4.太阳对流层 太阳耀斑
据有关研究发现，太阳光球下面是一个处于对流状态的层次。一般认为，这个对流层厚约15万公里，有人认为更厚，也有人认为薄到约1万公里。层内的氢不断电离，增加气体比热，破坏流体静力学平衡，引起气体上升或下降。由于升降很快，流体元几乎处于绝热状态；又由于比热很大，在重力场中上升时，流体元的温度要比周围的高，密度小，因浮力而继续上升。流体元一旦下降，温度比周围低，密度大，就继续下降，这样就形成了对流。我们可以把对流层看成是一个巨大的热机，它把从太阳内部核反应所产生的外流能量的一小部分变为对流能量，成为产生诸如黑子、耀斑、日珥以及在日冕和太阳风中其他瞬变现象的动力。由此可见，人们对太阳对流层的研究有着非常重要的意义。
其实，层内对流的尺度和速度要比地球上常见的流动现象要大的多得多。据了解，它的雷诺数也远远大于通常引起湍流运动的临界雷诺数，所以一旦在对流层内产生了流动，很快就会从对流层底到光球底部建立起一个不均匀的湍流场。太阳内部的能量被转变为湍流场的湍流元的动能和它胀缩时的噪声能。这个湍流场是不均匀的和各向异性的。这样，它可以通过机械传输的方式，把绝大部分的能量传到光球底层，再辐射出去。但这种小尺度的湍流并不是对流层内唯一的运动模式。这是因为太阳自身存在整体较差自转，必然就会在对流层的湍流场上引而其他叠加其上的大小尺度的环流。
由于这种大尺度环流的存在，从而使得对流层底部和表层的物质搅混在一起。同时，这种尺度环流也会把太阳表面的物质带向温度为300400万度的太阳深处，这样就会造成日面所特有的锂-铍丰度的反常。即太阳表面的锂丰度比其他类型的恒星（恒星是指光谱型、质量、光度都不同于太阳的恒星）表面小得多，而铍丰度却差不多。这是由于锂在300万度处就在核反应中烧掉了，而铍却要到400万度处才被烧掉。由此以来，太阳表面物质只能流动到300万度的这个层次上，也就不能向更深处流动。由于大尺度环流往往会把含锂较少的层次的物质带到上面来了，但是其含铍量却不会因此而变动。
根据有关图像来看，虽然比较清晰，但遇于湍流理论还不够完善，因此对太阳对流层的研究始终没能得出完整、定量的结果。从目前的科技来讲，科学家们只好用旧的混合长理论定量地研究太阳对流层的性质和组态。这种理论可概括为：上升的对流元经过路程L即混合长后便完全瓦解，把自己的动能和热能全部转移给周围的物质，同周围的物质完全混合，而在瓦解之前，并未同周围环境交换热量。这种热量和动能的传输，类似于分子热运动的输运过程，而混合长则类似于分子的平均自由程。
5.太阳的“景”
我们听说过的日珥、日冕、日食，但我们对它们的了解有多少呢？现在就让我们对日珥、日冕、日食进行全面地了解一下吧。
日珥
在发生日全食的时候，太阳的周围就会镶着一个红色的环圈，而且上面还跳动着鲜红的火舌，我们把这种火舌状物体叫做日珥。
日珥是太阳活动最明显的标志之一。因为日珥是在太阳色球层上产生的一种非常强烈的太阳活动。日珥通常发生在太阳色球层上，由于它像太阳面的“耳环”，故而得此名。
根据运动情况日珥可分为：爆发型、宁静型和活动型三大类。如果细分下去可以分十几类。宁静日珥，在观测时间内似乎是不动的，而活动日珥，总是在不停地变化着。它们从太阳表面喷出来，沿着弧形路线，又慢慢地落回到太阳表面上。但有的日珥喷得很快、很高，它的物质没有落回日面，而是抛射入宇宙空间了，爆发日珥的高度可以达到几十万千米。1938年爆发的日珥是最大的一个，顷刻间喷物就上升到157万千米的高空，从地球上看，日珥的直径不过1.3万千米。
日珥是突出在太阳表面边缘外部的一种太阳活动现象。由于它们比太阳圆面暗弱得多，一般情况下，日珥往往被日晕（即地球大气所散射的太阳光）淹没，不能直接看到。因此必须使用太阳分光仪、单色光观测镜等仪器，或者在日全食时才能观测到。当日珥出现时，大气层的色球非常像正在燃烧着的草原，玫瑰红色的舌状气体如烈火升腾，形状千姿百态，有的如浮云，有的似拱桥，有的像喷泉，有的酷似团团草丛，有的美如节日礼花。由此可知，当日珥出现时，它的形状非常漂亮。
