畫面上大家看到的是高山上壯麗的日出。我不知道有多少同學(xué)曾經(jīng)到高山或者大海，去看壯麗的日出或者是溫馨的日落。我這里收了一些日出和日落的圖片。大家看到，當(dāng)桔紅色的光焰把天空照亮，另外又濃墨重彩，把大地涂成金色的時(shí)候，那么你會感到無限的溫暖和歡樂，它給人一種歡樂、輝煌，甚至有幾分莊嚴(yán)的感覺，使你體會到一種大自然或者宇宙的這種永恒的美麗。

這就是我們的太陽，它以穩(wěn)定的光熱來孕育著地球上的萬物，包括智慧生命，我們?nèi)祟惐旧�。但是太陽它如果在地球大氣外的話，那么你會看到每平方厘米、每分鐘，大概能夠接受到太陽的能量是�?９７卡，那么會使１.９７克的水升高一度的溫度，那么這個(gè)被稱為太陽常數(shù)。大家知道太陽常數(shù)在世紀(jì)時(shí)標(biāo)內(nèi)，變化小于百分之一，只有千分之一和二的水平。這是為什么地球上能夠有生命繁衍。那么人類得以發(fā)展的原因，因?yàn)樘�陽確實(shí)以自己穩(wěn)定的光熱來孕育了我們的地球、孕育我們太陽系，包括這里智慧的生命。但是太陽有的時(shí)候也會有暴怒的時(shí)候，這個(gè)時(shí)候太陽會以激烈的活動(dòng)，影響人類的生存環(huán)境和空間環(huán)境。所以我今天給大家講的就是太陽風(fēng)暴，也就是說太陽活動(dòng)及其對人類生存環(huán)境的影響。

這里看到的是太陽上觀測的一個(gè)真實(shí)情景，但是后面的太陽風(fēng)暴卻是模擬的圖景，那么大家可以看到，太陽上局部區(qū)域發(fā)生劇烈的這種太陽活動(dòng)現(xiàn)象，或者日冕物質(zhì)拋射的形式，把大團(tuán)的帶著磁場的等離子體，拋向行星際空間，那么它大概花三天左右的時(shí)間來到達(dá)地球，撞擊地球的磁層，這樣在地球的兩極，出現(xiàn)高能粒子輻射，那么接著影響了我們整個(gè)地球的環(huán)境，這種情況就叫做太陽風(fēng)暴。大家知道越來越多的人開始感覺到、開始懂得這個(gè)道理，就是我們的地球，或者我們?nèi)祟愂巧�活在太陽這顆普通恒星擴(kuò)展的大氣內(nèi)。這邊是大家看到的太陽，太陽不停地通過太陽風(fēng)，把磁化等離子體輸入到行星際空間。這個(gè)地方我們看到是地球，那么地球的磁層會響應(yīng)這種太陽輸出的變化，反過來影響人類的生存環(huán)境。這就是我們意義上的太陽風(fēng)暴，或者太陽活動(dòng)對人類生存環(huán)境的影響。

