空间天气是太阳活动引起的日地空间环境高度动态的短时间尺度的条件变化，会引发空间天气灾害，最终影响人类的活动，特别是影响到高科技发展和国家安全。人类已经认识到日地空间环境与地球固体、海洋和大气环境一样，与人类的生存发展息息相关。

1989年3月13日凌晨，在蒙特利尔魁北克电力公司控制室里，技术人员象往常一样监视着显示电网运行状态的图板，该电网为整个魁北克省600万居民供电。凌晨2时44分，图板上的一个指示灯开始闪烁，指示电网北端发生了故障。面对突发事故，技术人员大为震惊。紧接着，全省断电事故连连发生，不到90秒钟，整个电网完全崩溃。显示图板象圣诞树一样闪烁不停，而整个魁北克声则漆黑一片。这次停电事故使电力公司损失了1000万美元，而用户损失则达几千万甚至数亿美元。尽管大部分地区在9个小时内恢复了供电，但仍有一些地方黑暗持续了数日。

在事后分析中，工程师们毫不费力地指出了事故的原因：事故根本不是人为因素引起的，既非设计上的纰漏，也非操作人员的疏忽，罪魁祸首是"空间天气"！他们的结论给人带来一丝安慰，但也带来忧虑：距离人们非常遥远的，感官无法感受到的空间天气竟会给人类带来如此巨大的损失！

随着人类对空间开发与利用的规模加剧和程度加深，人类的日常生活越来越依赖于无线通信、卫星通信、卫星电视、卫星导航定位等卫星高技术系统，而这些技术系统在空间天气灾害面前又显得非常脆弱。一次卫星失效就可能造成大范围的通信中断、电视转播中断、金融交易停止、信用卡结算中断、甚至计算机网络中断。恶劣的空间天气会给人类活动带来巨大损失，从1989年3月发生历史上罕见的空间天气灾害事件以后，几乎每年都有重大的空间天气灾害事件发生，如1998年5月美国的银河4号通信卫星失效，造成美国80%的寻呼业务的损失：2003年10月28日的太阳风暴使得正常的通讯受到干扰、飞机改变航线、卫星失灵、电力公司为他们的电厂安全提心吊胆等。国内外航天实践也表明，人类在开发和利用空间的过程中遭遇到空间天气的巨大威胁，而灾害性空间天气是卫星在轨故障的主要原因之一，雄居各种故障因素的首位。国际上和我国卫星异常或故障近三分之一是由变化的空间天气所造成，我国卫星在轨发生的问题有50％是由空间天气引起的。而且空间活动规模越大、空间技术水平越发达，空间天气的危害越突出、越严重。在军事领域，为抢占21世纪的战略制高点，发达国家目前都在加紧筹备和组建“天军”。严酷的事实表明，继陆、海、空三维战场之后，外层太空已成为名副其实的“第四维战场”。现代军事中的侦察、监视、预警、导航、高精度打击武器等极易受空间天气的干扰。

为了避免和减少灾害性空间天气给人类活动造成的损失和危险，需要对空间天气的各种物理过程有深入的了解，进而就像预报地面上刮风下雨一样，实现对各种灾害性空间天气事件进行监测和预报。

为满足国家安全和国民经济发展对空间天气保障的需求，2002年6月1日国家正式批准在中国气象局成立“国家空间天气监测预警中心”。作为国家级空间天气业务单位，国家空间天气监测预警中心负责发布空间天气预警预报信息，并提供空间天气灾害防护指引。

太阳风暴就如同太阳打的“喷嚏”，打喷嚏时喷射的物质轰击地球时，地球往往就会发“高烧”。

正如地球大气中的风暴有风、云、雨、雪、电闪、雷鸣等多种现象，太阳大气中的风暴也有多种表现形式：黑子、耀斑、日珥爆发、日冕物质抛射等。太阳打喷嚏可不是因为感冒，而是由于太阳活动诱发，太阳上出现结构复杂的黑子是发生太阳风暴的征兆。

太阳风暴发生频率

平静的地球磁场呈现出规律的变化，这种变化往往是周期性的。但当高速太阳风吹袭地球，或太阳爆发导致的日冕物质抛射影响到地球时，就会引起地球磁场在短时间内发生剧烈的变化。如果地磁场的变化幅度超过一定数值，就发生了地磁暴。通常使用一种叫做Dst的指数来判断是否发生了地磁暴以及暴的级别。地磁暴可分为小磁暴（-50

