太阳风的起源
太阳风的形成机制及对地球的影响
太阳风的形成机制及對地球的影响太阳风的形成机制及对地球的影响太阳风是一种高速带电粒子流，源自于太阳的外层大气层，对地球和其他行星的磁场和大气有着重要的影响。
本文将探讨太阳风的形成机制，以及它对地球的影响。
一、太阳风的形成机制太阳风主要由太阳的外层大气层中的高温晕和日冕中的等离子体组成。
下面将详细阐述太阳风形成的几个主要过程。
第一，太阳湍流和磁场交互作用。
太阳表面存在着湍流运动和强大的磁场。
这些湍流和磁场相互作用，形成了太阳的磁湍流活动。
在这个过程中，磁场会通过磁重连接和磁重组来改变自身结构，形成高温晕和日冕。
第二，太阳爆发活动。
太阳表面有时会发生大规模的爆发活动，如日冕物质抛射、耀斑等。
这些爆发活动会释放出大量的能量并向太空中喷射高温等离子体。
这些等离子体会形成太阳风，并向外传播。
第三，太阳磁场线的延展。
太阳的磁场线会延伸到太阳周围的太空中，形成一个大范围的磁场结构。
太阳风是沿着这些磁场线从太阳表面向外传输的。
这些过程综合作用下，太阳风就形成了。
接下来，我们将讨论太阳风对地球的影响。
二、太阳风对地球的影响太阳风通过与地球磁场的相互作用，对地球的磁层、电离层和大气层产生影响，给地球带来了一系列的效应。
首先，太阳风会扰动地球的磁层。
太阳风中的高速带电粒子流经过地球磁场时，会产生磁暴和亮极光。
这些现象是由于高能粒子与地球磁场相互作用所产生的，给人类制造了壮观的自然景观。
其次，太阳风对地球的电离层有着显著的影响。
太阳风中的高能粒子流经过电离层时，会引起电离层的电离、加热和扩散。
这些影响会影响到电离层的稳定性和电磁波的传播。
在通信和导航系统中，这可能导致信号干扰和误差。
最后，太阳风还对地球的大气层产生影响。
太阳风中的高温等离子体会通过与大气层中的气体分子相互作用，提供了能量来加热大气层。
这种加热作用会影响到大气层的温度和结构，对大气运动和气候产生一定的影响。
总结起来，太阳风的形成机制涉及了太阳的湍流、磁场活动和爆发活动等过程。
耀斑日珥日冕层——太阳风课件
目录
• 太阳风概述 • 耀斑与日珥 • 日冕层 • 太阳风与地球磁场 • 太阳风与人类生活
01
太阳风概述
太阳风的定义
太阳风是太阳释放出的高能粒子流，主要由电子 01 、质子和少量重离子组成，以极快的速度向宇宙
空间扩散。
太阳风的温度范围从几万度到几百万度，其速度 02 通常在每秒200-800公里之间。
02
耀斑与日珥
耀斑的形成与特点
耀斑的形成
耀斑是太阳大气层中的一种剧烈爆发现象，通常发生在 太阳色球层上。当磁场能量在太阳表面积累到一定程度 时，会通过磁场重联的方式释放出来，形成耀斑。
耀斑的特点
耀斑的能量巨大，可以瞬间释放出大量的光和热，使得 局部区域的亮度骤增。耀斑的持续时间通常在几分钟到 几小时内，其大小和位置在不同的色球层中有所差异。
地球磁场对太阳风的反应
01 磁层顶的磁场重联
地球磁场在太阳风的作用下，会在磁层顶发生磁 场重联现象，释放出巨大的能量。
02 产生极光现象
太阳风中子碰撞，产生绚丽多彩 的极光现象。
03 形成磁云和等离子体团
地球磁场在太阳风的作用下，会形成磁云和等离 子体团，影响空间天气和卫星轨道稳定性。
化。
日冕层的研究意义
总结词
日冕层的研究有助于深入了解太阳活动的规律和机制 ，预测太阳活动对地球环境和人类生活的影响。
详细描述
日冕层是太阳活动的重要区域之一，其中的耀斑、日 珥等事件会对地球环境和人类生活产生影响。例如， 强烈的太阳风和日冕物质抛射事件可能引发地球上的 磁暴和地磁风暴，对卫星通信、电力设施和航空运输 等造成影响。因此，对日冕层的研究有助于深入了解 太阳活动的规律和机制，为预测和防范太阳活动的影 响提供科学依据。
什么是太阳风
什么是太阳风太阳风是一种由太阳的外层大气层中的高温空气和带电粒子组成的大规模演化。
也被称为太阳风喷流或太阳带电粒子喷流。
太阳风是地球外部空间活动中最重要的一部分，对地球磁场、行星磁场和宇宙尘埃等都有一定的影响。
