当太阳粒子爆发时,会发射出高强度的电磁辐射和高能带电粒子流.由于这一带电粒子流的主要成分是质子,所以,也叫做太阳质子事件.在太阳粒子爆发期间,电磁辐射和高能带电粒子流是太阳平静时的数十倍甚至数百倍.它们以光速穿过星际空间,大约经过8.3分钟即可到达地球,这是发生太阳粒子事件的最早可探测信号.太阳发射的高能粒子流主要是质子和电子,其次是α粒子,原子序数大于2的粒子较少.一般来说,小事件的质子成分变化较大,大事件的成分更趋于一致.在每个太阳周期中,大约有30～50次太阳粒子事件发生.
每次事件的强度和能谱是不相同的,能量较低的称为非相对论事件,能量较高的称为相对论事件.太阳质子事件会使地球磁层、电离层以及中性大气的状态发生不同程度的变化,引起广泛的近地空间环境效应,从而对人类生存的环境产生一定的影响.主要表现在以下几个方面：
1.地球电离层发生显著改变.由于大量带电粒子高速作用于地球电离层,可使电离层的通讯环境产生显著改变,所有利用电离层反射电波的通讯手段,包括短波通讯等,都会受到严重影响.另外,由于电离层环境的变化,需要穿透电离层而进行的通讯方式,如卫星的通讯信号也会受到干扰,甚至中断.
2.地球磁层产生磁暴.当足够和持续的星际对流电场作用到地球磁层时,可以促使磁层-电离层系统产生磁暴现象.磁暴强度因地而异,在极区最强.我国处于中低磁纬区,所受影响相对较小.
3.破坏臭氧层.强大的质子流冲击到地球的臭氧层时,会分解臭氧层中的氮气分子,形成氮氧化物.这些氮氧化物可以存在几周甚至几个月之久,从而破坏高度为15～50公里的上层和温层中9%的臭氧.
此外,太阳质子还能分解大气层中的水分子,形成氢化物.这些氢化物可破坏高度为50～90公里的中间层70%的臭氧.不过,80%以上保护地球的臭氧存在于高度为15～35公里的中低层同温层.因此,太阳质子事件对臭氧层的总体破坏不是十分严重.
虽然太阳质子事件可产生上述种种环境效应,在一定程度上影响地球环境和人类活动,但对地面的人体影响并不显著.这要感谢地球如此完美的构造：大气层吸收了太阳爆发时产生的大部分紫外线和射线,保护我们不受损伤；地球磁层的磁场屏蔽了大量的高能带电粒子,使我们免受辐射损伤.即使某些特大太阳质子事件的高能质子可能穿过地磁屏蔽,进入大气层,但这些质子在与大气发生相互作用后,所以,也不会对地面人体造成辐射损伤.普通的民航客机通常飞行高度达不到地球电离层的高度,也不会飞过极地,所以,太阳粒子事件对乘组人员和乘客的安全与健康几乎没有影响,大家完全可以放心乘坐.