我今天要講的大致包括太陽和太陽活動(dòng)、太陽活動(dòng)周、太陽和人類的生存環(huán)境、太陽研究中的科學(xué)機(jī)遇，還有中國的太陽研究。太陽是一個(gè)普通的恒星，大家知道，在星際介質(zhì)當(dāng)中，太陽風(fēng)通過它磁化等離子體，這種強(qiáng)勁的太陽風(fēng)在行星際空間刻出一個(gè)巨大的空腔，這個(gè)空腔就叫做日球。太陽在日球中，它是整個(gè)日球的主宰，日球的邊界是太陽風(fēng)的能量和恒星風(fēng)的能量，密度的等密度面。所以在這個(gè)邊界上，太陽風(fēng)和恒星風(fēng)它們的密度相當(dāng)，誰也影響不了誰。那么在日球內(nèi)，這個(gè)巨大的空腔是太陽的影響范圍，太陽通過幾種方式來影響行星際空間，影響所有的行星系統(tǒng)，包括我們地球。它通過高能粒子，太陽不停地向行星際空間輻射高能粒子，又通過磁化的太陽風(fēng)，把磁化的等離子體和磁場拋向行星際空間，還通過各種波長的電磁輻射，這個(gè)電磁輻射包括極短波，從γ射線、X射線、遠(yuǎn)紫外、紫外到可見光、紅外、射電一直到幾十公里的波長，來影響我們的環(huán)境。實(shí)際上在日球里有太陽系，有我們九大行星，有很多的天體。地球有自己的磁層，有自己的大氣，另外還有自己的生物圈。那么太陽的結(jié)構(gòu)，大家看到中間是日核，然后它通過熱核反應(yīng)核聚變，來產(chǎn)生無窮無盡的能量，通過輻射的方式，在輻射層里傳播。中間這一部分是輻射層，日核內(nèi)部的溫度是一千五百萬度，輻射層的溫度大概百萬度左右。由于太陽非常厚重，有非常多的物質(zhì)在里邊，所以輻射不可能從太陽內(nèi)部一直傳到太陽外邊，大概花到成千萬年的時(shí)間，太陽的輻射才能傳到太陽的表面、太陽的底部。那么底部是對流層，這是對流層底，對流層外邊是對流層，對流層里等離子通過復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的磁場。所以我們表面上看到太陽黑子、暗條還有這暗條爆發(fā)，還有光斑、耀斑，給我們看到了非常漂亮的日珥，看到了擴(kuò)展的日冕在日全食，大家看到銀白色的日冕非常美麗。這是我們的太陽，左邊看到的是太陽內(nèi)部的溫度分布，右邊看到的是太陽自轉(zhuǎn)的分布，隨著深度的分布。（２０世紀(jì)）９０年代之后，在太陽物理研究中，發(fā)現(xiàn)一個(gè)很重要的現(xiàn)象，就是說在太陽內(nèi)部的自轉(zhuǎn)輪廓，基本上是像一個(gè)剛性自轉(zhuǎn)一樣。大家學(xué)過力學(xué)和理論力學(xué)，差不多像剛體一樣在自轉(zhuǎn)。但是在太陽的外層，對流層，它維持了從表面所觀測到的較差自轉(zhuǎn)，也就是說在太陽不同的緯度，自轉(zhuǎn)的速率是不一樣的。在太陽赤道附近，太陽每２７天轉(zhuǎn)一圈，可是在極區(qū)呢？大概要３１天轉(zhuǎn)一圈，這種情況叫做較差自轉(zhuǎn)。

在對流層和輻射層的邊界，有一個(gè)非常窄、非常薄的層次，這個(gè)層次在１９９２年才被發(fā)現(xiàn)，被稱為一個(gè)英文的名字叫Tachoeline這樣一個(gè)層次。這個(gè)層次很可能是太陽發(fā)電機(jī)活動(dòng)的地方，也就是說太陽磁場產(chǎn)生的地方。這里這個(gè)簡單的模擬，使你看到了這中間是輻射層，上邊是對流層，它們的邊界是對流層底，被稱為一個(gè)邊界層，或Tachoeline層次。那么太陽的發(fā)電機(jī)效應(yīng)，可以初步的用這樣一張圖來反映出來。大家看到開始的時(shí)候，太陽的磁場是從南極到北極，基本是靜向的磁場，由于較差自轉(zhuǎn)，把磁力線扭纏起來，這樣最后大家可以看到，這個(gè)磁力線扭纏之后，在南北兩帶出現(xiàn)了活動(dòng)帶，大家看到這樣一個(gè)結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于一個(gè)磁環(huán)伸出來，那么它的一端可能是磁場的正極，一端是磁場的負(fù)極，也就是磁力線從一端伸出來，流進(jìn)到另一端。所以按照這樣一個(gè)理論，大家應(yīng)該看到，在太陽上要出現(xiàn)兩個(gè)活動(dòng)帶，一個(gè)在北半球，一個(gè)在南半球，一會兒我們看看觀測是不是這樣。太陽黑子就是環(huán)向磁場，在浮到太陽表面之后，變成太陽黑子。那么我們看到每１１年，太陽黑子從極小到極大，就是數(shù)目從最少到最多，有個(gè)１１年的周期，我們現(xiàn)在看到的太陽，是在太陽不同的三個(gè)層次�，F(xiàn)在看到的是日冕，日冕的結(jié)構(gòu)不像我們看到的明亮的太陽，這個(gè)時(shí)候我們看到太陽光球，也就是說太陽明亮的圓面，在日出和日落的時(shí)候，如果是天上灰塵比較多，或者是光不是太刺眼的時(shí)候，你可以通過濾光片，看到太陽經(jīng)常是這個(gè)情形，那么有時(shí)候比較大的黑子，你可以肉眼可見。然后我們看到有一個(gè)層次，是太陽的色球，這色球上有一些暗的線狀的結(jié)構(gòu)，被稱為暗條，有些亮的結(jié)構(gòu)被稱為譜斑，有時(shí)候突然增亮，被稱為太陽耀斑，最后我們看到的是幾百萬度的太陽日冕。所以太陽你從表面看，它只有五、六千度的溫度，到色球是八千度到兩萬度的溫度，到日冕是成百萬度的溫度。那么大家就會感到很奇怪，為什么太陽越往上，我們經(jīng)常講高處不勝寒，越往高地球大氣應(yīng)該越冷，可太陽越往上溫度越高，到日冕的時(shí)候，它居然到了百萬度的日冕。所以這些都是太陽物理當(dāng)中，還沒有完全解決的困難問題，那么有幾類主要的太陽活動(dòng)呢？