本文将重点讨论太阳风的起源，组成和影响。
1. 太阳风的起源太阳风起源于太阳的外层大气层，也称为日冕。
日冕是太阳外层大气层中最外的一层，其温度高达百万摄氏度以上。
这种高温是由太阳激烈的核反应引起的，核反应使太阳内部温度升高，随后热量通过核融合反应释放并穿过太阳内部，到达外层大气层。
在日冕中，高温的空气被太阳的强大重力场束缚，但随着日冕的温度升高，部分空气开始达到逸脱速度，逸脱到太阳的外部空间中，形成太阳风。
2. 太阳风的组成太阳风主要包括带电粒子和太阳磁场。
带电粒子由太阳的日冕中的等离子体组成，主要包括电子和质子。
由于太阳的高温，这些等离子体中的粒子被高能量的电子和质子所占据。
此外，太阳风中还有部分重离子和α-粒子。
另外，太阳风还带有太阳磁场。
太阳的磁场是由太阳表面的磁活动引起的，这种活动主要以太阳黑子的形式呈现。
太阳的磁场经由太阳风传播到太阳系各个角落，并与行星的磁场产生相互作用。
3. 太阳风的影响太阳风对地球及其他行星的影响十分显著。
首先，太阳风经由太阳系传播到地球，与地球的磁场相互作用，形成磁层。
这个磁层类似于一个保护罩，能够减轻太阳风的直接冲击。
然而，当太阳风非常强烈时，它可能导致地球磁层快速变形，产生地磁暴和极光等现象。
其次，太阳风中的带电粒子对宇宙尘埃产生一定的影响。
这些带电粒子在与宇宙尘埃碰撞时，会改变尘埃的运动轨迹，使其在太阳风的作用下形成较为有序的结构。
此外，太阳风还对宇宙空间中的飞行器和人造卫星等设备构成一定的威胁。
当太阳风中的带电粒子与这些设备相互作用时，可能导致电磁故障和电子元件的损坏，因此，太阳风的研究对于保护航天器和卫星的稳定运行至关重要。
4. 太阳风的研究与预测科学家通过观测太阳风的参数，如速度、密度和温度等，可以深入了解太阳风的演化过程，并预测其对地球和太空环境的影响。
太阳风的起源和演化研究简介
太阳风的起源与演化研究简介摘要太阳时刻都在发生着核聚变，太阳日冕的温度超过100万摄氏度，这种情况下太阳中氦和氢完全电离成质子和电子，日冕膨胀释放的能量导致这些粒子的加速运动，带电粒子不断的挣脱太阳引力的束缚射向四周，这些从冤洞喷射出的高速粒子流就是太阳风（solar wind）。
太阳风的近地观测平均速度为200-800km/s。
太阳风分两种，一种是扰动太阳风（也称为太阳风暴），它是太阳活跃期间日冕膨胀抛射出来的高能、高速度的粒子流，它爆发的时间较短，粒子喷射强烈，会导致地球众多灾害事件的发生；另一种是宁静太阳风（也称为持续太阳风），它是太阳平静日冕区持续抛射出的粒子流，流速较小，持续时间较长，状态较为稳定，每立方米的质子数不超过10个，它对地磁的干扰时间长，规律性较明显，对日地空间的天气情况有着明显的影响。
在日地空间研究，空间物理研究和空间气象研究等方面，太阳风的仿真研究都有很重要的参考价值和意义。
关键词：太阳风；日冕；物理研究第一章绪论1.1研究的背景太阳风，天文名语，是指从太阳上层大气射出的超声速等离子体带电粒子流。
在不是太阳的情况下，这种带电粒子流也常称为“恒星风”。
太阳风是一种连续存在，来自太阳并以200-800km/s的速度运动的高速带电粒子流。
这种物质虽然与地球上的空气不同，不是由气体的分子组成，而是由更简单的比原子还小一个层次的基本粒子——质子和电子等组成，但它们流动时所产生的效应与空气流动十分相似，所以称它为太阳风。
2012年3月，5年来最强的一次太阳风暴在7日上午喷发，无线通讯受到影响。
太阳风对人类的影响：1．当太阳风掠过地球时，会使电磁场发生变化，引起地磁暴、电离层暴，并影响通讯，特别是短波通讯。
2．对地面的电力网、管道和其它大型结构发送强大元电荷，影响输电、输油、输气管线系统的安全。
3．对运行的卫星也会产生影响。
4．一次太阳风的辐射量对一个人来说很容易达到多次的X线检查量。
太阳风原理：太阳高温气体流向宇宙
太阳风原理：太阳高温气体流向宇宙
