犹如空气和水，地磁场也是人类生存不可缺少的环境条件之一。它包围在地球的周围，保护着地球上的生命，使其免受高速太阳风的威胁和宇宙高能粒子的轰击。但水能载舟也能覆舟，当太阳风暴发生时，地磁场会因受太阳爆发活动的影响而发生扰动，其产生的效应会对通信系统、电力系统、输油管道、卫星等造成严重影响。因此，进行地磁扰动监测，实时掌握地磁场变化情况对于空间环境预报研究以及如何应对太阳爆发活动都具有重要作用。

图1 空间地磁场形态图

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　　 月球，也是人们俗称的月亮，是被人类研究得最彻底的天体。人类至今第二个亲身到过的天体就是月球。人类自古对月亮都有很多美好的遐想，而在科技迅猛发展的今天，登月已不是遥不可及的梦想。

月球观测图

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　　 黑子在空间环境研究和预报中一直占据着十分重要的地位。日面上黑子数的多少不仅表征了太阳活动水平的高低，以黑子群为中心的太阳活动区还是绝大多数太阳爆发活动的发生源区。黑子群的大小、形态及演化都与太阳爆发活动的发生和强度相关。下文将对黑子的发现、基本规律和特征进行介绍。

黑子的发现

马王堆一号汉墓中出土的帛画

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　　 世界时2012年7月23日，太阳右侧爆发了一次超大日冕物质抛射事件（CME），以大约3000km/s的速度向外喷射出一群巨型的太阳物质，并在太空中迅速散开传播。当时，美国国家航空航天局NASA发射的一对双子星STEREO中的Ahead卫星正好处于传播方向，有幸捕捉到了此次的创历史记录的大尺度事件，此次事件也是STEREO卫星自发射以来其所观测到的速度最快的日冕物质抛射事件。

监测太阳风暴的“功臣”

　　STEREO双子星，即日地关系天文台，发射于2006年，分别位于地球绕太阳公转的轨道前方和后方，可在不同的角度对太阳进行立体观测，其目的之一是研究日冕物质抛射从日冕向行星际空间传播的演化过程，图1是当时的STEREO双子星和日地位置关系示意图。令人高兴的是，此次的大事件由于未朝向地球，对我们并没有产生危害，而且STEREO卫星正好能提供完整观测数据，提供了一次研究太阳爆发活动如何影响太阳周围空间环境的绝佳机会。

图1 STEREO双子星与日地位置关系示意

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　　 等离子体是磁层中各种物理过程的主要参与者，比如极光，就是等离子体从极区进入大气层导致的。我们知道，磁层中的主要物质就是等离子体，它们被加速、减速、传输、扩散，从而在磁层中不同的地方，有不同的分布和能量。对于这些过程的理解，是空间物理学家们认识磁层物理现象的终极目标。在这个过程中，有一些科学卫星被发射升空，探测磁层中的等离子体情况，这也是迄今为止，人类对磁层等离子体进行探测的主要手段。在磁层探测中，我们需要测量等离子体的速度分布、能谱、质谱和角分布等参量，以了解在磁层这个广袤的空间区域中，等离子体是呈现一种什么样的状态，并对太阳风暴如何做出响应的。探测技术上和行星际太阳风探测大同小异，我们就不再做进一步介绍。对等离子体的探测大致分为三种方式：原位探测、成像探测和多卫星联合探测。

对磁层进行探测的部分卫星

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