耀斑及黑子對地球的電離層、磁場和極區(qū)有顯著的地球物理效應(yīng).
地球大氣層在太陽輻射的紫外線、X射線等作用下形成電離層,無線電通訊的無線電波就是靠電離層的反射向遠距離傳播的.當太陽活動劇烈,特別是耀斑爆發(fā)時,在向陽的半球,太陽射來的強X射線、紫外線等,使電離層D層變厚,造成靠D層反射的長波增強,而靠E層、F層反射的短波卻在穿過時被D層強烈吸收受到衰減甚至中斷,如l970年11月5日長途臺曾因此中斷2小時；這被稱為“電離層突然騷擾”.這些反應(yīng)幾乎與大耀斑的爆發(fā)同時出現(xiàn),因為電磁波的傳播速度就是光速,大約8分多鐘即可由太陽到達地球表面,所以反應(yīng)非常快.經(jīng)過一段肘間以后耀斑產(chǎn)生的帶電的高能粒子逐漸到達地球,它們受地球磁場的作用向地磁極兩極運動,因而影響極區(qū)的電離層,造成高緯度地區(qū)的雷達和無線電通訊的騷擾,甚至中斷.這被稱為“極蓋吸收”和“極光帶吸收”,它的影響時間較長.
整個地球是一個大磁場.地球的北極是地磁場的磁南極,地球的南極是地磁場的磁北極.地極和磁極之間有大約11度的夾角,因此地球的周圍充滿了磁力線,不同的位置有不同的地磁強度.平時地磁受多方面的影響,會有不同程度的擾動,而影響最大的就是磁暴現(xiàn)象.磁暴一般發(fā)生在太陽耀斑爆發(fā)后20－40小時,它是地磁場的強烈擾動,磁場強度可以變化很大.這時太陽風速往往增加,并且向太陽一面的磁層頂面可由距地心8－11個地球半徑被壓縮到5－7個地球半徑,磁暴的發(fā)生對人類活動,特別對與地磁有關(guān)的工作都會受到影響.
在磁暴發(fā)生時,高緯度地區(qū)常常伴有極光出現(xiàn).極光常常出現(xiàn)于緯度靠近地磁極地區(qū)25度－30度的上空,離地面100－300千米,它是大氣中的彩色發(fā)光現(xiàn)象,形狀不一（見課本前彩圖）.常出現(xiàn)極光的區(qū)域稱為極光區(qū).由于來自太陽活動區(qū)的帶電高能粒子流到達地球,并在磁場作用下奔向極區(qū),使極區(qū)高層大氣分子或原子激發(fā)或電離而產(chǎn)生光.當太陽活動劇烈時,極光出現(xiàn)的次數(shù)也增大.
太陽活動與地球上氣候變化的關(guān)系也是比較明顯的,據(jù)統(tǒng)計,地面降水量的變化,也有11年、22年等的周期,另外地球高層大氣的變化也與太陽活動相關(guān).地震、水文、氣象等多方面的研究都說明了太陽活動對地球的影響,關(guān)于這方面的物理機制還在研究中.
大耀斑出現(xiàn)時射出的高能量質(zhì)子,對航天活動有極大的破壞性.高能質(zhì)子達到地球附近肘,特別是容易到達無輻射帶保護的極區(qū),會影響極區(qū)飛行；如遇衛(wèi)星則對衛(wèi)星上的儀器設(shè)備有破壞作用；太陽能電地在高能質(zhì)子的轟擊下,性能會嚴重衰退以至不能工作；如遇在飛船外工作的宇航員將危及生命.