在地磁暴期间，地磁变化会影响航天活动、地质勘探、信鸽飞行等。同时，地磁场的剧烈变化还会导致空间电场的变化，产生异常电压，在长距离的导电管网上这种电压可达上万伏特。电力系统、石油管道等都可能受到极大的影响，例如1989年3月的一次地磁暴导致加拿大魁北克省停电9小时。另外，磁暴还可能引起电离层扰动甚至电离层暴，进而影响到依赖于无线电波的大部分技术系统。

在太阳表面局部发生扰动（如出现耀斑）期间，喷发的大量带电粒子流同地球高层大气发生相互作用，使电离层出现剧烈变化，导致电离层暴发生。电离层暴发生在太阳扰动出现1～2天之后，持续时间可由几小时至几天之久。电离层暴分为主要表现为电子密度剧烈下降的负相暴、主要表现为电子密度显著升高的正相暴和两种情况均出现的双相暴等3种类型。一般地说负相暴多发生在中、高纬度，强度大，持续时间长；在赤道地区上空多发生正相暴。电离层暴的出现次数和强度有11年的周期性变化（与太阳黑子数的变化密切相关），显著的年变化（春秋分出现次数较多）和27天的重现性。另外，电离层暴的开始时间和终止时间在各地区也不尽相同。

在电离层暴期间，各种依赖无线电的技术手段均会收到不同程度的影响，例如短波通讯可能完全中断，导航定位完全失败等。

高层大气对太阳耀斑伴随的紫外和X射线增强的直接响应是几分钟到几小时的时间内在向阳半球电离的突然增加，无线电信号经过D层时被吸收而发生衰落甚至完全中断，这种现象称突发电离层骚扰（SID）。这种效应对短波尤为突出，也称短波衰落（SWF）。

所有SID效应覆盖整个地球的日照半球，主要与天顶角有关。由于其电离源主要是紫外和X射线波段，因此即使没有在可见光范围内观测到耀斑，仍可观测到耀斑的电离层效应。

空间碎片主要是指运载火箭箭体、废弃的航天器和因卫星老化或热应力而与主体分离的碎片。空间碎片的大小差别极大，小的只有微米量级，大的可达数十米。空间碎片和航天器撞击时的平均相对速度是10公里/秒，撞击时的动能十分巨大。一颗10克的空间碎片撞击航天器时，它的撞击效果就和被质量1.3吨、时速100公里的汽车撞击的效果一样，后果将是灾难性的。目前，日益增长的空间碎片已经影响到人类正常的空间活动，对航天器构成了严重的威胁，而且造成航天器损伤及发生灾难性失效的事例也已发生多起。空间碎片是人类航天活动对空间环境的污染，是人类共同面临的环境问题，已受到了国内外的高度重视。

日地空间指的是从地球20-30公里之上直到太阳这一空间区域。日地空间环境是人类生存发展的重要活动场所从太阳到地球这个日地空间环境与人类生存和发展息息相关。它由太阳大气、行星际介质、地球的磁层、电离层和中高层大气所构成。这个空间环境自1957年人造卫星上天，人类的航天、通信、导航以及军事活动等从地表扩展到成百、上千公里的空间，成为人类活动的重要场所；它的高高度、高真空、微重力、强辐射、高电导率等独特的环境条件既为人类发展提供丰富的资源，又为航天、通信、资源探测、军事等活动提供地面不可能有的便利；它阻止和吸收来自太阳的X射线、紫外线、高能带电粒子以及超音速的太阳风暴对地球人类的直接轰击，是人类生存的重要保护层。然而“水可载舟也可覆舟”，常常出现的恶劣空间天气变化也给人类的高科技活动带来如前所述的严重危害。太阳活动控制着它的喜怒哀乐。

太阳黑子是太阳表面温度较低的区域，由于看起来比较黑且通常呈点块状而得名，较大的黑子肉眼可见。太阳黑子处的磁场比周围区域强，太阳爆发更容易在黑子附近发生，因此太阳黑子数的多少被用来作为太阳活动水平高低的主要表征。太阳黑子数的多少呈现约11年的周期，若考虑到黑子磁场极性的变化，则周期为22年左右。太阳黑子数极少的年份称为太阳活动极小年，黑子数极多的年份称为太阳活动极大年。然而即便在太阳活动极小年，太阳也可能剧烈爆发，例如2006年12月中旬就发生了近50年来太阳活动极小期最强的太阳爆发。因此，不管太阳活动水平是高是低，对太阳长时间不间断的监测都是很有必要的。