太阳风是太阳外层大气中的高温离子化气体（等离子体）流向太阳系各方向的流动，它是一种由太阳的日冕层中的高温气体释放而成的离子流。
以下是太阳风的基本原理：
太阳的日冕层：太阳的外层大气中有一个称为日冕的区域，这个区域的温度非常高，达到几百万度。
尽管温度如此之高，但密度相对较低。
高能粒子的运动：在太阳冕层，高能粒子（主要是电子和质子）被太阳的极强磁场加热并获得高速。
这些带电粒子形成了等离子体，即离子化的气体。
太阳风的形成：由于太阳的重力较小，高温等离子体具有足够的能量以克服太阳引力，并进入太空。
这些带电粒子流向太阳系各方向，形成太阳风。
太阳风的速度：太阳风的速度通常在每秒几百至几千千米不等。
其速度对太阳活动周期有一定的影响，例如在太阳活动高峰期，太阳风速度可能较快。
影响太附近空间环境：太阳风流经太阳系，影响着行星、卫星、彗星等物体。
太阳风的高能粒子还会产生极光和磁层变化等现象。
太阳风对地球磁层的影响是空间天气的一个重要组成部分。
在地球附近，太阳风与地球的磁场相互作用，产生磁暴等现象。
因此，对太阳风的研究对于理解空间天气和太阳系的行为至关重要。
什么是太阳风
什么是太阳风太阳风是一种由太阳表面向外喷发的高速带电粒子流，它对地球和其他行星产生了广泛的影响。
本文将介绍太阳风的起源、组成、性质以及其对地球的影响。
太阳风的起源和组成太阳风的起源可以追溯到太阳的外层大气，即日冕。
日冕是太阳大气最外层的部分，温度比太阳表面还要高。
在日冕中存在着许多带电粒子，如电子和质子。
这些带电粒子受到太阳的强磁场的影响，被加速到高速，并形成太阳风。
太阳风主要由质子和电子组成，其中质子占据绝大多数。
这些带电粒子以极高的速度从太阳表面射出，通常速度可达每秒几百至几千公里。
太阳风的密度相对较低，但它的能量非常高。
太阳风的性质太阳风具有以下几个重要的性质：1.速度：太阳风的速度通常在300至800公里/秒之间，但也有时会达到每秒几千公里。
这种高速使得太阳风能够迅速传播到地球和其他行星。
2.密度：太阳风的密度相对较低，通常在每立方厘米几十至几百个粒子之间。
尽管密度较低，但由于太阳风的速度很高，所以其总能量非常大。
3.温度：太阳风的温度非常高，通常在几十万至几百万摄氏度之间。
这种高温是由于太阳表面的高温和日冕中的磁场能量转化而来。
4.磁场：太阳风携带着太阳的磁场，这个磁场与地球的磁场相互作用，产生了一系列的现象，如极光和磁暴。
太阳风对地球的影响太阳风对地球产生了广泛的影响，包括：1.极光：太阳风中的带电粒子与地球的磁场相互作用，进入地球的大气层，产生了美丽的极光现象。
极光通常出现在地球的极地区域，如北极和南极。
2.磁暴：当太阳风中带电粒子与地球的磁场相互作用较强时，会引发磁暴。
磁暴可能导致地球磁场的剧烈扰动，对电信号、导航系统和电力设施等造成干扰甚至损坏。
3.辐射：太阳风中的高能粒子可以穿透太空中的物体，包括宇航员在太空中的飞行器。
这些高能粒子的辐射对人体健康有潜在的危害，因此宇航员需要特殊的防护措施。
4.通讯干扰：太阳风产生的辐射和磁场扰动可能影响无线通信和卫星通讯系统的正常运行。
这种干扰可能导致通信信号的中断或失真。
太阳风及其对地球的影响
太阳风及其对地球的影响太阳是人们认识的最早的天体之一，是地球周围的主要光源和能量来源。
除了照明和加热地球，太阳还会通过太阳风对地球进行影响。
1. 太阳风的概念和形式太阳风是由太阳向外释放的高速带电粒子的流，在太阳冠层形成，继而以高速度穿越我们的太阳系。
太阳风通常起源于太阳的磁场活动，从太阳表面和大气层中释放出来的电离气体离子形成带电流，涌向空间的各个方向扩散，其速度可达到每秒约300至700千米。
2. 太阳风对地球的影响太阳风穿越太空来到地球周围时，其中的高速带电粒子与地球大气层中的原子和分子发生相互作用，造成一系列的影响。
2.1 磁暴和极光当太阳风中的高速带电粒子与地球磁场相互作用时，就会产生磁暴。
磁暴会引起地球磁场的扰动，导致天气变化，产生闪电等自然现象。