我今天想向大家主要講的，是這樣幾類主要的太陽活動(dòng)，有太陽風(fēng)，這是太陽寧靜時(shí)的高能粒子流，是來自太陽風(fēng)。有太陽耀斑，太陽局部地區(qū)突然的能量釋放過程，那么它帶來了電磁和粒子輻射，影響了地球的環(huán)境。有暗條消失和爆發(fā)現(xiàn)象，它帶來高能粒子，因?yàn)樗鼛�來了物質(zhì)拋射現(xiàn)象，帶來高能粒子給我們地球環(huán)境，還有日冕物質(zhì)拋射，那么這是最壯觀、尺度最大的太陽活動(dòng)現(xiàn)象，它對地球環(huán)境的影響是最大的。還有冕洞和高度太陽風(fēng)源，也有日球的磁場，導(dǎo)致地球磁層頂?shù)男行请H磁場擾動(dòng)，那么后兩部分我將不主要的講，我講的主要部分是前四個(gè)方面。

大家看到這是在空間觀測到的太陽紫外觀測的情形，這上面所看到的是太陽的磁場，大家看到基本上是以淺色的，或者明亮的磁通量塊為主，那么它表示這個(gè)極區(qū)的磁場是正極的、為主的。那么下邊我們看到是一個(gè)暗黑的地方被稱為冕洞，極區(qū)冕洞，這個(gè)地方太陽風(fēng)會源源不斷地從太陽吹過來，這是我們看到從３０４埃，一埃等于十的負(fù)八次方厘米，是一個(gè)原子物理當(dāng)中的一個(gè)單位所觀測的太陽。這是我們看到的太陽風(fēng)流出來的情形，對這部分我們不再詳細(xì)的講，因?yàn)樘�陽風(fēng)基本代表了靜時(shí)的一種太陽活動(dòng)，基本是太陽寧靜時(shí)候的太陽活動(dòng)。那么耀斑現(xiàn)象，我們重點(diǎn)給大家講一下。

這邊我們看到的是，傳統(tǒng)的用輕的巴爾末線所觀測到的太陽耀斑爆發(fā)的情形。這是一個(gè)X２.１級耀斑，就是比較大的一個(gè)耀斑。這是我們用紫外看到的耀斑的情形，大家注意到，當(dāng)這個(gè)耀斑爆發(fā)的時(shí)候，太陽很大部分面積會短時(shí)間瞬息地變暗又變亮，這種情況叫做紫外的波動(dòng)，或者叫做太陽的暗化過程。那么耀斑呢？它會引起很漂亮的太陽波動(dòng)現(xiàn)象，大家看到是同一個(gè)耀斑，只不過是日本的飛彈天文臺觀測到的斑耀情況。大家看看這個(gè)耀斑爆發(fā)的時(shí)候，會有波動(dòng)傳過來。所以這樣一個(gè)波動(dòng)是俄羅斯的天文學(xué)家和美國天文學(xué)家共同發(fā)現(xiàn)的，被稱為莫靈頓波。波動(dòng)會從耀斑區(qū)域傳播到太陽表面，波動(dòng)的速度大概每秒一千到兩千公里的范圍。

我現(xiàn)在給大家看到的是第２３太陽活動(dòng)周，也就是說這次太陽活動(dòng)周，是最壯觀、最劇烈的一次太陽斑耀爆發(fā)情形。大家看到這是紫外觀測到的太陽輻射。那么在太陽爆發(fā)之后，大家看到這個(gè)畫面上出現(xiàn)了很多的雪花點(diǎn)，這種雪花點(diǎn)，空間物理學(xué)家把它稱為雪暴。什么叫做雪暴？為什么會出現(xiàn)雪暴？可能有的同學(xué)會想到，因?yàn)檫@個(gè)觀測是在空間地球軌道處的衛(wèi)星上觀測到的，那么耀斑爆發(fā)的時(shí)候，產(chǎn)生大量的高能粒子，這些高能粒子傳播到以差不多相對論的速度，就是零點(diǎn)幾倍的光速，也就是說花幾分鐘到幾十分鐘的時(shí)間，傳播到地球軌道處，打在衛(wèi)星探測器的耙面上，打在耙面上之后，使得探測器短期工作失靈，所以這個(gè)時(shí)候你看到的是這種雪花點(diǎn)，所以空間物理學(xué)家把它稱雪暴。

