太阳活动

进入太阳活动研究的历史

太阳活动变化的最长久纪录是太阳黑子的变化。太阳黑子的第一次纪录大约是在公元前800年前的中国，最老的描绘纪录约在公元1128年。在1610年，天文学家开始用望远镜纪录黑子和它们的运动，最初的研究聚焦于本质和行为。然而，黑子的物理性质直到20世纪仍未能被辨认，所以观测还在持续中。在17世纪和18世纪，由于黑子的数目偏低，使得研究受到了阻碍，而现在认为是太阳活动低潮被延长的一段期间，如同所知的蒙德极小期。在19世纪之前，已经有足够长的数值纪录可以推断黑子活动的周期性。在1845年，普林斯敦大学的教授约瑟夫·亨利和史蒂芬·亚历山大使用热电堆观测太阳，并且确认黑子的辐射比周围地区的太阳表面为低；稍后又观测到太阳的光斑发射出的辐射高于平均数值。
大约在1900年，研究人员开始探索太阳活动和地球上天气间的关联性，特别值得注意的是查尔斯·格里利·阿布特的工作，因为他在史密松宁天文物理观测所（SAO）领导观察太阳辐射的变化。它的团队必须从发明测量太阳辐射的仪器开始，之后，当他成为SAO的领导人时，他在智利的卡拉玛建立太阳观测站，以补威尔逊山天文台在数据资料上的不足。他在273个月的海尔周期中找出了27个谐波的周期，包括7、13、和39个月的模式。他通过城市各个月的天气纪录，像是温度变化与降雨量与太阳活动匹配或反对太阳活动的趋势，寻找天气间的关联性。
随着树龄学的发展，像是沃尔多·S.·葛洛克等科学家注意到树木的生长和现存纪录上太阳活动周期之间的关联性，并且以长达世纪的太阳常数变化，推论千年尺度的年代学也有相似的变化。  
统计学上的研究显示天气和气候与太阳活动的关联是世纪性的，数据回推至1801年，当威廉·赫歇尔注意到麦子的价格和黑子纪录之间有明显的关联性他们现在以来自表面的网络收集和气象卫星观察的数据作全球性高度密集的比对，以综合或观察研究太阳变异的作用如何通过地球气候系统散布的详细过程，并且/或强迫建立气候模型。

米兰科维奇循环变化

有些日照上的变化不是来在太阳的变化，而是因为地球接近或远离太阳，或是抵达地球的区域辐射在数量上的变化，这些会导致长期性的日照发生25%的变化（区域的，全球性平均的变动很小）。在最近影响深远的事件是在全新世气候最适度 的北半球夏季，自转轴倾斜24°

太阳与地球的交互作用

有好几种不同的假说试图解释太阳活动对地球可能的影响。有些变化，像是太阳大小的改变，目前只在天文学的领域中有人感兴趣。

由太阳活动导致的其他影响

太阳微粒的交互作用、太阳磁场和地球的磁场，造成行星表面的微粒和磁场的变化，极端的太阳事件可能影响电子设备。太阳磁场的衰弱相信会始抵达地球大气的宇宙射线数量增加，改变抵达地球表面的微粒种类。它被推测的一种变化认为宇宙射线可能导致地球上某种云层数量的增加，影响地球的反照率。

地磁的效果

地球的极光是与太阳风、太阳磁场、地球磁场和地球的大气层交互作用创造出来的，其中的任何变化都会影响极光的类型。
突然的变化会在地球磁场的分布上造成强烈的干扰，称为地磁风暴。

太阳质子事件

高能量的质子可能在主要的耀斑尖峰发生之后30分钟抵达地球，当发生这种太阳质子事件，地球是沐浴在来自耀斑的高能太阳微粒（主要是质子）之下。其中有些微粒会顺着地球磁场盘旋而下，击穿数层地球的大气上层，并且导致大量的大气质点电离，并且使环境中的辐射能大增。