另外，当太阳风中的高能带电粒子穿过地球磁场时，会与大气中的原子和分子发生反应，引起极光现象。
2.2 卫星通信和电力系统的干扰太阳风会干扰卫星通信和电力系统的工作。
由于太阳风中的电离粒子会改变电离层的密度和分布情况，从而会影响难以预测的无线电波传播。
这些干扰不仅会影响电视和无线电广播，还可能会导致经济损失。
2.3 生物等方面影响太阳风的高能带电粒子对人类的生命、健康和基因有一定的影响。
一些研究表明太阳风的带电粒子对人类的DNA结构和功能有一定的影响，可能会导致基因突变和变异。
3. 防范太阳风的影响针对太阳风的威胁，地球科学家们成立了很多组织和计划，以预测和缓解其影响。
其中，美国宇航局NASA运营着许多卫星观测太阳风，以预测其在地球上可能引起的影响。
此外，还有一些国际合作的组织，例如太阳和行星物理学联合体、国际地磁学会和国际电离层委员会等。
4. 结论太阳风对地球的影响很大，甚至可能对人类的健康和安全造成威胁。
了解太阳风有助于我们更好地理解天文现象，同时也提醒我们需要采取一些预防措施来降低其可能引起的危害。
太阳风及其对地球的影响
太阳风及其对地球的影响一、太阳风的起源和组成太阳风，指的是从太阳表面喷发的高温气体，包括电子、质子和氦离子等。
太阳风源自于太阳的外层大气，即日冕，当日冕中的磁场线与物质发生重新组合和重排时，便会产生巨大的质量喷发，形成太阳风。
二、太阳风的传播过程太阳风以高速度从太阳中心向宇宙空间扩散，经过约8分钟后，太阳风便能到达地球。
太阳风在传播过程中，由于与太阳磁场相互作用，形成一种带有磁场的等离子体，这种等离子体被称为太阳风等离子体。
三、太阳风对地球的直接影响1. 扰动地球磁场：太阳风带有磁场，当太阳风等离子体到达地球附近时，与地球磁场相互作用，扰动了地球磁场，引发磁暴和磁风暴。
这些磁暴和磁风暴会对地球上的电离层、通信设备、导航系统等技术设施造成严重的影响。
2. 损害卫星和空间飞行器：太阳风的带电粒子在与地球磁场相互作用时，会形成辐射带，这些带电粒子会对卫星和空间飞行器产生损坏。
特别是对于低地球轨道上的卫星和国际空间站等空间设施来说，更需要防范和应对太阳风的不利影响。
四、太阳风对地球气候和生态系统的影响1. 影响地球的气候：太阳风和太阳黑子的活动变化与地球的气候变化有密切关系。
太阳风中的高能粒子能够通过与地球大气中的气体发生相互作用，可能导致大气中的气候变化。
例如，太阳风活动增强时，会导致地球磁场变弱，进而影响到大气柱的稳定性，可能诱发极地涡动和极光等现象。
这些现象的发生和频率变化与太阳风密切相关。
2. 对生态系统的影响：太阳风也对地球的生态系统产生了一定的影响。
在太阳风活动较强的时候，太阳风所带来的辐射会对生物体产生直接或间接的影响，包括对植物的光合作用、动物的生理机能以及生物多样性的维持等方面。
此外，太阳风活动的周期性变化也与地球上一些动物的迁徙和繁衍行为有关。
五、人类对太阳风的研究和应对措施为了更好地理解太阳风以及其对地球的影响，科研人员采取了多种研究手段。
例如，通过太阳观测卫星和地基观测站来监测太阳风的活动和变化；通过数值模拟和实验室实验，研究太阳风的物理机制和产生过程；通过建立预警系统，及时预测和应对太阳风对地球和空间设施的不利影响。
太阳风的产生与作用机理
太阳风的产生与作用机理太阳风是由太阳大气层中高温等离子体向外喷射的一种带电粒子流，它对地球和太阳系内的其他行星都有着重要的影响和作用。
本文将深入讲解太阳风的产生机理和作用机理，让读者更好地了解太阳风。
一、太阳风的产生机理太阳风是由太阳的外层大气层高温电离气体向外释放而形成的一种恒定的流动，其产生机理主要有以下两种：1.日冕物质抛射日冕物质抛射是一种瞬间释放的高温离子气体，通常在太阳黑子区域或日冕物质环出现。
这种物质抛射产生的太阳风速度通常较快，可以达到数百至数千千米每秒的速度。
当这种物质抛射经过地球时，它会产生强烈的地磁暴和极光，对人类的电子设备和卫星系统等造成严重的影响。
