地球上的氣體受到重力、太陽輻射加熱等物理作用的影響,密度和溫度等性質出現分化,所以分成了幾個圈層:靠近地面的是對流層,我們就生活在這一層,所以很熟悉一些與大氣有關的自然現象,比如「越往山頂走,空氣越稀薄,氣溫也越低「,這正是反映了對流層底部的大氣密度和溫度都比上部要高,又比如我們熟悉的颳風下雨等自然現象,就是反映了冷熱不均引起的空氣和水分的對流;對流層以上是平流層,這裡沒有風雨雷電,最適合飛機安全航行;再往上還有中間層、熱層等,其中熱層受到太陽短波輻射的加熱,溫度可以達到200-1700攝氏度。
太陽是地球最主要的能量來源,關係著整個人類的命運。太陽是一個氣態星球,它內部的熱核反應源源不斷地產生巨大的能量,內部和外部的溫度差異造成了大規模的氣體對流運動。那麼太陽的大氣分為幾層呢?是內部更熱還是外部更熱呢?
太陽的大氣層通常根據溫度來劃分界限,從內到外主要分為光球層、色球層和日冕。光球層從內往外溫度逐漸降低,大約從5500攝氏度過渡到4000攝氏度,這一層其實很薄,只有區區的500公裡,然而它對我們很重要,是我們看到的太陽光的來源。
色球層沒有光球層那麼明亮耀眼,只有在日食時我們才能用肉眼仔細觀察它,它看起來是太陽周圍一圈玫瑰紅色的輝光。色球層的厚度大約2000-3000公裡,溫度大約是10000攝氏度。色球層和日冕之間有一個過渡層,它的厚度只有不到1000公裡,但是溫度在這一層驟然升高,從1萬攝氏度飆升到50萬攝氏度。
層之上是「日冕「,它的範圍非常寬,有1萬到2萬公裡,在這一層,太陽大氣的溫度從50萬攝氏度升高到150萬攝氏度。日冕層對地球的影響很大,它會不定時釋放出一股股的等離子體流,被稱為「太陽風」,影響著整個太陽系。太陽風影響的距離最遠可以達到150億公裡,這相當於100個地日距離,比冥王星還遠1到2倍。有些學者將太陽風也算作日冕的一部分,所以將這層進一步細分為內、中、外日冕。
美國國家航空航天局(NASA)於2018年8月發射的帕克太陽探測器(Parker Solar Probe)將成為人類近距離觀察太陽的前哨,預計它將在2025年到達預定觀察地點——距離太陽約590萬公裡,這隻有水星離太陽距離的十分之一。現在帕克已經飛到離太陽2400萬公裡的地方,不斷地將有價值的科學數據傳送回地球。根據近期發表的研究報告,太陽附近的磁場非常不穩定,經常在短時間內產生180度的翻轉,這完全在科學家的意料之外。在帕克的幫助下,未來我們可以更了解太陽。