太陽上不只是有X射線爆發(fā)，軟硬X射線爆發(fā)，太陽上還有核反應(yīng)，核反應(yīng)的標(biāo)志，就是你觀測到γ射線。那么太陽主要的γ射線，我不能一一給大家介紹，但是大家至少要明白，太陽上由于核反應(yīng)的結(jié)果會有正電子、負(fù)電子，正電子、負(fù)電子在湮沒的時(shí)候，出現(xiàn)了０.５１１兆電子伏特的γ暴γ射線。這是條線輻射，很強(qiáng)的線輻射，由于太陽爆發(fā)，輕的原子核，它俘獲了中子之后變成了氘核，氘核被激發(fā)之后，它又衰變下來，又產(chǎn)生了一個(gè)２.２２３兆的電子伏特的γ射線。那么太陽上在耀斑當(dāng)中有核裂變，就是一個(gè)很大的核，被一個(gè)核沖擊的時(shí)候、撞擊的時(shí)候，它會分裂成小的核，而這個(gè)小的核本身是激發(fā)了的，所以它在衰變下來的時(shí)候，產(chǎn)生了更高能的γ射線。我們看到這是跟蹤者衛(wèi)星，在太空拍攝的一個(gè)暗條爆發(fā)的情形，因?yàn)閳D面比較暗，大家不知道是否能看到這部分的暗條物質(zhì)抬升的情形，一部分暗條物質(zhì)抬升和爆發(fā)之后，又有一部分暗條物質(zhì)回到太陽表面。大家看到這是明亮的兩帶，這兩帶在太陽物理上被稱為雙帶耀斑，那么暗條有的時(shí)候它并不出現(xiàn)在太陽表面，而是出現(xiàn)在太陽的邊界，這種情況下，暗條被稱為日珥。大家看到日珥是很漂亮的現(xiàn)象，它生在太陽之外，就像人的耳朵一樣，所以叫做日珥。那么有的時(shí)候日珥爆發(fā)的時(shí)候，會增長得非常之大。這是一個(gè)爆發(fā)日珥被拍下來的情況，我們看到的這部分就是地球的大小，所以大家看到地球還沒有日珥的一條腿這么大，我們的地球、我們的藍(lán)色星球在太陽面前實(shí)在是太小，它是太陽的子女，所以它實(shí)在比太陽要小得很多很多。有的時(shí)候這個(gè)日珥會一直爆發(fā)到地球的范圍。這是我們看到的一個(gè)模擬的日珥爆發(fā)的情形。太陽爆發(fā)會延著這個(gè)方向一直伸展過來，日珥伸展到地球附近的時(shí)候，它里邊有復(fù)雜的磁力線結(jié)構(gòu)，這里是我們模擬的日珥磁場結(jié)構(gòu)，它是個(gè)扭纏的磁環(huán)，所以變得很漂亮，變成日珥爆發(fā)的情形。在太陽邊緣看到的日珥爆發(fā)，實(shí)在是非常壯觀的現(xiàn)象，下面我們來介紹日冕物質(zhì)拋射。

日冕物質(zhì)拋射跟耀斑和暗條比，它有很多特點(diǎn)，什么特點(diǎn)？就是尺度最大，另外它也是最壯觀的太陽活動(dòng)現(xiàn)象，是空間災(zāi)害天氣的最主要的驅(qū)動(dòng)源。這種大尺度，乃至全球尺度的現(xiàn)象，造成了磁場不穩(wěn)定性和磁化等離子拋射在其他天體對象中還剛剛被觀測到，那么在哈勃望遠(yuǎn)鏡觀測到一個(gè)密近雙星當(dāng)中的恒星的物質(zhì)拋射現(xiàn)象。我們可以看到，這是SOHO衛(wèi)星在地球軌道處所觀測到的日冕物質(zhì)拋射的情形，大家看到日冕物質(zhì)拋射非常壯觀。我給大家稍微解釋一下，中間部分是我們的太陽，這是一個(gè)日冕儀，空間日冕儀的遮光板，它是覆蓋了大概六個(gè)太陽半徑的范圍，所以太陽明亮的光盤我們看不到，所以這樣才把日冕外邊的爆發(fā)現(xiàn)象顯示出來。大家看到這個(gè)日冕物質(zhì)拋射，好像拋射出來一個(gè)封閉的一個(gè)環(huán)狀的結(jié)構(gòu)，那么其他日冕物質(zhì)拋射也非常地壯觀，有的日冕物質(zhì)拋射有扭纏的結(jié)構(gòu)，那么亮的結(jié)構(gòu)本身就是扭纏，像鞭子一樣抽動(dòng)，各種各樣的復(fù)雜現(xiàn)象。我這里值得請大家注意的是，由于六個(gè)太陽半徑的太陽，明亮的部分被遮住了，所以我們不只是能看到日冕和日冕活動(dòng)，而且我們能看到太陽系的幾個(gè)行星。這是我們觀測到的日冕物質(zhì)拋射情形，大家注意，這塊有個(gè)非常漂亮的彗星掠過太陽附近，這是我們的彗星，實(shí)在是非常美麗。那么大家有的時(shí)候會看到行星掠過太陽附近，有時(shí)候大家看到在日冕被遮住之后，我們看到背景的星系掠過太陽附近的情形，大家看到背景的星系穿過的行星，所以空間觀測確實(shí)是空間的高技術(shù)，把人帶到一個(gè)完全新的境界，那么給空間物理的研究、太陽物理研究、天體物理研究完全帶來了新的生機(jī)。