2.太阳常规风太阳常规风是由太阳表面的恒温气体向外释放而形成的，其速度比日冕物质抛射慢，通常在100-800千米每秒之间。
太阳常规风的流量比较稳定，通常是太阳风的主要成分。
当太阳常规风经过地球时，它会导致地球的磁场与太阳风相互作用，从而形成震荡和振荡现象。
二、太阳风的作用机理太阳风对地球和太阳系的其他行星都有着重要的影响和作用。
其主要作用有以下几个方面：1.影响地球磁场太阳风中的带电粒子和电磁波与地球磁场相互作用，从而产生地磁暴和极光。
强烈的地磁暴可以对人类的电子设备和卫星系统等造成严重的影响，因此需要加强对太阳风的监测和预测。
2.影响太阳系行星的环境太阳风对太阳系中的行星和小行星的轨道、大气层和磁场等都有一定的影响。
其中，太阳风对火星和金星等行星的大气层和磁场的影响尤为明显，可以帮助科学家更好地了解这些行星的物理和化学特性。
3.影响太阳系边界和星际空间太阳风还可以影响太阳系的边界和星际空间。
当太阳风到达太阳系的边界时，它会形成一个巨大的太阳风气泡，将太阳系与宇宙尘埃和宇宙射线等分隔开来。
同时，太阳风还可以影响到远离太阳的小行星、彗星和恒星等天体，从而帮助科学家更好地了解宇宙的运作和演化。
总之，太阳风是太阳活动的重要组成部分，它对地球和太阳系的其他行星都有着重要的影响和作用。
什么是太阳风它对地球有哪些影响
什么是太阳风它对地球有哪些影响什么是太阳风？它对地球有哪些影响太阳风是由太阳辐射出的带电粒子和电磁辐射组成的气流，它源于太阳的外层大气，伴随着太阳在太空中的活动而产生。
太阳风的主要成分是带电的氢、氦离子和电子，以及能量非常丰富的高能粒子和电磁辐射。
太阳风通过太阳系中的太空传播，并在其经过地球轨道时与地球相互作用。
它对地球具有重要的影响，以下是太阳风对地球的几个主要影响：1. 磁层的扰动：当太阳风靠近地球时，其中所带的带电粒子和电磁辐射会与地球的磁场相互作用，导致磁场的扰动。
这种扰动会引起地球磁层的变化，从而产生极光、磁暴等现象。
2. 高能粒子的加速：太阳风中的高能粒子会被地球的磁场引导到地球的极区附近，然后加速到高能状态。
这些高能粒子的加速会对地球上的电子设备、卫星和太空人员构成潜在的威胁。
3. 空间天气：太阳风中的带电粒子和辐射会与地球的大气层相互作用，产生空间天气现象。
这包括太阳风扰动下的极光现象、空中电离层的变化以及辐射带来的电磁屏蔽现象等。
这些现象对无线通信、导航系统、卫星通信等技术设备有潜在的影响。
4. 高能粒子对生物的影响：太阳风中的高能粒子和辐射能够穿透地球大气层，并对地球上的生物产生影响。
太阳风扰动可能会导致地球上的电离层变化，进而影响到电离层上空的飞行器、卫星和空间站中的人员健康。
5. 卫星通信的中断：太阳风扰动引发的大规模活动可能会干扰卫星通信系统，导致信号的中断、传输延迟甚至系统故障。
总结起来，太阳风虽然是太阳活动的副产品，但它对地球有着深远的影响。
从磁场的扰动到空间天气、生物的健康和技术设备的正常运行，太阳风的影响无处不在。
因此，加强对太阳风的研究，了解其特性和变化规律，对于维护地球环境的稳定和保护人类社会的安全都具有重要意义。
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太阳风的起源Genesis of the Solar Wind太阳风是弥漫于整个日球(heliosphere)的高速带电粒子流，它和它携带的磁场是太阳与整个日球联系的纽带，并通过与星际介质的相互作用决定着日球的形状和尺寸。
此外，由近日区向行星际空间传播的过程中，太阳高能粒子以及日冕物质抛射等可能危及地球空间环境的爆发事件会受到背景太阳风的可观影响。
因而了解太阳风的性质不仅具有天文学上的一般重要性，而且对于准确地预报有灾害性影响的空间天气事件也具有重要价值。
在太阳风的研究中，太阳风的起源问题(包括源区的认证以及初生太阳风由约10km/s加速至数百km/s的机制)占据着核心的地位，同时也是空间物理领域最重要却悬而未决的课题之一。
