追踪太阳的“小脾气”

活跃的太阳

空间天气会引起近地空间环境扰动，虽不像传统天气那样直观，但其实充斥着我们生活的方方面面。如……

太阳黑子

太阳光球中的暗黑斑点，它的磁场比周围强，温度比周围低，是主要的太阳活动现象。虽然不如其他太阳活动那般剧烈，但太阳黑子拥有约11年的变化周期，研究表明在太阳黑子活动高峰年，剧烈天气现象出现的概率会增加。

太阳耀斑

太阳大气最大的能量释放现象，爆发时大气局部会突然变亮，并伴随电磁辐射和粒子发射增强。这些高能粒子可能会穿透卫星防护层，损坏卫星电子设备，引发卫星内部电路的单粒子翻转，导致数据错误、电子器件故障甚至卫星失控，使卫星轨道衰减加快。

日冕物质抛射

太阳大气中出现的最大规模的快速抛射现象，在日地关系中起着关键作用。它会在几分钟至几小时内抛射出携带磁场的巨大等离子体团，这些物质撞击地球磁层时就会产生地磁暴。此时，地球磁场会因变化在长距离输电线路中感应出强大的电流（即地磁感应电流），导致变压器过热、损坏，甚至引发电网的局部或大面积停电。

捕捉太阳的“踪迹”

空间天气观测主要分为天基观测和地基观测两个部分。

天上的“眼”

天基观测指利用星载仪器在太空进行的观测。我国先后有13颗风云气象卫星升空，如同精密的“天眼”，共同构建起一张严密的监测网，全方位监测航天器所在位置的太空环境（等离子体信息、高能粒子信息、磁场信息等），遥测太阳活动，如被称作“黎明星”的风云三号E星。

地上的“眼”

地基观测指在地表观测平台上进行的空天天气观测。在地基监测方面，我国已经建立起了覆盖全国“三带六区”的地基空间环境监测网，包括光学观测设备（如太阳望远镜）、射电观测设备（如大型射电望远镜、电离层测高仪、激光雷达）和地磁监测设备（如高精度的磁力仪）等，既可以监测太阳活动和行星际，也可以监测地球磁场、电离层和中高层大气。

羲和号是我国首颗太阳探测科学技术试验卫星，全名“太阳Hα光谱探测与双超平台科学技术试验卫星”。太阳氢阿尔法（Hα）谱线是太阳爆发时响应最强的色球谱线，分析可获得太阳爆发时的大气温度、速度等物理量的变化。图为羲和号得到的太阳大气不同高度处的多普勒速度图。太阳自转时不同部位的角速度互不相同，这种现象称为“太阳较差自转”。科研人员对太阳表面大气层自转速度的变化规律，特别是随高度如何变化多年来没有定论。羲和号对太阳大气谱线进行观测，进一步构建三维图像，发现其自转速度居然随高度明显增加，这是一个重要的观测证据，对我们进一步理解太阳构造和活动尤为关键。

位于四川省甘孜州稻城县的圆环阵太阳射电成像望远镜（千眼天珠），是目前全球规模最大的综合孔径射电望远镜，也是子午工程二期（空间环境地基综合监测网，简称子午工程，分一期和二期建设，是我国一系列空间天气领域国家重大科技基础设施）的标志性设备之一。太阳爆发剧烈活动时，往往会伴随射电辐射，其强度、频率、空间位置等信息十分重要。千眼天珠可以探测日冕物质抛射等太阳活动的射电辐射，测量射电暴源区的数据，以此计算日冕物质抛射的传播方向和运动速度，进一步推断其扩张过程，提高空间天气预测精度。

除此之外，还有许多科研人员脚踏大地、仰望星空，记录着天空的变化。他们与仪器一起监测着太阳的“风吹草动”，让我们有能力提前防范。未来，空间天气预警设备将更加智能、强大，在变幻的宇宙风云中，为地球家园筑牢坚固的防护墙。

（责任编辑 / 牛一名  美术编辑 / 周游）