有的時(shí)候日冕物質(zhì)拋射會非常壯觀，大家看到這個(gè)日冕物質(zhì)拋射，亮的物質(zhì)整個(gè)環(huán)繞太陽的圓面。為什么會有這種日冕物質(zhì)拋射，同學(xué)們可以稍稍動(dòng)點(diǎn)腦筋，這就因?yàn)檫@個(gè)日冕拋射物質(zhì)太大了，它發(fā)生在日冕中心附近。所以當(dāng)它拋出去的時(shí)候，整個(gè)太陽的圓面，如果這是一個(gè)太陽的話，那么日冕物質(zhì)拋射這樣拋出去，整個(gè)的圓面被亮的日冕物質(zhì)所覆蓋。那么日冕物質(zhì)拋射時(shí)候，等離子溫度是兩百五十萬度左右，每次拋射的質(zhì)量，大概幾十億噸的等離子體被拋射到行星際空間。那么這樣一個(gè)日冕物質(zhì)拋射，大家馬上想到它是對著地球來的，或者背離地球而去的。那么我們要研究日冕物質(zhì)拋射，我們就把各種各樣的太陽像象疊加在一起。比如這里我們看到的是太陽紫外觀測的太陽圖像，太陽變得這么小。這是在一個(gè)日冕儀Lasco C2所觀測的日冕物質(zhì)拋射。這是在一個(gè)日冕儀就是Lasco C3這樣一個(gè)日冕儀觀測到的日冕物質(zhì)拋射，大家把日冕物質(zhì)拋射的時(shí)間軌跡連起來，那么你們馬上就可以想到，我們可以通過最小二乘法的外推，把日冕物質(zhì)拋射，在太陽表面開始的情形得到，我們也很快得到這個(gè)日冕物質(zhì)拋射的溫度。那么我們根據(jù)日冕物質(zhì)拋射所占的范圍和它的密度，可以估計(jì)日冕物質(zhì)拋射的整個(gè)物質(zhì)的密度，多少物質(zhì)被拋射出來。所以這些就是天文學(xué)家做研究的時(shí)候，所采用的辦法。平均的日冕物質(zhì)拋射，它平均的角度是45度，就是太陽伸出來４５度角，一直拋射出來，拋射的物質(zhì)是５０到５００億噸，這是日冕物質(zhì)拋射，拋射是一種物質(zhì)。那么它發(fā)生的頻次，在太陽活動(dòng)極大的時(shí)候，大概每天有３.５次，在太陽活動(dòng)極小的時(shí)候，每天是０.２次。所以大家注意到，日冕物質(zhì)拋射實(shí)在不是什么罕見的現(xiàn)象，對太陽來說是非常普遍的一種爆發(fā)現(xiàn)象。那么流失的物質(zhì)，大概每秒流失了２０萬噸。所以大家看到日冕物質(zhì)拋射實(shí)在是一種很激烈的現(xiàn)象。那么日冕物質(zhì)拋射前端速度是５０公里到１２００公里，它的平均速度是每秒４００公里，到達(dá)地球的時(shí)間是１００小時(shí)。那么我這里想給大家看的，是一個(gè)從表面現(xiàn)象到日冕物質(zhì)拋射都聯(lián)系起來的情形。大家看到這樣一個(gè)爆發(fā)，擾動(dòng)了大范圍的太陽表面。細(xì)心的觀眾能夠看到，亮和暗的波傳播的過程，那么這樣一個(gè)爆發(fā)現(xiàn)象，也是一個(gè)直接對著地球而來的日冕物質(zhì)拋射，這種對地的日冕物質(zhì)拋射，大家看到它大概影響了我們看到整個(gè)亮的日冕物質(zhì)，覆蓋了３６０度這么大的范圍。這樣一個(gè)日冕物質(zhì)拋射也是很著名的，這是太陽周以來很著名的日冕物質(zhì)拋射，對空間環(huán)境也有很重要的影響。