太阳耀斑是太阳上最剧烈的活动现象之一。它是太阳大气局部区域突然变亮的活动现象，常伴随有各种能段电磁辐射和粒子发射的增强。虽然耀斑的寿命仅在几分钟到几十分钟之间，但是释放的能量却相当于十万至一百万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。

耀斑对地球近地空间的影响极大。耀斑高能粒子到达地球轨道附近时，将会危及航天器和宇航员的安全，并干扰地球磁场而引起磁暴。增强的电磁辐射会破坏电离层，干扰无线电电波的传播，正因如此，人们对耀斑爆发的探测和预报的关切程度与日俱增。

太阳耀斑有光学耀斑和软X射线耀斑两种分类方法。

光学耀斑的级别是结合耀斑爆发时色球光学增亮的面积和亮度来确定的。按耀斑面积由小到大分为五个主要类别，分别用S、1、2、3和4表示。根据耀斑的亮度由弱到强分为三等，分别为F、N和B。例如3B表示面积在1850到3650百万平方公里之间的很明亮的耀斑。所以最大最亮的耀斑是4B，最小最暗的是SF。

太阳软X射线耀斑的强度则依据1－8埃波段太阳软X射线流量的最大值来确定，目前分为A、B、C、M和X五个级别。

一般将光学分类和X射线分类结合起来表示，能更好地反映耀斑的性质。联合表示法可表示为3B/X1.5的形式，其中X1.5表示X射线峰值通量为1.5×10-4W/m2。本周最大一次耀斑的级别为1F/C4.5。

当太阳活动比较剧烈，出现耀斑爆发或者日冕物质抛射时，常常喷射出大量高能带电粒子。耀斑爆发或日冕物质抛射后一段时间在地球轨道附近可观测到能量大于10MeV的高能粒子的强度突然增加，这就是太阳高能粒子事件。从太阳喷射出来的高能粒子绝大部分都是质子，占高能粒子总数的90%以上；其次是α粒子，电荷数大于3的粒子很少。所以通常把太阳高能粒子事件称为太阳质子事件。质子事件的强度单位用pfu表示，1 pfu=1个质子/（平方厘米·球面度·秒）。目前国际上公认的太阳质子事件确认标准是：能量大于10MeV的质子在连续15分钟以上的时间内数目超过10个pfu为确认质子事件的标准。

太阳质子事件能造成近地空间的灾害性扰动，对空间环境和航天业务产生严重影响。

传播到地球的太阳质子首先影响地球极区电离层，引起极盖吸收。这时甚低频信号的振幅和位相会由于极区电离层电子密度的增加而改变，从而影响通讯和导航。粒子能量越高，扰动便越强，有时点对点高频极区通讯甚至会完全中断，导致极盖致盲。

高能质子还威胁着地球磁层和上大气层外的宇航员和航天器的安全。高能质子能使卫星上的电子元器件失效，这种辐照效应有时是暂时的，使卫星运行异常有时是永久性的，可使整个卫星完全丢失，一次灾害性事件即可造成数亿美元的巨大损失。我国的“风云一号”气象卫星在1990年9月升空后，不久就受到质子事件产生的高能粒子的轰击，卫星上主控计算机发生多次单粒子翻转事件导致卫星在空间翻转，造成卫星过早失效。高能质子还能使卫星上的太阳能电池性能退化。1989年3月的质子事件产生的高能质子流使美国地球同步气象卫星GOES—7上的太阳能电池板损坏一半，从而导致该卫星的正常使用寿命缩短一半。1991年3月的高能粒子事件也使欧洲海事通讯卫星MARECS—A因表面带电引起局部弧光放电，损坏了太阳能电池板，使其输出功率下降到正常使用水平而退出服务。

随着空间技术的飞速发展，质子事件造成的损失会更加严重和广泛，如能对高能质子事件进行准确预报，人们便可采取必要的防护措施，对电子元器件进行抗辐射加固，确保卫星和载人航天器的安全飞行还可为采取预防和应变措施赢得宝贵时间，尽可能降低经济损失同时也为航天器的故障分析和采取防护措施及宇航员的安全防护提供依据。