日珥的爆发是非常壮观的。爆发前，日珥是一团密密实实的“冷气团”，温度只有7000℃，悬浮在100万℃的日冕中。因此，日珥在大小、形状和运动方面差别很大，而且有活动日珥和宁静日珥两种主要类型。活动日珥快速喷发，持续几分钟至几小时。活动日珥和黑子群有关，而且同黑子群一样，在数量和活动上都同太阳活动周期紧密相关。相反，宁静日珥喷发时比较平缓，减退也会更慢，可持续几个月。
日冕
太阳大气的最外层是日冕层，它的厚度达到几百万公里以上。据测量得出，日冕的温度有100万摄氏度，粒子数密度为1015m-3。在高温下，氢、氦等原子已经被电离成带正电的质子、氦原子核和带负电的自由电子等。这些带电粒子运动速度非常快，以致不断有带电的粒子挣脱太阳的引力束缚，射向太阳的外围，形成太阳风。日冕发出的光比色球层的还要弱。日冕可分为：内冕、中冕和外冕。内冕从色球顶部延伸到1.3倍太阳半径处；中冕从1.3倍太阳半径到2.3倍太阳半径，也有人把2.3倍太阳半径以内统称内冕。大于2.3倍太阳半径的称为外冕（以上距离均从日心算起）。从广义来讲，日冕可包括地球轨道以内的范围。
由于日冕的光芒是来自太阳外部的大气层，所以它的亮度只有太阳本身的百万分之一。因此，当日冕发生时，只能在日全食时才能被看到。日冕产生的光辉只有整个月球反射太阳光的一半。所以，当发生日全食时，正是因为有日冕发出的光芒才不会使整个世界陷入一片黑暗。
日冕的温度也是非常高的，可达200万度。但是，令人难以置信的是，离太阳中心最近的光球的温度却只有几千度。稍远些的色球，温度从上万度到几万度。而距离太阳中心最远的日冕，温度竟然高达百万度。对于这一反常的现象意味着什么呢？目前为止，科学浓们也没有找到合理的解释。
日食
日食、月食的发生，说明了光在天体中的传播是沿直线进行的。其实，月亮运行到太阳和地球中间并不是每次都能发生日食。因为发生日食也需要满足下列两个条件：第一，日食总是发生在朔日（农历初一）。第二，并不是所有朔日必定发生日食，因为月球运行的轨道（白道）和太阳运行的轨道（黄道）并不在一个平面上。因为在白道平面和黄道平面上有一个5°9′的夹角。如果在朔日，太阳和月球都移到白道和黄道的交点附近，太阳离交点处有一定的角度（日食限），就能发生日食。所以，只有满足这两个条件，才会发生日食。
由于月球和地球运行的轨道都不是正圆形，而且太阳、月球与地球之间的距离也时近时远，所以太阳光就极容易被月球遮蔽形成影子。在地球上可分成本影、伪本影（月球距地球较远时形成的）和半影。观测者若处在本影范围内可看到日全食；若处在伪本影范围内即可看到日环食；而处在半影范围内只能看到日偏食。
在月球的表面有许多高山，因而月球的边缘是不整齐的。在食既或者生光到来的瞬间，月球边缘的山谷未能完全遮住太阳时，在未遮住的部分就会形成一个发光区，像一颗晶莹的“钻石”；周围淡红色的光圈构成钻戒的“指环”，整体看来，很像一枚镶嵌着璀璨宝石的钻戒，因此人们称它为“钻石环”。有时也会形成许多特别明亮的光线或光点，好像在太阳周围镶嵌一串珍珠一样，所以人们称其为“贝利珠”。此外，这个名字的由来也是根据法国天文学家贝利而命名的。
由于日偏食、日全食或日环食的时间都很短，所以在地球上能够看到日食的地区就很有限。此外，还有一个原因就是月球比较小，它的本影也比较小而短，因而本影在地球上扫过的范围不广，时间不长。由于月球本影的平均长度（373293公里）要比月球与地球之间的平均距离（384400公里）小，所以就整个地球而言，日环食要比日全食发生的次数要多。
太阳耀斑