1958年Parker做出太阳风的理论预言时，相关观测手段还相当有限，因而Parker并未指明太阳风会与何种日冕结构相关。
20世纪60年代初，太阳风的存在为飞船所证实，同时探空火箭的使用也使得日面的紫外和X线观测成为可能，太阳风源区的认证研究就开始了。
当时发展并沿用至今的一个主要方法是利用光球磁图并基于某些假设来构造日冕磁场模型，而后将太阳风的局地测量数据映射到日冕某高度，并由该高度沿开放磁力线向日面寻找太阳风的源区(图1示范的是此方法的现代应用)。
利用这一思路，有早期研究将Vela和Pioneer等飞船的太阳风数据与日面软X线图像做了比对，确认了延伸至赤道附近的大冕洞①是重现性高速流(速度高于600千米每秒的太阳风)的源头所在，事实上这也是迄今最具说服力的太阳风源区认证研究。
人们随即发现地球轨道处太阳风的来源不局限于冕洞，活动区附近的开放场区也有贡献，而且太阳风速度与它所在磁力管截面积的增长(可用膨胀因子来衡量)之间存在负相关[2]。
20世纪80年代末利用1967年起长达22年的数据的一项统计研究表明该经验关系相当普遍地成立，因而成为太阳风加速机制的一个重要约束[3]。
1990年前研究者倾向于视太阳风为沿永久开放磁力线的稳态流动，高速流来自高纬冕洞，低速流则源于冕流亮度边界附近磁力线在日面的足点。
基于这一源头观，在物理机制方面，人们最初并不关心开放区日冕何以取得百万度高温这一点，而把笼统定义的冕底当作底边界来考察太阳风的加速问题，通过电子由该高温边界①这里我们仿效Cranmer[5]基于观测来定义冕洞为日面上或者日面边缘之外紫外或X线辐射强度较低的部分。
图1 Carrington周1600至1965(对应于1973年4月至2000年8月)低纬太阳风在光球上的源区。
这是Luhmann等人利用Mt Wilson天文台的光球磁图历史数据，基于势场假设重构了这27年间日冕磁场位形之后，通过磁力线追踪技术找到的日心纬度低于20度的开放力线在光球的足点。
图中蓝色(红色)表征光球磁场指向内(外)。
由图中可以看到，有相当长的时间内低纬太阳风源自低纬处混合极性区域，这对应于太阳活动上升期及极大期[1]向外的热传导来为太阳风供能。
但这一电子驱动的理论无法解释高速流的性质。
进而人们认识到太阳风的流动应被看做开放区日冕加热的一个自然后果：亚光球层次的对流运动将机械能以磁流体波或其他形式注入磁流管，波通过湍动耗散等机制来将物质加热到日冕温度，此高温相应的向外的压强梯度自然地提供太阳风的起始加速。
为产生高速流，该理论要求至少在初始加速阶段，质子而非电子应得到优势加热。
不过该质子驱动的理论预言质子在内冕区温度可高达数百万度，这与当时的探空火箭所得的结果不符，因而陷入困境[4]。
20世纪90年代之后，随着以Ulysses、SOHO为代表的一系列飞船的升空，太阳风的起源研究得到了长足的进步。
一方面太阳风的局地数据中，除了质子与alpha离子外，痕量元素如氧、铁、硅等的测量也成为常规。
由于痕量元素在太阳风高速流与低速流中的性质有很大区别，寻找这种区别在日冕中的对应就成为太阳风源区认证的一个新的出发点。
另一方面，随着日面的紫外和X线的成像及谱观测精度的提高，寻找太阳风在过渡区乃至色球层次的源头成为可能；不仅如此，日心距离约1.5太阳半径之外延伸日冕的白光和紫外测量还为新生太阳风在这一关键区域的加速提供了重要信息。
Ulysses的观测表明，在太阳活动低年，太阳风参数对日心纬度的依赖关系相当规则：一个宽约30o的变化显著的低速流(速度约400km/s)嵌在南北两股均匀的高速流之间。
此时太阳的位形也相当简单，最显著的特征是冕仪图像中赤道附近亮的冕流带。
研究发现，绝大部分的高速流来自太阳两极的冕洞，其下超米粒组织边界处紫外谱线的蓝移则是初生高速流的表征，而该蓝移位于日面之上5000~20000km处的磁漏斗结构中[6]。
另一方面，研究者普遍认为低速流和冕流结构有关，少量低速流来自冕流尖点处磁闭合区域物质的间歇式释放，其余则来自冕流亮度边界相应的开放区。
