一、太阳　　
       人人都知道太阳对于地球上的生物来说是至关重要的，但是很少有人能对太阳–我们生存依赖的星球–的特征和变化规律作很好的描述。
　　在漫漫宇宙中，太阳只是一颗很普通的恒星，比它大的星体在宇宙中数以百万计。然而，它就象是一台巨型的能量生产机器，每秒钟产生4.0×1023千瓦的能量。换句话说，如果我们能将太阳一秒钟内向外输出的能量收集起来，按目前美国能源使用水平来计算，可以够整个美国使用九百万年。太阳的能源来自太阳核内部所进行的核聚变反应。由于太阳的核心物质的密集以及太阳尺度非常大，所以在日核产生的能量需要经历无数次的吸收和再发射，在五千万年之后到达太阳表面。也就是说，如果太阳现在停止产生能量，我们地球上需要再过五千万年之后才能感觉到。
　　在过去的40到50亿年间，太阳一直不停地向外发射可见光和热辐射。太阳中有足够的氢原子使它能够在未来的1千亿年中继续产生能量。但是，大约在100～200亿年以后，太阳的表面将向外膨胀，将它的内行星包围在太阳大气中，这其中就包括了我们的地球。到那时，太阳将便成为一个红巨星。如果太阳足够大，它有可能重新燃烧，变成燃烧氦的星体。
　　太阳既不是平凡的，也不是一成不变的。太阳上不断地在发生着各种活动和现象。
二、太阳黑子
太阳表面有时会出现一些暗的区域，它是磁场聚集的地方，这就是黑子。黑子是太阳表面可以看到的最突出的现象。一个中等大小的黑子大概和地球的大小差不多。黑子的形成和消失要经历几天到几个星期不等。当强磁场浮现到太阳表面，该区域的背景温度缓慢地从6000摄氏度降至4000摄氏度，这时该区域以暗点形式出现在太阳表面。在黑子中心最黑的部分被称作本影，本影是磁场最强的区域。本影周围不太黑、呈条纹状的区域被称为伴影。黑子随太阳表面一起旋转。从地球上看，黑子大约经过27天完成一次自转。赤道附近的黑子比极区的黑子旋转的要快一些。黑子群，特别是伴有复杂磁场的黑子群常常是耀斑爆发的位置。
　　在过去的三百年中，太阳黑子数按11年的周期有规律地增加和减少。太阳像我们地球一样也有着季节性的变化，不过太阳的一年是我们地球的11年。
三、冕洞
　　冕洞是太阳上可以持续几个月甚至几年的变化特征。它们在X射线照片上看起来就像一个大的黑洞。这些洞的根部就在太阳表面的单极磁场区。它们的磁力线直接伸向太阳系。这些开放的磁力线允许高速太阳风不断向外流出。冕洞具有一定的周期性，但是它并不与太阳黑子周期完全吻合。在黑子数达到极大的年份，冕洞数量要多一些。在太阳活动的一些时期，只是太阳的南极和北极可以看到持续的冕洞。
四、日珥
太阳日珥（在日面上表现为暗条）通常是指由太阳磁场支撑的悬浮在太阳表面静态的云状物质。大部分的日珥都会在它一生的某个时期、某个部位发生爆发，向空间释放大量的太阳物质。
五、耀斑
耀斑是太阳上一种强烈的、短暂的能量释放过程。从地面光学观测来看，耀斑是太阳表面亮度增强的区域。从X射线和射电辐射观测来看，耀斑是一种噪声爆发。它们一般持续几分钟到几个小时。耀斑是太阳系能量最大的爆发事件，相当于投放在日本广岛原子弹的400亿倍。耀斑的第一可能的能量来源是来自强大太阳磁场的撕裂与重联。耀斑爆发产生很宽频带的电磁辐射：频率范围包括从γ射线到千米波。

六、日冕物质抛射CME
　　在太阳的外层大气–日冕区，物质结构由强磁场控制。在闭合磁力线的上方通常对应的是黑子群。这些被限制的太阳大气可能会突然剧烈爆发，释放泡状或舌头状的气体和磁场，这就是CME（Coronal Mass Ejection）。一个大的CME能够包含10亿吨被加速到每小时几百万公里速度的物质。被抛射出来的太阳物质在行星际空间中迅速传播，撞击途经的每一个行星或飞行器。CME有时与耀斑相伴随出现，有时独立出现