現(xiàn)在我們看的日冕拋射，是一個(gè)快速的日冕物質(zhì)拋射，在這一端出現(xiàn)，大家看到了嗎？它一個(gè)寬大的磁環(huán)整個(gè)打開，大家看到磁環(huán)的曲率發(fā)生變化。原來是這樣一個(gè)磁環(huán)，最后變成這樣一個(gè)曲率的磁環(huán)伸過去，那么這樣一個(gè)日冕物質(zhì)拋射，在太陽表面引起了大范圍的擾動(dòng)，那么現(xiàn)在你將看到的是，這個(gè)磁環(huán)引起的太陽表面的大范圍擾動(dòng)，大家看到大范圍的太陽表面變得暗起來，可是同學(xué)們看到，說我觀測太陽，從來沒有看到這個(gè)太陽會有這么大范圍變暗的情形。但大家不要忘了，這是遠(yuǎn)紫外所觀測到的太陽輻射，那么在太陽的可見光，太陽總量的變化只有千分之一到千分之二，大的時(shí)候能到千分之五到六，可是在紫外輻射，你看到太陽的亮度會變化幾倍、幾十倍，那么這X射線輻射到太陽亮度變化，會到幾百倍、幾千倍，那么γ射線，那就是更大的一個(gè)輻射變化。所以太陽這種短波輻射的變化，對地球環(huán)境有很重的影響，一會兒我會提到。那么這是我們看到的剛才那些日冕物質(zhì)拋射引起的太陽表面大范圍暗化的情形，這種情況是在太陽物理上被稱為紫外的暗化，那么如果我們注意一下這個(gè)暗化區(qū)域的磁場結(jié)構(gòu)，我們注意到它是跟大范圍的磁環(huán)相聯(lián)系的。所謂日冕物質(zhì)拋射，就是這樣一個(gè)大范圍的磁通量系統(tǒng)不穩(wěn)定拋向行星際空間的過程。

現(xiàn)在我們回到太陽周。太陽上有復(fù)雜的活動(dòng)現(xiàn)象，這種活動(dòng)現(xiàn)象又有每１１年、每２２年的一個(gè)周期。那么你現(xiàn)在看到的是２０００年，也就是太陽極大年的時(shí)候紫外觀測到的太陽。到１９９６年的時(shí)候，太陽是一個(gè)暗淡的星球，幾乎沒有什么輻射，那么你只看到極區(qū)的冕洞，一塊暗黑的大范圍的區(qū)域。可是到２０００年，馬上你就看到太陽上變得這樣熱鬧，會有大量的明亮的輻射，許多個(gè)活動(dòng)區(qū)都擠在一起，如果你看太陽活動(dòng)的情形，你會看到，開始這段時(shí)候是１９９２年，是太陽活動(dòng)最大的時(shí)候，到１９９６年，在X射線觀測的太陽就變得暗起來，幾乎看不到X射線的形象，那么在日全食的時(shí)候，你會觀測到太陽極大的時(shí)候，日冕是均勻分布的，是銀灰色的日冕，整個(gè)覆蓋到暗淡的太陽的表面，可是在太陽極小年的時(shí)候，日冕像長了兩個(gè)蝴蝶的翅膀。

這是我們太陽周的情況，太陽周的時(shí)候每11年，太陽黑子的數(shù)目和面積從最多到最小�，F(xiàn)在開始的太陽周是第23太陽活動(dòng)，那么它極小年在１９９６年，極大年可能是在２０００年附近。這是著名的蝴蝶圖，這是孟德爾天文學(xué)家他發(fā)現(xiàn)的，用蝴蝶圖的方式來描述太陽黑子出現(xiàn)和遷移的過程，是最客觀也最容易。那么在一個(gè)太陽周開始的時(shí)候，就是太陽低年附近，太陽黑子會在高緯南北３０度以外的地方出現(xiàn)，然后逐漸太陽黑子的活動(dòng)帶向極區(qū)遷移，最后到達(dá)極區(qū)，這是太陽周。那么注意到跟太陽黑子的活動(dòng)周相應(yīng)，我們地磁活動(dòng)也有復(fù)雜的11年周期，那么１１年來，太陽還有總亮度的變化。大家注意到，這是太陽極大的時(shí)候到極小的時(shí)候，它的總亮度變化雖然不大，但是這個(gè)變化對人類的生存環(huán)境卻有重要的影響。這還是我們看到的２０００年７月１４號耀斑爆發(fā)的情形，那么我們注意到，它所對應(yīng)的太陽表面的磁場演化。

