科技名词

太阳大气

solar atmosphere

定义：其辐射可到达地球从而可直接观测到的太阳外层。

学科：天文学_太阳

相关名词：光球 色球 日冕

来源：全国科学技术名词审定委员会

太阳球体分层结构。林元章供图

【延伸阅读】

太阳本质上是一团炽热的高温气体球。整个太阳球体可分为六个物理性质上有明显区别的球层，由里向外分别为日核（产能区）、中间层（又称辐射层）、对流层、光球、色球和日冕。其中，日核、中间层和对流层的辐射被它们上方的气层完全吸收，不能到达地球，因而看不到这些层次，它们的结构主要依靠理论推测。太阳上这三个看不见的里层，合称为太阳内部或太阳本体。光球、色球和日冕的辐射可以到达地球，这些辐射里包含有这三个层次的重要信息，可以通过各种观测仪器对这些辐射进行测量和分析，从而探明它们的结构。这三个可以直接观测的太阳外层，合称为太阳大气。太阳大气的延伸极为广阔，但其总质量只有约6×1020千克，与太阳整体总质量约2×1030千克相比，是微不足道的。

用肉眼看到的明亮日轮就是太阳光球层，其厚度仅为约500千米，但发出的辐射远比其他层次强烈。实际上，太阳在可见光波段的辐射几乎全部是由光球发射的。通常所说的太阳表面就是指光球表面，太阳半径也是按光球来定义的。光球底和顶的温度分别为6.3×103K和4.3×103K，密度分别为4×10-7克/立方厘米和8×10-8克/立方厘米。

色球位于光球上方。从色球底（光球顶）至约1500千米高度处的色球比较均匀。更高层的色球由纤维状的针状体构成，颇似燃烧的草原，其高度可延伸至7000多千米。色球的亮度仅为光球的万分之一，即比白天的天空亮度暗，因此平时用肉眼看不到色球，必须用专门的太阳观测仪器（色球望远镜）或者在日全食期间暗黑的天空背景下，才能看到红色的色球层。色球的密度从底部为10-8克/立方厘米量级，向外迅速下降至顶部的10-14克/立方厘米量级，其温度却从底部的几千度迅速上升至顶部的约一百万度。

色球之上就是日冕，它是太阳的最外层大气。日冕的亮度比色球更暗，平时也看不见，必须用特殊仪器（日冕仪）或在日全食时才能看见。日全食期间看到的日冕呈银白色。从最好的日全食照片上可看到它可达到4～5个太阳半径的距离，实际上它可以延伸至超过日地距离，而且距日心5～6个太阳半径以外的日冕物质以很高的速度向外膨胀，形成太阳风。换句话说，太阳风就是动态日冕。日冕的温度高达百万度，但其密度却低于10-14克/立方厘米，而且随日心距离增大而迅速下降。

太阳能源位于日核中，它产生的辐射能由里向外传播，太阳的温度照理应随日心距增大而下降，然而太阳高层大气（色球和日冕）的温度反而比低层大气（光球）高得多。这种高层大气反常升温的原因迄今尚未彻底探明，目前倾向于认为光球下面对流层中产生的各种波（如声波和重力波等）传播到色球层后将在那里耗散，从而加热色球，引起升温。尽管这些波的能量与来自下层的辐射能相比很小，但由于色球密度很低，这种附加波能的加热非常有效。至于日冕的加热，则可能与太阳大气中的磁场有关。处在磁场中电离物质的运动将会激发磁流体力学波（例如阿尔文波），以及形成电流系统。磁流体力学波的传播和耗散，以及电流耗散，均可加热日冕，使其升温。（中国科学院国家天文台研究员林元章）

用普通望远镜（不加滤光片）拍摄的太阳光球像，其中暗黑斑块为太阳黑子。林元章供图

用太阳色球望远镜（加只通过色球辐射的滤光片）看到的色球层。其中亮区为谱斑（高温区），暗条为日珥在日面的投影。林元章供图

日全食时看到的日冕。此时月轮与日轮重叠，月亮遮挡了明亮的太阳光球和色球（即图中央的黑圆盘），从而显现出暗弱的日冕。林元章供图