日冕物质抛射（简称CME），是日冕物质在较短的时间内被大规模抛出太阳，是太阳大气中最剧烈的爆发活动之一，它常常和太阳耀斑、暗条（日珥）爆发、射电爆、高能粒子事件以及长寿命的太阳X射线爆发等伴生。一次日冕物质抛射事件抛出的物质可达亿吨。

CME的形态可谓绚丽多彩，有环（类环）状、云状、射线状和束流状等，其中以环状居多。CME的运动方向可能朝向地球或远离地球，其中朝地球运动的CME是造成灾害性空间天气的罪魁祸首之一。目前，对于CME的准确预报还存在极大的难度，但由于它到达地球需要几十分钟到几十个小时，因此在观测到有CME爆发后，预报员还能有足够的时间进行分析，以判断是否需要发布空间天气警报。

太阳黑子数增多时，日面上其他各种活动现象（如光斑、谱斑、日珥、暗条、耀斑以及日冕物质抛射等）也增强，黑子数可以代表某一时期太阳活动的整体水平。从长期的黑子数记录可见，黑子数的年均值明显地表现出11年左右的周期。自1700年以来的观测数据表明黑子的平均周期为11.1年，最短为9年，最长为13.6年。

黑子数年平均值的极大和极小年份，分别称为太阳活动的极大年和极小年；相邻两次极小年之间称为一个太阳活动周。人们规定以1755年极小年起算的活动周为第一周。2007年12月12日，太阳北纬27度附近出现了一个小的磁场增强区域的磁极性特征与第23太阳活动周的活动区磁极性特征相反，与第24太阳活动周一致，同时太阳南半球低纬还有第23太阳活动周的活动区10978，因此，国家空间天气监测预警中心预报目前正处于第23周和24周交替的时期，并且第24周可能已经开始。太阳活动极大年期间，各种太阳活动现象非常频繁而且剧烈，会引起恶劣的空间天气。值得注意的是，即便在太阳活动极小年附近依然会出现非常恶劣的空间天气。

与地球上地震多发的地震带类似，太阳上存在太阳活动多发的活动经度带。也就是说，在日面的不同经度上出现黑子群的机会并不相同，在一定时期内日面上某些经度附近会比其它经度处有更多的黑子群出现，尤其是大黑子群好像特别喜欢在某些经度区出生和发展。因此，那些与太阳黑子群关系密切的太阳活动现象，也在这些区域有较高的出现率。太阳物理学家们把一定时期内黑子产率特别高的经度区叫做活动经度区或活动经度带。与地球上的地震带不同的是，太阳上的活动经度带有缓慢但明显的移动，这种现象也称作活动经度的漂移。而且有意思的是，太阳上不是只有一个活动经度带，在同一个时期内经常会有经度上大约相差180度的两个活动经度带同时存在。

太阳发射的电磁波中，从毫米到十米的射电波段的辐射主要来自太阳高层大气的辐射。其中，太阳10.7cm波长（2800MHz）的射电流量是表征太阳活动水平的重要参数，称为太阳F10.7指数。F10.7指数是空间天气预报与研究中一个非常重要的参数，单位为“太阳通量单位”（SFU），加拿大彭带克顿无线电天文台每天都会给出这个值的报告。

F10.7指数和太阳黑子数有很好的对应关系，F10.7指数为60意味着没有太阳黑子。在太阳活动峰年，F10.7指数通常会超过200，在较短的时间范围内还可能高达300。因此，在科学研究中常用F10.7指数划分太阳活动的总体水平。一般情况下，平均F10.7指数高于180的年份称为典型的太阳活动高年，平均F10.7指数低于90的年份则称为典型的太阳活动低年。

由于F10.7指数的测量相对容易和便捷，并且能够较好地反映太阳活动的周期性变化，因此在很多方面已经成为表征太阳活动性的一个重要指数。在航天系统轨道预测的大气密度计算和影响通信系统的电离层预报中，F10.7指数都是重要的输入参数。

太阳的外层大气如同一顶帽子，因此被称为“日冕”。在许多时候，日冕中会存在一些低密度、低温度的区域，这种区域在各种波段的观测图像中都显得比较黑暗（如图所示），被形象地称为“冕洞”。从冕洞中吹出的太阳风的速度比其他区域要大。通常地球是处于低速太阳风之中，当高速太阳风吹到地球附近，就会使地球磁场发生扰动。由于冕洞平均寿命可长达几个月，而太阳的自转周期是27天左右，所以往往一个冕洞会随着太阳的自转多次对地球造成影响，地球磁场也会因此而出现27天左右的周期性扰动。