一、极光
极光是由太阳引起的地磁暴的一种动态的、灵敏的、可以看得见的表现。太阳风增加了磁层中的质子和电子的能量，这些粒子通常在地球的极区进入地球外层大气。但这些粒子与稀薄的高层大气中的中性分子和原子相撞击时，部分粒子就会发出不同颜色的光来。
　　极光开始出现在60°到80°之间，随着磁暴的发展，极光带逐渐向赤道方向扩展。在1909年一次罕见的地磁暴中，在地球的磁赤道上的新加坡也看到了极光。极光为人们展现了一幅幅漂亮的图画，但它们却是可能对人类技术系统造成重大损害的一种信号
二、质子事件
高能质子能够在大耀斑峰值后30分钟到达地球。在质子事件发生期间，大量由耀斑位置释放的高能粒子（主要是质子）袭击地球。有些粒子可能顺着磁力线到达我们大气层的顶层。
三、地磁暴
在耀斑或爆发日珥发生一到四天，一团速度稍慢的太阳物质和磁场到达地球，撞击地球磁层，从而引发地磁暴。这些爆发是地球表面磁场的一种特殊的变化。在地磁暴期间，太阳风的一部分能量被传送到地球磁层内部，从而引起地球磁场在方向和强度上的快速变化。

一、通讯系统
　　许多通讯系统利用电离层反射电波信号进行远距离信息传播。电离层暴能在所有纬度影响电波传播。有些频率的电波被吸收、有些被反射，从而导致信号快速波动和传播方向被改变。电视和商用电波站很少受到太阳活动的影响，但是地对空、船对岸、美国之音、欧洲自由之声和业余电台经常会遭到破坏。高频电波操作者需要通过收听、收看太阳和地磁警报来保证他们的通讯正常运行。
　　一些××探测仪和早期预警系统也会受到太阳活动的影响。超视距雷达通过电离层反弹回来的信号来监视远距离航天器和导弹的发射。在磁暴期间，该系统由于电波骚扰而受到严重的妨碍。有些潜水艇系统利用海底的磁场信号作为他们定位系统的一个输入参数。地磁暴会掩盖和扭曲这些信号。
　　美国联邦航空局定期接收太阳爆发的警报，这样他们就可以在一些不必要的维护之前确定、识别传播问题。当一个航天器和一个地面台站与太阳在一条直线上时，由飞机控制的电波频率就会出现干扰。这也可以发生在地面台站、卫星和太阳在一条直线上的情形。
二、导航系统
　　对于象罗兰远程导航系统（LORAN）和奥米加导航系统（OMEGA），当太阳活动改变了它们的电波波长时系统会受到逆向影响。OMEGA系统包括八个分布在世界各地的信号发射站。飞机和船利用这些信号发射站发射的甚低的频率信号来确定它们的位置。在太阳事件和地磁暴发生期间，该系统给航海家们提供的信息会有几英里的误差。如果航海家在质子事件或地磁暴正在发生期间收到警报，他们就可以切换到一个备份系统。当太阳活动引起电离层密度突然变化时，GPS信号也会受到影响。