这部分低速流可能源于冕洞的周边区域，或者活动区闭合磁环体系附近具有单一极性的磁开放区，且与高速流类似，在紫外图像中也呈现为网络组织边界上的蓝移[7]。
2006年发射的Hinode飞船的观测表明，在日面的软X线图像中，源于活动区的低速流呈现为相当平稳的流动，它占总的低速流的比例可高达1/4[8]。
在物理机制方面，延伸日冕观测显得尤为重要。
观测表明冕洞之上的延伸日冕中质子温度高于电子值，少数离子的温度又高于质子值(二者比值超过离子的质量数)且其垂直温度高于平行温度，这些观测特征使得人们重新拾起质子驱动太阳风的理论观点。
不仅冕洞如此，冕流边界处测量结果也被发现有类似特征。
因而现在的共识是对于离子优势加热的那些机制(如离子回旋共振)不仅对高速流来说至关重要，而且可能也适用于部分低速流[5]。
在太阳活动高年，太阳风与太阳的位形都非常复杂。
Ulysses的测量结果中，太阳风呈现为一串串相继出现的变化剧烈的中、低速流。
而相应时段的日面上极区冕洞缩小甚至消失，中低纬度则出现大量的小冕洞。
基于势场的磁场外推模型表明，在活动峰年向行星际开放的磁通多数来自这些小冕洞，但活动区边缘及内部的贡献也可达30~50%。
这使得研究者公认活动区周边区域对太阳风会有可观的贡献，但对其具体源头则很有争议。
目前被接受的可能的源区有活动区内部及边界的开放场、活动区附近的小冕洞以及极区冕洞的内边界等[9]。
上述讨论中都假定太阳风主要来自单极性的开放场区。
然而SOHO飞船的日面紫外成像观测发现，无论高年或低年，日面都充斥着各种尺度的环状闭合结构，即便是冕洞这样以开放场为主的区域也不例外，只不过冕洞内的环尺寸较小(高度低于15000km)、温度较低(低于80万度)，而冕洞之外环的尺寸较大(高约4~40万千米)、温度较高(约150万度)。
环状结构的无处不在导致了一个全新的太阳风起源说即开闭磁场耦合说。
在这一理论中，开放磁场与闭合磁环的重联释放出环内物质并为之提供能量，环内物质沿新形成的开放力线的流动即为太阳风。
它可解释太阳风局地测量中氧电荷态与速度的相关关系，也可以通过磁环在浮现后到与开放力线重联前集聚物质的过程长短来为低电离势的痕量元素丰度对太阳风速度的依赖提供定性说明。
目前这一起源说正越来越受关注[10]。
太阳风起源研究的主要困难来自源区认证以及加速机制两方面。
在源区认证方面，由于日冕磁场直接测量的困难，所有通过磁联系来寻找源区的工作都依赖于日冕磁场模型，而这类模型又极大依赖于若干无法通过观测约束的参数。
在加速机制方面，基于波动或者湍流的理论最大的问题在于人们至今对磁流体湍流仍知之甚少，而对湍流在高频或者高波数区的动力学耗散的描述尤为困难。
不过令人欣慰的是，在日冕这类低热压磁压比的等离子体中磁流体湍流的研究正取得进步，相应的太阳风模型计算结果已可以接受观测检验[5]。
另一方面，开闭磁场耦合起源说的理论还远谈不上完善，它的各个要素基本上都还停留在定性描述阶段。
就磁环对物质的储存过程而言，人们还不了解物质是如何集聚的以及集聚的物质中元素丰度依赖于哪些因素。
就磁环与开放力线的重联而言，人们对物质释放的具体过程、重联所释放的能量在粒子动能、热能及电磁能间的分配都不了解。
就重联所形成的初生太阳风的进一步加热加速来说，重联过程所激发的高频或低频、平行或斜传波动等的贡献都还缺乏细致研究。
至于太阳风的单极开放场起源说与开闭磁场耦合起源说是否同时成立、其各自的相对贡献又如何等则尚无定论。
对太阳风起源的更深入了解是未来若干卫星的主要科学目标。
我国规划的“夸父”卫星将是2015年后第一Lagrange点处太阳风数据的主要来源，不仅如此，它对内日冕的连续的可见光和紫外成像观测将极大促进人们对太阳风初始加速区的了解。
而计划于2015年发射的Solar Orbiter飞船的近日点为48太阳半径，在纬向则可到达日心纬度30°的区域。
它将提供内日球层太阳风中粒子和磁场的信息，并将能分辨太阳大气在约200km尺度上的动力学演化，从而帮助人们了解太阳风物质和能量的输运过程。