银河宇宙射线

太阳活动的增加（更多的太阳黑子）会使在" 太阳风"中电离的微粒增加，成为向外流失离开太阳的离子微粒，其中大多数都是质子和电子。地球磁场、太阳风和太阳磁场共同造成银河宇宙射线（GCR）的偏转。太阳活动减弱，渗透进对流层和同温层的GCR就会增加。GCR的微粒是电离的主要来源，终止在对流层上1公里左右（在1公里之下，氡气是许多区域造成电离的主要来源）。
GCR的水平被碳-14和铍-10的生成影响间接的记录下来。大约2300年的Hallstatt太阳周期反射在气候上的Dansgaard-Oeschger events。80-90年的Gleissberg周期再长度上取决于一并发生的11年太阳周期，并且看起来在这段时间也发生了相同的气候模式。

云的效果

在电离上的变化影响到在气溶胶内形成云层的核种的丰度。这样的结果，电离化的水平潜在性的影响到结露、低云、相对湿度和与云有关的反照率。由大量的凝结种核形成的云比较明亮，能长期存在，并且可能产生的降雨和雪较少。3%-4%的云量变化和云顶温度的变化与太阳周期的11年和22年相关联，但GCR的水平增加却在"反平行"循环。
全球平均的云遮蔽率变化在1.5-2.0%。有些研究显示GCR和云量的变化在纬度高于50°是正相关的，但在低纬度却是负相关。
然而，不是所有的科学家都相信统计的结果，并且规因于太阳的其他一些变化（即，紫外线的总辐照度变化）而不是直接对GCR变动.。在解释这些交互作用的困难在于事实上太阳的可变性太多，许多方便都在同时变化，并且一些气候系统都有延迟反应。

碳-14的产生

碳-14的生成（放射性碳：¹⁴C）也与太阳活动相关。碳-14是在大气上层产生的，当宇宙射线轰击大气层的氮（¹⁴N），导致氮进行β衰变，因而转换成不寻常的，原子量为14的碳同位素，而不是一般常见的原子量为12。矛盾的是，太阳活动的增加导致抵达地球大气层的宇宙射线减少，因而使¹⁴C的生成减少。这是因为宇宙射线在太阳系内会被太阳风的磁场向外排开。因而宇宙射线强度和碳-14的生成反比于活动的一般水平。
因此，大气层的¹⁴C在太阳黑子极大期是低值，当太阳黑子极小期时是高值。测量在树木中捕获的碳-14和记算年轮，放射性碳在木头年轮中的数量可以测量出对应的日期。过去10,000的¹⁴C重建展示出在中间-全新世的7,000年以前是高的，并且一直减少至1,000年前。除了在太阳活动上的变化之外，碳-14的升成和长期变化还受到地球磁场和生物圈的影响（特别是自最后一次冰河期以来与大片植物相关联的变化）。

全球暖化

研究人员的争议是太阳变化在现今的气候变化中是否扮演主要的角色。
在IPCC提出的第三次评估报告，IPCC说明被测量到的太阳光度变化远小于预测由于温室气体造成的气候变化 
In 2002, Lean et al.。声明那，"有...增加的经验证据为太阳在气候变化中扮演的角色是数个11年的循环周期"，"太阳活动在地球代理人（像是碳-14和铍-10宇宙放射性同位素和地磁标志）上的变化，能呈现长期（对世纪而言）的太阳照射度的变化…因为随机反应的增加随着周期的振幅，没有随着实际的世纪照射度变动。"它们认为，因为“长期气候变化也许看起来是追随着太阳活动周期的振幅”，但是当背景成分从太阳总照射度的历史重建时，太阳照射度和气候间的强制因素降至5的级数…这建议20世纪温暖的一般循环模型（GCM）也许过度高估了太阳照射度变化的角色。"最近，在2006年9月的自然杂志刊登的一篇本质上是回顾和研究的文章，认为有确实的证据显示太阳亮度的变化在全球暖化上的作用较少，长久以来太阳的输出似乎只有少量的变化。洛克伍德和Fröhlich，在2007年发现有明确的证据显示地球在工业化之前太阳对气候的影响,，在上个世纪的前半世纪也许是一个因素，但是在工业化之后，特别是在过去的20年，所有太阳的变化都趋向使气候向相反的方向变化，但却要去解释观察到的全球平均温度上升的现象"。