三、卫星
　　地磁暴和增强的太阳紫外辐射加热地球高层大气，从而引起大气的膨胀。被加热的空气上升，使得卫星轨道（1000公里）大气密度显著增加。这个结果使得卫星在空间中的拖曳力增强，从而导致运动变慢、轨道轻微地变化。除非定期将卫星向较高轨道推进一点，否则它们将缓慢坠落，最终在地球的大气层中燃烧。
　　天空实验室就是一个事例，由于没有充分考虑到太阳活动的影响，而过早地回落到地球大气层。在1989年3月的大地磁暴期间，美国海军的四个航海卫星在一个多星期的时间里中断了服务。
　　科技的发展使得飞船的各部分有可能象小型化发展。而小型化的系统更容易受到太阳能量粒子的袭击。这些粒子能够引起芯片物理损坏，也可以改变卫星上电脑的命令。
　　表面充电：卫星操作员遇到的另一个问题是表面充电。在磁暴期间，电子和离子的数量和能量都增加了。当卫星穿过这些高能量环境时，充电粒子撞击飞船，从而飞船的不同部分形成不同的充电状态。最后在飞船的不同组成部分间形成弧光放电，从而损害这些部件甚至使它们完全报废。
　　内部充电：当能量粒子（主要是电子）穿透一个卫星的外壳，在内部某部分积累一定电荷时，就会发生整体充电（也叫深层充电）。当任何一个组件上电荷积累到一定程度，它都要试图通过与其他部件放电而达到控制。这种放电对卫星上的电子系统是一种潜在的危险。
四、辐射对人类的危害
　　特大耀斑所释放的高能量的粒子对人类的危害就象核爆中低能辐射对人类的伤害。地球的大气层和磁层对地面上的人们可以起到足够的保护，但是对于太空中的宇航员来说，存在具有潜在致命辐射剂量的问题。标准辐射剂量的高能粒子穿透到生物细胞中，可以导致染色体损伤和癌症的潜在危险。大剂量可以导致立即死亡。能量大于30MeV的太阳质子最具危害性。1989年10月，太阳产生了充足的能量粒子，这时如果在月球上的宇航员只穿了一件太空服而受到爆发的袭击，就有可能死亡（宇航员如果有时间在月球地表下的掩体内获取一定的保护装置，则可能只吸收少量的辐射）。
　　太阳质子事件也可能对跨越极尖区在高纬地区飞行的超音速飞机造成严重的辐射。为了把这种危险减低到最小，美国联邦航空局定期发布常规预报和警报，这样有潜在危险的航班可以采取改变路线或降低高度的方法来减少辐射暴露危险。
五、地质勘探
　　地球磁场也常常被地质学家用来确定地下岩石结构。其中主要的一种是用来勘探石油、天然气和矿物储备。这种勘探任务只有当地球磁场平静能够测到真实的磁场时才能完成。另外一些勘探员更愿意在磁暴期间工作。当磁暴发生时，地球表面下电流的变化能够帮助他们判断地下油和矿物结构。正是由于这个原因，许多勘探员根据地磁警报和预报来安排他们的勘探计划。
六、电力系统
　　当磁场在象线圈这样的导体附近移动时，在导体内就会产生感应电流。当磁暴发生时，这种感应电流会相当强。电力公司通过很长的导线将交流电传送给用户。这种由磁暴在电线中感应的直流电对输电设备的危害是非常大的。1989年3月13日，在Montreal（蒙特利尔）, Quebec（魁北克）地区由于一个巨大磁暴，六百万人的地区停电九个小时。在美国的东北部和瑞典的部分地区也出现了停电现象。通过接收地磁暴的警报和预报，电力公司可能尽量减少损害和电力损耗。

七、管道系统
　　地磁场的快速变化能在管道中产生感应电流。在这个时期，管道工程师会遇到一些新问题。管道中的流量表会显示错误的流量信息、管道折缝处的腐蚀程度明显增加。如果工程师不注意在磁暴期间区平衡流量，腐蚀程度会更加剧。管道工程师定期接收磁暴预报和警报，可以帮助他们提供有效和长寿命的系统。

八、气候
　　太阳是驱动大气环流的热发动机。尽管长期以来我们假设它为一个定常的能源，然而最近的太阳常数测量显示太阳的基本输出量在一个太阳活动周（11年）内有20%的变化。曾经观测到下降最大可以达到50%。大气科学家指出这种变化是很重要的，而且随着时间的推移可能改变气候。树的年轮可以证明植物的生长也象太阳黑子数有11年的变化周期、太阳磁场有22年的变化周期一样具有相同的周期性。
　　近300年太阳活动很有规律，在17世纪到18世纪中的大概有70年的时间中可以看到的黑子数非常少。太阳黑子数的下降期正好与欧洲的小冰川年代相符，这意味着太阳与气候是相联系的。最近人们推测太阳活动变化与气候有更加直接的关系。在太阳活动周的不同时期，赤道附近同温层的风从不同的方向吹来。人们正在研究风的翻转如何影响全球环流模式和天气。
　　在质子事件期间，更多的能量粒子到达地球中层大气。引起分子电离，产生破坏大气臭氧层的化学成分，结果使能够到达地球表面的有害的紫外辐射增强。1982年的一个质子事件曾经使大气中的臭氧浓度暂时下降70%。
九、生物
　　变化的地磁场能够影响生物体系。研究表明地磁场的扰动会引起人体生物系统内的压力的变化。由于对该课题的兴趣和关注，美国国际无线电协会成立了一个新的委员会名叫生物医学中的电磁学。
　　最贴切的太阳生物效应研究莫过于在地磁暴期间信鸽在方向辨别能力的下降。鸽子和其他迁徙行动物，如海豚和鲸鱼，多拥有内部生物罗盘。这种生物罗盘是由包裹在神经细胞中的矿物磁性物质形成。由于在磁暴期间，信鸽可能会失去辨别方向的能力，所以信鸽训练者也要了解地磁预报和警报作为安排比赛的辅助工具。