另一尚处于预研阶段的Solar Probe Plus飞船将贴近黄道面飞行，但其近日点将为日心距离9.5太阳半径处。
之所以要到这一前所未闻的近距离来观测太阳，是因为Solar Probe Plus首要的科学目标就是确定太阳风源区磁场的结构和动力学，追踪用以加热日冕和加速太阳风的能量的流动并明晰其热力学。
可以预见，这些项目的实施将大大增进人们对太阳风起源的认识，并可能对太阳风的加热加速机制做出革命性的贡献。
参考文献[1] Luhmann J G, Li Y, Arge C N, et al. Solar cycle changes in coronal holes and space weathercycles, J. Geophys. Res., 2002(107), A08, 1154, 10.1029/2001JA007550.[2] Zirker J B (ed.) Coronal holes and high speed wind streams: a monograph from Skylab solarworkshop, Boulder: Colorado Associated University Press, 1977.[3] Wang Y M and Sheeley Jr N R. Solar wind speed and coronal flux-tube expansion, ApJ, 1990,(355): 726−732.[4] Hollweg J V. Drivers of the solar wind: then and now, Phil. Trans. R. Soc. A, 2006(364),505−527.[5] Cranmer S R. Coronal Holes, Living Rev. Solar Phys. 2009, (6): 3 http: //www.livingreviews.org/ lrsp-2009-3.[6] Tu C Y, Zhou C, Marsch E, Xia L D, Zhao L, Wang J X and Wilhelm K. Solar Wind Origin inCoronal Funnels, Science, 2005, (308): 519−523.[7] Marsch E, Wiegelmann T and Xia L D. Coronal plasma flows and magnetic fields in solaractive regions. Combined observations from SOHO and NSO/Kitt Peak, A&A, 2004, (428): 629−645.[8] Sakao T, Kano R, Narukage N, et al., Continuous Plasma Outflows from the Edge of a SolarActive Region as a Possible Source of Solar Wind, Science, 2007, (318): 1585−1588.[9] Kohl J L, Noci G. Cranmer S R, Raymond J C. Ultraviolet spectroscopy of the extended solarcorona, Astron. Astrophys. Rev., 2006, (13): 31−157.[10] Feldman U, Landi E, Schwadron N A. On the sources of fast and slow solar wind, J. Geophys.Res., 2005, (110): A07109,doi:10.1029/2004JA010918.撰稿人：李波 陈耀山东大学威海分校空间科学与物理学院。