太阳大气层是太阳对流区外边的大气层,从里向外分为光球层、色球层、日冕层,各层厚度并非定值且无明显界限。
光球层是太阳大气的最内层,厚度约为500千米,温度约为5500摄氏度。它是我们平时肉眼看到的太阳表面,其表面呈现出颗粒状结构,这些颗粒被称为米粒组织,大小约为1000千米左右。米粒组织是由于太阳内部的对流运动引起的,热的物质上升,冷的物质下沉,形成了这种类似米粒的图案。
色球层位于光球层之上,厚度约为2000千米。它的温度随着高度的增加而急剧上升,从底部的几千摄氏度上升到顶部的几万摄氏度。色球层的颜色呈现出玫瑰红色,这是由于其中含有大量的氢原子被激发后发出的光。色球层上有许多剧烈的活动现象,如日珥、耀斑等。
日冕层是太阳大气的最外层,它可以延伸到几个太阳半径甚至更远的距离。日冕层的温度非常高,可达几百万摄氏度甚至更高。日冕层的物质非常稀薄,主要由质子、电子和高度电离的原子组成。日冕层的结构非常复杂,有许多冕流、冕环等结构。
太阳风
太阳风是从太阳日冕层中不断向外流动的带电粒子流,主要包括质子、电子和阿尔法粒子。太阳风对地球有诸多影响,会引起磁层扰动,与地球磁场相互作用,产生地磁暴;当太阳风中的带电粒子进入地球磁层并与高层大气中的气体原子和分子碰撞时,会产生极光现象;此外,强烈的太阳风可能导致卫星和无线电通讯中断。
日冕物质抛射
日冕物质抛射是太阳日冕层中突然释放大量等离子体和磁场的过程。其可能引起电网故障,当与地球磁场相互作用时,会引起电网电压波动,严重时可导致电网故障;对航天器也有风险,日冕物质抛射中的高能粒子对太空中的航天器和宇航员构成威胁;还可能使导航系统失灵,因为GPS等导航系统的信号可能受到干扰。
太阳黑子周期
太阳黑子周期大约为11年,期间太阳活动会有周期性的增强和减弱。在太阳黑子活动高峰期,可能会干扰短波无线电通讯;长期来看,太阳活动变化可能对地球气候有影响,尽管具体机制仍在研究之中。
紫外线辐射
紫外线辐射对地球有多方面影响。对臭氧层而言,紫外线辐射可以破坏大气中的臭氧层,当臭氧减少意味着更多紫外线辐射能够到达地球表面;对植物生长来说,适量的紫外线辐射有助于植物生长,但过量的紫外线辐射可能抑制植物生长;
对人类健康也有一定危害,过度暴露于紫外线辐射会导致皮肤癌等疾病,还可能引发眼睛疾病,如光角膜炎、光结膜炎、白内障、翼状胬肉、眼睛内和眼睛周围的癌症等。
紫外线辐射也可能会导致老年黄斑变性。据估计,全世界共有1500万人因白内障而失明,其中大约10%可能是因暴露于紫外线辐射。儿童和青少年由于其皮肤和眼睛结构,特别容易受到紫外线辐射的有害影响,晒伤会加剧今后患皮肤癌的风险。
地球气候
虽然太阳辐射总量的变化相对较小,但长期来看,太阳活动的变化可能会对地球气候产生影响。太阳活动变化不是全球变暖的主要原因,但仍是气候系统中的一个重要因素。太阳活动的长期变化可能会影响地球的气候变化模式,在太阳活动高峰期,地球大气层会接收更多的太阳辐射,可能导致极端天气现象的增多,而在低谷期,气候可能变得更加寒冷。
太阳黑子数量的变化会影响太阳辐射的强弱,进而影响地球的大气层,在太阳黑子活动高峰期,地球气候趋于暖,低谷期则趋于寒冷。太阳活动与地球上气候变化的关系较为明显,地球上气候变化与黑子数目变化周期密切相关,世界许多地区降水量的年际变化,与黑子活动的11年周期有一定的相关性。