太阳耀斑是一种最剧烈的太阳活动，其平均活动周期约为11年。一般认为发生在色球层中，所以也叫“色球爆发”。其主要观测特征是，日面上（常在黑子群上空）突然出现迅速发展的亮斑闪耀，其寿命仅在几分钟到几十分钟之间，亮度上升迅速，下降较慢。特别是在，耀斑出现频繁且强度变强的时候。
千万不要小看这一个亮点，一旦出现，简直是一次惊天动地的大爆发。这一增亮释放的能量相当于10万至100万次强火山爆发的总能量，或相当于上百亿枚百吨级氢弹的爆炸；而一次较大的耀斑爆发，在一二十分钟内就可释放出巨大的能量。除了日面局部突然发生增亮的现象外，耀斑更主要表现在从射电波段直到X射线的辐射通量的突然增强。耀斑所发射出来的辐射种类很多，除可见光外，还有紫外线、X射线和伽马射线以及有红外线和射电辐射，还有冲击波和高能粒子流，甚至还有能量特高的宇宙射线。
当发生耀斑时，地球空间环境就会受到很大的影响。耀斑出现时，太阳色球层中就会发生一声爆炸，而地球大气层也将立即出现缭绕余音。耀斑爆发时，发出大量的高能粒子到达地球轨道附近时，将会严重危及宇宙飞行器内的宇航员和仪器的安全。当耀斑辐射来到地球附近时，与大气分子发生剧烈碰撞，破坏电离层，使它失去反射无线电电波的功能。无线电通信尤其是短波通信，以及电视台、电台广播，会受到干扰甚至中断。由于耀斑发射的高能带电粒子流会与地球高层大气作用，从而产生极光并干扰地球磁场进而引起磁暴。
此外，耀斑的爆发也会对气象和水文等方面产生不同程度的直接或间接影响。正是如此，人们对耀斑爆发的探测以及预报情况给予的关注程度正与日俱增，进而努力揭开耀斑迷宫的奥秘。
据说，在第二次世界大战中，德国前线战事正处于紧张时期，后方德军司令部报务员布鲁克正在繁忙地操纵无线电台，传达命令。突然，耳机里的声音没有了。他检查机器，电台完整无损；拨动旋钮，改变频率，仍然无济于事。结果，前线失去联系，像群龙无首似的陷入一片混乱，战役以失败而告终。布鲁克因此受到军事法庭判处死刑。他仰天呼喊“冤枉！冤枉！”后来经过核发查，发现这次无线电中断的“罪魁祸首”是耀斑。可见，布鲁克的死，实在是太冤枉了！但是，他的死，则说明了当时人们对耀斑还不了解。
1859年9月1日，两位英国的天文学家同时用高倍望远镜对太阳进行观察。结果他们在同一时间在一大群形态复杂的黑子群附近，看到了一大片明亮的闪光发射出耀眼的光芒。这片光掠过黑子群，亮度缓慢减弱，直至消失。这就是太阳上最为强烈的活动现象——耀斑。由于这次耀斑特别强大，在白光中也可以见到，所以又叫“白光耀斑”。白光耀斑是极罕见的，它仅仅在太阳活动高峰时才有可能出现。耀斑一般只存在几分钟，个别耀斑能长达几小时。耀斑在出现的时候能够释放大量的能量。一个特大的耀斑释放的总能量高达1026焦耳，相当于100亿颗百万吨级氢弹爆炸的总能量。耀斑起初是在日冕低层出现，后来下降传到色球。如果用色球望远镜能够观测到，则说明它是后来的，也有人称它为次级耀斑。
按面积来分，耀斑可分为4级。由1级至4级逐渐增强，小于1级的称亚耀斑。我们知道，耀斑辐射的品种很多，当它到达地球之后，就会严重干扰电离层对电波的吸引和反射作用，进而使得部分或全部短波无线电波被吸收掉，短波衰弱甚至完全中断。
2003年10月底到11月初，科学家目睹了一场有记录以来最大的太阳耀斑爆发。这些带电粒子大规模地倾泻而出，即使在地球以及地球周围的空间里也显而易见——这里距离源头整整有1.5亿千米远。先看一个例子，突击到我们邻近空间中的粒子，它们的轰击有时会非常强大，以至于许多科学卫星和通信卫星不得不暂时关闭，少数还遭到永久性的损伤。同样，国际空间站的宇航员也会面临着危险，不得不到空间站上防护相对较好的服务舱中寻求庇护。在地球上，定期航班应该避开高空航线，因为在那里，飞行员可能会遇到无线电通讯方面的问题，乘客和乘务人员也可能吸收到的辐射剂量。这些问题都是十分令人担忧的。此时，电网也不得不严格监控电涌。人们尽管有做了这些努力，瑞典南部的5万户居民还是短暂地失去了电力供应。
