每小时，比闪电快6倍(梯级先导)穿过空气。

太阳黑子

大多数空间天气特征是由太阳磁场产生的。太阳磁场通常是对齐的，但随着时间的推移，由于太阳的赤道比两极旋转得更快，磁场会发生缠结。例如，太阳黑子是太阳表面行星大小的黑暗区域，发生在从太阳内部到光球层的密集磁场线向上延伸的地方，在这些混乱磁场的中心留下更冷、更暗的区域。

因此，太阳黑子释放出强大的磁场。然而，更重要的是，太阳黑子作为太阳活动程度的“晴雨表”：太阳黑子的数量越多，太阳的风暴就越大。因此，科学家预计，包括太阳耀斑和日冕物质抛射在内的太阳风暴也就越多。

与地球上厄尔尼诺现象和拉尼娜现象这样的季节性气候模式类似，太阳黑子活动的变化周期为多年周期，持续约11年。当前的太阳活动周期，第25周期，开始于2019年底。从现在到2025年，当科学家预测太阳黑子活动将达到顶峰或达到“太阳活动高峰”时，太阳的活动将会增加。最终，太阳的磁力线将重置、解开和重新排列，届时太阳黑子活动将减少到“太阳活动极小期”，科学家预测这将发生在2030年。在此之后，下一个太阳周期将开始。

太阳耀斑

太阳耀斑以光点的形式出现，是来自太阳表面的强烈能量爆发(电磁辐射)。根据美国国家航空航天局(NASA)的说法，当太阳内部的剧烈运动扭曲了太阳自身的磁力线时，就会出现这种现象。就像橡皮筋被紧紧扭曲后会迅速恢复形状一样，这些磁场线会爆炸般地重新回到它们标志性的环状，在这个过程中向太空中喷射出大量的能量。

根据美国宇航局戈达德太空飞行中心的数据，虽然太阳耀斑只持续几分钟到几小时，但它所释放的能量是火山喷发的1000万倍。由于耀斑以光速传播，它们只需要8分钟就能完成从太阳到地球约1.5亿多公里的长途跋涉，地球是离太阳第三近的行星。

如上图所示：2015年3月11日，太阳发出X2.2太阳耀斑。

日冕物质抛射

偶尔，扭曲形成太阳耀斑的磁力线会变得非常紧张，以至于在重新连接之前就会断裂。当它们折断时，来自太阳日冕(最上层大气)的巨大等离子体和磁场云爆炸逃逸。这种被称为日冕物质抛射的太阳风暴爆炸，通常会携带10亿吨日冕物质进入星际空间。

日冕物质抛射通常以每秒数百公里的速度运动，需要一到几天的时间才能到达地球。然而，在2012年，美国国家航空航天局的一艘日地关系观测站航天器记录下了日冕物质抛射离开太阳时的速度高达每秒3541公里。这是有记录以来最快的日冕物质抛射。

如上图所示：2012年8月31日，太阳上爆发了日冕物质抛射。

太空天气如何影响地球？

太空天气会向星际空间释放大量能量，但只有以地球为导向的太阳风暴，或者从太阳一侧爆发的目前正对准地球的太阳风暴，才有可能对我们产生影响。因为太阳每27天旋转一次，面对我们的那一面每天都在变化。

当指向地球的太阳风暴真的发生时，它们会给人类技术和人类健康带来麻烦。陆地天气最多影响多个城市或国家，而太空天气的影响是在全球范围内感受到的。

地磁风暴

每当来自太阳风、日冕物质抛射或太阳耀斑的太阳物质到达地球时，它就会撞击地球的磁层，由流动在地球核心的带电熔铁产生的类似防护罩的磁场。最初，太阳粒子偏转，但是随着这些粒子对磁层的挤压堆积起来，能量的积累最终会加速一些带电粒子通过磁层。一旦进入地球内部，这些粒子就会沿着地球的磁力线运动，穿透南极和北极附近的大气层，产生地磁风暴，这就是地球磁场的波动。

一旦进入地球上层大气，这些带电粒子就会对电离层造成严重破坏。电离层是距离地球表面约60~306公里的大气层。它们吸收高频无线电波，这会使无线电通信、卫星通信和GPS系统(使用超高频信号)陷入故障。它们还能使电网过载，甚至能深入到乘坐高空飞机的人类的DNA中，使他们暴露在辐射中的危险处境。

如上图所示：太阳风暴改变近地空间条件的示意图。

极光

不是所有的太空天气旅行到地球来捣乱的。当来自太阳风暴的高能宇宙粒子穿过磁层时，它们的电子开始与地球上层大气中的气体发生反应，并在我们星球的天空中引发极光。北极光在北极跳舞，而南极光在南极闪烁。当这些电子与地球上的氧气混合时，绿色的极光就会被点燃，而氮则会产生红色和粉色的极光。

通常，极光只能在地球的极地地区看到，但如果太阳风暴特别强烈，它们的发光可以在低纬度地区看到。例如，在1859年由日冕物质抛射引发的被称为卡灵顿事件的地磁风暴期间，古巴就可以看到极光。

如上图所示：2011年9月17日，从国际空间站上看到的南极光。

全球变暖与变冷

太阳的亮度(辐照度)也影响地球的气候。在太阳活动最活跃时期，太阳黑子和太阳风暴频繁出现，地球自然变暖。根据美国国家海洋和大气管理局的数据，到达地球的太阳能仅多出1%。同样，在太阳活动极小期，地球的气候也会稍微变冷。

空间天气预报

美国国家海洋和大气管理局空间天气预报中心的科学家们正在监测这种太阳活动可能如何影响地球？这包括提供当前的空间天气状况，如太阳风的速度，并发布3天的空间天气预报。还提供了对未来27天情况的预测。美国国家海洋和大气管理局还开发了空间天气等级，类似于飓风等级和龙卷风等级，可以迅速向公众传达地磁风暴、太阳辐射风暴和无线电中断的影响是轻微、中等、强烈、严重还是极端。

美国国家航空航天局的太阳物理部门通过进行太阳研究来支持空间天气预报中心。它的机队有20多个自动航天器，其中一些位于太阳上，昼夜不停地观测太阳风、太阳周期、太阳爆炸和太阳辐射输出的变化，并将这些数据和图像传回地球。