這是我們國家懷柔太陽觀測站，所觀測到的太陽向量磁場演化的情形。目前為止，我們國家的懷柔太陽觀測站，仍然保留了世界上最好的太陽磁場觀測。大家看到，那么導(dǎo)致這次重要日冕物質(zhì)拋射的太陽磁場演化，是非常復(fù)雜的。大家注意到，這里有大范圍的磁通量消失過程，這個(gè)地方也有大范圍的磁通量消失過程。另外，這個(gè)地方我們注意到磁場的走向，扭轉(zhuǎn)到跟磁場的極性反變線完全平行的情形，這種情形在太陽物理上被稱為磁剪切。它孕育了大量的磁能，這是我們看到的，這是日冕物質(zhì)拋射的情形，剛才我已經(jīng)解釋過了�，F(xiàn)在大家看到的是屬于雪花暴，那么大家看到這次從日冕物質(zhì)到雪花暴發(fā)生，只有不到20分鐘的時(shí)間，大家注意到這次粒子拋射到地球的時(shí)間，可以用零點(diǎn)幾倍的光速粒子傳輸速度來解釋。所以這次爆發(fā)產(chǎn)生了高能粒子，粒子在短時(shí)間內(nèi)被加速到相對論水平�，F(xiàn)在我們回到另外一個(gè)問題，就是太陽活動(dòng)對人類生存環(huán)境到底有什么影響。

大家看到這是我們的太陽，這是日冕物質(zhì)拋射，太陽可以影響地球的氣候和天氣過程，可以影響地磁暴，可以影響農(nóng)業(yè)，可以影響供電系統(tǒng)。那么幾類主要的空間活動(dòng)，我給大家羅列一下，一個(gè)是電磁輻射，電磁輻射是通過耀斑X射線和紫外輻射，通過對電離層的影響，另外日冕物質(zhì)拋射造成的高能粒子，它會把地球的磁層壓到地球同步軌道之內(nèi)，增強(qiáng)地球的輻射帶，導(dǎo)致磁暴和磁亞暴，使得衛(wèi)星受到損傷。那么本次太陽周以來，已經(jīng)有兩個(gè)耗費(fèi)兩億美金的衛(wèi)星，因?yàn)槿彰嵛镔|(zhì)拋射被報(bào)廢，那么地磁暴可以影響供電系統(tǒng)的安全，極光的亞暴的電流，可直接影響宇航和航空的安全，包括危及宇航員和飛越極區(qū)乘客的安全。有的時(shí)候航空公司為了省錢，它經(jīng)常把軌道設(shè)計(jì)得穿越極區(qū)，可穿越極區(qū)的時(shí)候，太陽爆發(fā)的時(shí)候，會使得乘客受到輻射性的污染，會對乘客的安全受到影響。那么地球同步軌道處的低能電子，它可以持續(xù)數(shù)天到數(shù)周，這種電子在空間物理上被稱為殺傷電子，它可以使衛(wèi)星整個(gè)報(bào)廢。我們看看太陽通過粒子、磁場、輻射這三個(gè)不同的方式，影響我們地球的環(huán)境，大家看到這是模擬的一個(gè)日冕物質(zhì)拋射的情形，快的日冕物質(zhì)拋射大概兩天到達(dá)地球，如果慢的日冕物質(zhì)拋射，要花四天半的時(shí)間到達(dá)地球。這是同步軌道處的衛(wèi)星，這個(gè)衛(wèi)星會在日冕物質(zhì)拋射和高能粒子的轟擊下，甚至于造成衛(wèi)星整個(gè)的失效。這是我們看到的磁層，地球的磁層對日冕物質(zhì)拋射的響應(yīng)過程，當(dāng)日冕物質(zhì)拋射過來的時(shí)候，它壓破磁層的磁層頂，大家看到壓破磁層頂，粒子會使得磁層受到損害，那么太陽風(fēng)和太陽磁場能量會通過磁尾，來返到地球極區(qū)，造成了美麗的極光帶，這是大家知道的極光，極光是一種非常漂亮的現(xiàn)象，有的時(shí)候極光會影響地球。大家看到這是從空間觀測的北極光，我不知道同學(xué)地理知識怎么樣，大家能不能看到這是美國，這是美國各個(gè)州，大家看到極光整個(gè)影響了美國的很大一部分地區(qū)，包括美國的亞利桑那州，大家看到亞利桑那州被極光覆蓋，加利福尼亞州也被極光覆蓋。這是我們國家，我們國家只有最北部，漠河和中蒙邊界受到一點(diǎn)極光的影響，大家知道極光代表高能粒子，當(dāng)看到極光影響的時(shí)候，大家就注意到，高能粒子穿透了這部分大氣，所以造成了中性大氣發(fā)光，這叫做極光。１９８９年３月份的太陽活動(dòng)現(xiàn)象，第一次造成這種極光影響低緯度的情形，當(dāng)時(shí)影響了美國。那么什么是極光？實(shí)際上極光就是地球輻射帶在極區(qū)的足點(diǎn)，這是在我們國家的南極中山站所觀測到美麗的極光，下面就是南極中山站，大家看到夜色中的南極中山站，是非常美麗，這是地球的輻射帶，輻射帶里有高能的電子和質(zhì)子，輻射帶好像一個(gè)面包圈一樣，環(huán)繞著地球，它的足點(diǎn)正好是在地球的兩極。

