太陽“天氣”的決定因素是什么？如何進行預報呢？
太陽天氣 關鍵看黑子
太陽黑子是人們最早觀測到的太陽活動現象。1843年，德國天文愛好者施瓦布通過日常觀測發現了太陽黑子數量的多少存在11年左右的周期。之后，隨著觀測數據的增加，這一規律不斷被證實，并且人們發現黑子數的多少與這個時期的太陽活躍程度相對應。于是，太陽黑子數的這種規律變化成為人們劃分太陽活動周期的標志，黑子數量的高峰年稱為太陽活動峰年，黑子數最少年稱為太陽活動低年，兩次低年之間定為一個太陽活動周。
太陽活動周變化示意圖太陽活動周變化示意圖
至今，太陽黑子數仍是最典型、最具代表的一種太陽活動參數，人們對太陽活動周的預報主要體現在對太陽黑子數的預報。通過對一個活動周內太陽黑子數的預測，我們就可以判斷未來一個太陽活動周的整體趨勢，哪個階段太陽會比較平靜，什么時候會到達太陽活動周峰年，峰年水平會有多高，太陽風暴發生的強度和概率有多大等等。
太陽黑子數年變化太陽黑子數年變化
除了太陽黑子數之外，人們還發現了另一種能代表太陽活動周變化的參量——太陽10.7cm射電流量（F10.7）。從長期的監測中人們還發現，F10.7和太陽黑子數有很強的相關性，F10.7值的大小也能很好地代表太陽活動的強弱，并且由于F10.7在地面就可以監測獲取，長久以來在許多重要的電離層和中高層大氣模型中，通常都是以F10.7作為輸入來表征太陽活動的水平。因此，無論是過去、現在，還是未來，F10.7監測在太陽活動預報和研究中都將具有舉足輕重的地位。
F10.7和黑子數關系F10.7和黑子數關系
在長期觀測中，人們還發現11年大規律下還隱藏著小秩序，即在一個活動周中內，太陽黑子的出現并不雜亂無章，而是非常有“秩序”，開始先是在太陽較高緯度對稱出現，之后逐漸向赤道推移，一周接一周，永不改變，這便形成了我們經?？吹降拿利惖暮谧雍麍D。
太陽黑子日面位置變化蝴蝶圖太陽黑子日面位置變化蝴蝶圖
到此，我們是不是很了解太陽黑子了呢？并不是。20世紀初，美國天文學家海耳在研究黑子的磁性時，發現成對出現的太陽黑子的磁場極性總是相反，如果北半球上前導黑子是N極，后隨黑子則是S極，而南半球黑子則相反，并且在同一太陽活動周期內兩個半球上黑子群的磁極性分布保持不變。當下一個周期開始時，南北半球雙極黑子的磁極性則發生對換。因此，黑子磁場的極性分布每隔22年經歷一個循環，稱為一個太陽磁周期。
太陽黑子磁場變化太陽黑子磁場變化
太陽風暴之前有哪些征兆？
1908年，海耳利用磁場能夠導致光譜線分裂的塞曼效應原理推算出黑子具有3000-4000高斯的強磁場。1952年，美國巴布科克父子研制出了世界上第一臺光電磁像儀，它可以測出強度僅有1高斯的弱磁場，從而使太陽磁場的研究從黑子區域擴展到整個日面重慶天氣預報30天。越來越多的磁場觀測已經證實了黑子的演化和爆發都與磁場有關。
太陽風暴發生與否，關鍵決定于太陽黑子群的復雜程度。監測發現，黑子群的磁場結構越復雜，就越容易儲存更多的磁能，也就更加容易產生大規模的太陽爆發活動，相反，那些面積小、磁場結構簡單的黑子群由于沒有能力儲存更多的磁能，則幾乎不會爆發或只爆發小規模的活動。歷史上的那些強太陽風暴的發生都起源于具有復雜磁場結構的黑子群。因此，黑子群面積、磁場的實時監測，可以讓預報員及時了解黑子群的發展和演化進程，為預測太陽風暴提供強有力的證據。