当太阳没有大的黑子群存在的时候，空间天气的主旋律就是重现性的冕洞高速流及由此产生的周期性地磁扰动。

很早以前，人们发现彗星的尾巴总是背对太阳，就猜测这大概是从太阳“吹”出来的“风”导致的，就像烟被风吹动一样。1959年，人造卫星直接探测到“太阳风”，即太阳向外发出的物质流。太阳风实际上是太阳外层大气向外膨胀造成的，它充盈着整个太阳系，占据的空间尺度大致是日地距离的200倍左右。

太阳风是发生在太阳大气的定向流动现象。但与地球上的风有两个显著的不同：第一，太阳风特指太阳大气离开太阳吹向太阳系的“风”，不包括局限在太阳表面的大气流动；第二，太阳风全部由带电粒子组成，主要是质子和电子，但有少量氦核及微量重离子成分。只不过带正电和带负电的离子数一样多，宏观上看太阳风还是中性的。

通常，太阳风在地球附近的平均速度为每秒400公里左右。但太阳上经常会存在一些叫做“冕洞”的低温、低密度区域，从冕洞中发出的太阳风速度较高，在地球附近的平均速度为每秒700公里左右。在太阳爆发时，太阳风的速度可高达每秒2000公里以上。

由于地球是浸泡在太阳风中的，因此太阳风的变化会对地球造成全球性的影响。严重时可能引起卫星失控、通信中断、导航失误、电力故障，甚至威胁到太空中宇航员的生命安全。

太阳风会对地球产生多方面的影响，突出的就是对地球磁场的影响。太阳风从太阳向外流动并撞击地球，而地球磁场则阻止太阳风的进入。在地球磁场的反抗下，太阳风绕过地球磁场，继续向前运动，于是形成了一个被太阳风包围的、彗星状的地球磁场区域，这就是地球磁层。

一般认为，地球磁层位于地球表面1000公里以上。在地磁场的压力与太阳风的压力相平衡处形成一个薄薄的边界层，就是地球磁层的边界，称为磁层顶。在地球的白昼一侧，太阳风压缩地球磁场；而在地球的夜晚一侧，太阳风拉伸地球的磁场，使其向背着太阳一面的空间延伸到几百个地球半径以上，形成一条长长的尾巴，称为磁尾。磁尾存在着一个特殊的界面，在界面两边，磁力线突然改变方向，此界面称为中性片（即电流片），它对来自太阳的带电粒子进入地磁场可能起着重要作用。

地球磁层有效地阻止了太阳风长驱直入，是一道保护地球的屏障。

辐射带是人类航天活动的第一个重大发现，它是一个充满了被地球磁场所捕获的高能带电粒子的区域。辐射带里的带电粒子是太阳风、宇宙线与地球高层大气相互作用而产生的高能粒子，它们在地磁场的作用下，沿磁力线作螺旋运动并不断辐射出电磁波。50年代末60年代初，美国科学家范·艾伦根据卫星的观测资料证实了辐射带的存在，因此也称作“范·艾伦辐射带”。

辐射带位于地球磁层内，但只存在于一定磁纬地区的上空，而不存在于南北磁极和高磁纬地区的上空。它分为内外两个带，像一大一小两个汽车轮胎套在地球周围。辐射带里的带电粒子主要是质子和电子。在内辐射带以高能质子为主，外辐射带以高能电子为主。辐射带充满了高能带电粒子，因而对进入其中的航天器具有极大威胁。但另一方面，由于它对高能带电粒子的束缚，对地面上活动的人类也起到了保护作用。在极区，由于没有辐射带的保护，高能粒子将给极区飞行带来威胁。

地球高层大气的分子和原子如受太阳紫外线、Χ射线和高能粒子的作用，电子会成为自由电子，不再受特定的分子或原子束缚，失去电子的分子或原子就称为带正电的离子，这种过程叫做电离。但从宏观上而言，电子和带正电的离子总数是相等的，大气宏观上还是中性。这种由等量的电子和带电离子组成的物质叫做等离子体。在距离地面大约60千米的以上的区域就存在大量的等离子体，这一部分大气被称为电离层。除地球外，金星、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星都有电离层。