當(dāng)一個(gè)衛(wèi)星在輻射帶里的時(shí)候，它會充電，大家看到它表面充電，充電多了之后會造成擊穿，衛(wèi)星被擊穿之后，它的姿勢控制就改變了，姿勢控制改變它偏離了太陽，所以沒有太陽能，整個(gè)衛(wèi)星變成一個(gè)死星，變成一個(gè)空中的垃圾。這個(gè)時(shí)候同學(xué)們的手機(jī)可能會出現(xiàn)麻煩，因?yàn)榇蠹抑�道手機(jī)是通過衛(wèi)星來傳輸?shù)模�那么整個(gè)這次太陽周一個(gè)日冕物質(zhì)拋射的時(shí)候，使美國一個(gè)衛(wèi)星整個(gè)失效，四千五百萬手機(jī)用戶受到損失。除了這個(gè)之外，變電系統(tǒng)由于地磁場迅速地變化，可以使得變電系統(tǒng)出現(xiàn)高壓脈沖，整個(gè)變壓器被燒掉，這時(shí)候會使得供電系統(tǒng)不能正常工作。我只想給大家介紹一下，１９８９年３月的空間天氣事件造成了什么危害，我希望大家注意，它使短波無線電通訊中斷了約兩周，這是１９８９年３月事件，短波通訊不能再進(jìn)行，它使得LORAN的全球?qū)Ш较到y(tǒng)，在３月６號到１３號無法正式導(dǎo)航，這樣你的遠(yuǎn)洋巨輪會跟你的總部失去聯(lián)系，你會不知道你的遠(yuǎn)洋巨輪在什么位置，美國海軍導(dǎo)航系統(tǒng)在全球范圍內(nèi)失效，電離層在５０MHz以下看不見，沒有電離層，所以嚴(yán)重?fù)p害了通訊和警察部門的無線電系統(tǒng)，那么空間觀測的VLBI系統(tǒng)出現(xiàn)了強(qiáng)的信號，這個(gè)信號不是真實(shí)的信號，GPS全球定位系統(tǒng)失效，然后加拿大的魁北克省全省停電９個(gè)小時(shí)，整個(gè)損失的美元是數(shù)以億計(jì)的美元損失掉。因?yàn)橐粋�(gè)現(xiàn)代化的都市，９個(gè)小時(shí)停電是不可思議的。然后瑞典的中部電網(wǎng)不得不關(guān)閉，美國局部供電出現(xiàn)故障，東京電力公司變壓器被毀，美國核電站出現(xiàn)安全問題，澳大利亞輸油管道受損傷，大西洋和太平洋海底電纜出現(xiàn)高壓脈沖。

然后我想稍稍提到太陽物理中有很多重大的科學(xué)問題。其中比較有名的是中微子問題，大家知道太陽觀測的中微子，只是理論值的三分之一到二分之一。１９６８年以來，中微子的觀測，一直到１９９０年之后，加拿大和意大利的中微子觀測，都證實(shí)了這個(gè)結(jié)論。在歷史上大家知道，中國是最早有黑子記錄的國家，大家看到是公元前28年，關(guān)于太陽黑子的記錄，當(dāng)時(shí)講“日出黃，有黑氣大如錢，居日中央”。然后到（２０世紀(jì)）２０年代，我們國家自然科學(xué)的先驅(qū)者高平子先生，這是他１９２５年手描的黑子記錄。這是我們國家的太陽磁場望遠(yuǎn)鏡，這是艾國祥院士和他的同事對于中國太陽物理界、對中國的天文界所做出的巨大貢獻(xiàn)。

我們現(xiàn)在國家的重點(diǎn)基礎(chǔ)研究項(xiàng)目，叫做太陽劇烈活動(dòng)空間災(zāi)害天氣項(xiàng)目也正式立項(xiàng)，投入工作。相信中國這樣一個(gè)偉大的國家，應(yīng)該在自然科學(xué)各個(gè)領(lǐng)域做出貢獻(xiàn)，包括在太陽物理界做出自己無愧于我們偉大國度和我們偉大民族的貢獻(xiàn)。