太陽無時無刻不在影響著太陽係天體。美國國家航空航太局（NASA）的科學家們發現太陽風對木星兩極加熱的程度超過預期，太陽風對木星的影響是“空間天氣的極端例子”。太陽風也“偷”走了火星上曾經存在的厚厚的大氣層，在太陽風暴期間，火星大氣的損失尤為明顯。受到太陽風影響的還有地球，那麼太陽風是如何影響地球的呢？
事實上，太陽活動是日地空間係統中災害性天氣事件的驅動源。典型的太陽爆發活動包括耀斑和日冕物質拋射，其産生的帶電粒子流乙太陽風的形式在行星際旅行，對地球空間環境産生擾動。太陽風是由電子、質子和較重的離子組成的，以平均每小時160公里的速度穿過太陽係。在地球上，12級颱風的風速是每秒32.5米以上，而太陽風的風速，在地球附近卻經常保持在每秒350千米至450千米，是地球風速的上萬倍。幸運的是，地球大氣之外的地球磁層給地球撐起了一把“保護傘”。地球磁層可以使大量來自太陽的高能粒子偏轉方向，對地球生物、人造衛星和空間站等形成有效的保護。如果沒有“保護傘”，地球大氣將被太陽風吹走，液態水也難以保存。用科學的語言來講，這把傘主要指“磁層頂”，即太陽風和地球磁層的分界區。研究證明“保護傘”是存在的，但對于它的整個形貌並不清楚。
事實上，地球磁層形成的“保護傘”並非密不透風。部分太陽風能量會進入地磁“保護傘”，進而引發空間天氣。為什麼會有“漏網之魚”？
這是因為“傘”上有破洞，科學術語叫“磁重聯”。當太陽風的磁場和地球磁場發生重聯，高能粒子會沿著重聯的磁力線進入地球空間。具體而言，部分太陽風能量和物質會通過磁場重聯等過程進入地球磁層內部，引起電離層和地磁的劇烈擾動，表現為磁暴或磁層亞暴等。強磁暴會對航太係統、無線電係統、電力和能源係統等産生嚴重影響。例如1989年一次日冕物質拋射所引發的強磁暴襲擊了加拿大魁北克地區的電網，導致該地區出現大范圍的斷電事故，受直接影響的居民人數達到600萬人。
雖然太陽風會對地球空間環境産生影響，但中間的物理過程人們還不是很了解，許多關于地球空間環境對太陽風擾動的研究，將這個係統視為一個“黑匣子”。例如學界對磁重聯現場發生機制有著不同的認識。有理論認為，磁場重聯是穩態的重聯，即“保護傘”上的破洞是一直存在且相對固定的。也有理論認為，磁場重聯是間歇發生的現象，即“保護傘”上的“破洞”會不斷地出現並演變、消失。針對這個問題，中國科學院國家空間科學中心的王赤團隊對太陽風和地球磁層的相互作用進行了深入研究。他們和中科大團隊合作建立了三維的全球磁層磁流體力學模型，使我國成為國際上少數擁有能自洽描述太陽風-磁層-電離層耦合係統數值能力的國家之一。王赤認為，磁重聯是太陽風和地球磁層相互作用中非常重要的一環，全景式的觀測將豐富人們對于磁重聯的認識，同時揭開更多關于空間天氣的謎團。本文由中國人民大學附屬中學第二分校一級教師王和意進行科學性把關。
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