由于电离层是导电层，因此它会和电磁场、电磁波发生相互作用。在19世纪时，为解释地磁场的变化，高斯和开尔文等人首先提出高空存在导电层的设想。1924年，阿普尔顿勋爵等证实，无线电波之所以能从高空返回，就是因为高空大气中存在一个导电层，电子密度最大值大致为每立方厘米一百万个，高度在300千米左右。1926年，沃森-瓦特正式提出“电离层”这一专业名称，一直沿用至今。

电离层天气是空间天气中对人类日常生活影响最直接的。电离层对几乎所有经过期间的电波都产生显著的影响，在发生电离层暴和电离层突然骚扰时，通讯、广播、卫星导航与定位、雷达等技术系统均可能出现故障。

根据无线电工程师协会（IRE）定义，电离层是指距地面约60到1000公里左右高度之间的区域，在该区域存在大量的带电粒子（电子和离子），足以影响无线电波的传播。

电离层电子浓度总含量（TEC）又称电离层电子浓度柱含量、积分含量等，是单位面积内电子浓度沿高度的积分。1个TEC单位的变化，对应的单频GPS定位误差为16厘米。TEC随时间和空间的变化非常明显。在电离层暴期间，TEC会急剧变化，可对导航、定位、通讯等系统造成严重影响。

根据电子浓度随高度的分布特征，通常将电离层分为不同的几个特征区域：D层、E层、F层。应该指出，不同的层之间并没有明显的边界或极小。

在寒冷的极区，人们举目了望夜空，常常见到五光十色，千姿百态，形状多样的极光。令人叹为观止的则是极光的色彩，早已不能用五颜六色去描绘。根据不完全统计，目前能分辨清楚的极光色调已达一百六十余种。极光的美叫人惊叹，令人词穷无法描述。

瑰丽的极光现象是在高纬度地区夜空出现的离奇而美丽的自然现象，它是唯一能用肉眼看见的空间物理现象。古今中外种种美丽传说围绕着极光。那么极光又是如何形成的呢？随着科技的进步，人们知道了极光是太阳风与地球磁场相互作用的结果。由于与日地空间行星际磁场的耦合作用，变形的地球磁场的两极处各形成一个狭窄的、磁场强度很弱的极尖区。因为等离子体具有"冻结"磁力线的特性，所以太阳风粒子不能穿越地球磁场，而只能通过极尖区进入地球磁尾。当太阳活动发生剧烈变化时（如耀斑爆发），常引起地球磁层亚暴甚至地磁暴，于是这些带电粒子被加速，并沿磁力线运动，从极区向地球注入。这些带电粒子与高层大气中的气体分子和原子发生碰撞，使后者被激发而发光。不同的分子、原子发出不同颜色的光，例如氧被激发后发出绿光和红光，氮被激发后发出紫光，氩被激发后发出蓝光，这些单色光混合在一起，就形成多姿多彩的极光。让我们打个比方，如果说沉降粒子为电视机的电子束，地球大气为电视屏幕，地球磁场为电子束导向磁场，那么极光活动就像是磁层活动的实况电视画面。科学家从这个天然大电视中得到磁层以及日地空间电磁活动的大量信息。例如，通过极光谱分析可以了解沉降粒子束来源，粒子种类，能量大小，地球磁尾的结构，地球磁场与行星际磁场的相互作用，以及太阳扰动对地球的影响方式与程度等。

当极光出现的时候，也会给人们的通讯联络带来一定影响。极光会破坏无线电短波，使得电报和电话受到严重干扰，还会使罗盘指示紊乱。当极光对通讯造成影响时，我们就将其作为空间天气灾害记录在册，也就有了前面提及的早期的空间天气灾害记录，这也是人类历史上最早的空间天气灾害记录。

太阳是太阳系家族的主宰，处于太阳系的中心，包含了太阳系将近98%的质量。在茫茫宇宙中，太阳虽然仅是一颗普普通通的恒星，但由于太阳是离地球最近的一颗恒星，它的光和热成为人类赖以生存和活动的源泉。所以太阳的任何变动，哪怕是微乎其微的，都会对地球产生巨大影响。

太阳是一个巨大炽热的气体球，主要成分是氢和氦。太阳内部在高温、高压状态下，发生核聚变反应，释放出巨大的能量。太阳核心的温度可达1,500万开，太阳表面温度约6,000开。