本節(jié)中，不同于上兩節(jié)過于專業(yè)領(lǐng)域性的描述，主要側(cè)重于熟知的現(xiàn)象，在《太陽物理概論》的基礎(chǔ)上，通過相關(guān)課程內(nèi)容回顧整理的形式加深對日?，F(xiàn)象的理解。

基于太陽內(nèi)部的結(jié)構(gòu)與演化模型，目前將此由內(nèi)而外分為日核（0-0.25 Rs），輻射區(qū)（0.25-0.86 Rs），對流區(qū)（~10萬公里）、光球?qū)樱▇500公里）、色球?qū)樱▇2000公里）、日冕層、太陽風。

其中，日核的中心是核反應(yīng)區(qū)，體積不大，卻占據(jù)了半個太陽的質(zhì)量，提供了99%左右的能量，溫度和壓強都極高。輻射區(qū)代表的是以輻射為主的能量輸送，主要包括電磁輻射和粒子流；而對流區(qū)則表示以對流為主的能量輸送，此區(qū)域內(nèi)溫度梯度、壓強梯度、密度梯度都比輻射區(qū)大。由于無法直接觀測其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，但是在太陽寧靜度很好的時候，利用高速攝影拍攝的白光照片上能看到“米粒組織”，確實證明了其下對流區(qū)域的存在。因為這種米粒組織的形成就像是在實驗室中對油槽從底部加熱，并在其中加入鋁粉后呈現(xiàn)多邊形的類似結(jié)構(gòu)一樣，說明太陽表面的米粒組織應(yīng)該是從太陽內(nèi)部對流氣團沖擊光球?qū)赢a(chǎn)生的團。Nordlund從理論上對此對流數(shù)據(jù)進行數(shù)值模擬，得到類似圖案。

此外，對于太陽表面的定義，都是根據(jù)光球?qū)咏o出的，對于光球?qū)拥臏蚀_定義是：當觀測波長為5000埃（1埃=0.1納米）時，光深為1所對應(yīng)的位置，并規(guī)定此處的幾何高度，則白光光球邊緣對應(yīng)的高度約為300公里。在光球?qū)由希梢杂^測到許多比周圍背景明顯暗黑的區(qū)域，或獨立、或集群，稱為“太陽黑子”，這是最重要的太陽活動標志，在中國古代就有用“金烏”來指代的說法。另一種是在白光中對準黑子周圍的精確測光，可以看到比背景略為明亮的浮云狀小區(qū)域，稱為“光斑”，其輻射實際超過了黑子所引起的“能量虧損”。但在這里要注意的是，黑子雖然是表現(xiàn)出比周圍環(huán)境溫度低，但是它所在區(qū)域的磁場可不弱，反而是強場區(qū)域。而在其模型構(gòu)造中用“粗磁流管”（直徑大于光子平均自由程，橫向輻射只能加熱管壁附近的管內(nèi)物質(zhì)，因此只在管壁附近形成環(huán)狀熱墻，它的溫度甚至比高層光球溫度更低，當磁流管在日面中心附近時，視向與管軸平行，將看到磁流管比周圍光球暗）、“細磁流管”（直徑~光子平均自由程，交換能量、加熱物質(zhì)，直徑隨深度的增加而減小，光深增加，自由程變小，輻射加熱磁流管，磁流管內(nèi)物質(zhì)稀薄，觀測深度更甚，溫度較高）來分別解釋太陽黑子和太陽光斑的出現(xiàn)。

色球?qū)又?，溫度還是在繼續(xù)上升。在日全食的時候，可以看到在日面周圍有狹窄的玫瑰紅色的發(fā)光圈層，它就是色球?qū)印ＷV斑和日珥是色球?qū)拥幕顒蝇F(xiàn)象。前者可以利用色球特征譜線，看出對應(yīng)于下層黑子的位置，看到比周圍明亮的大片區(qū)域。而后者是突出于色球平均高度之上的物質(zhì)，當它處于日面中間時，也可以利用Hα進行觀測，此時呈現(xiàn)帶狀暗結(jié)構(gòu)，可能非常寧靜，也可能迅速爆發(fā)。

而在色球到日冕的中間還可能存有色球-日冕過渡區(qū)，在這過渡區(qū)內(nèi)，壓強基本保持不變，密度下降。而在日冕層，密度進一步下降，但是溫度卻急劇抬升。這就存在很多懸而未決的科學(xué)前沿問題。在此層，耀斑和日冕物質(zhì)拋射（CME）都是不容忽視的太陽活動。耀斑往往對應(yīng)局部突發(fā)的大規(guī)模能量釋放活動，只持續(xù)幾分鐘至幾小時，但爆發(fā)的能量確有10^32ergs量級的能量，激發(fā)的輻射從γ波段到射電波段都有增強。而CME則是日冕大尺度磁場平衡遭到破壞的產(chǎn)物，表現(xiàn)為幾分鐘至幾小時由太陽向外拋射的一團日冕物質(zhì)，速度可達每秒幾千公里。而這兩種活動往往都會造成空間天氣的巨大變化，甚至對地球通訊產(chǎn)生嚴重干擾。而對于日冕的分類主要可以有K冕（自由電子散射：連續(xù)譜+偏振）、F冕（行星際塵埃散射光子輻射：夫瑯禾費光譜）和E冕（日冕等離子體本身的輻射：連續(xù)譜+發(fā)射線）。

此上最重要的就是太陽風，它是太陽上層大氣射出的超高速粒子流，主要成分是：質(zhì)子、電子、氦離子等，根據(jù)速度的高低和產(chǎn)生源的特征主要可以分為：高速流和低速流。

觀測結(jié)果表明，任何太陽活動的指標變化都有規(guī)律性變化。其中以太陽黑子為例，自其有記錄以來，其周期從幾分鐘到幾百年都有表現(xiàn)。最重要的幾個周期，包括太陽自轉(zhuǎn)周期、太陽平均活動周期、太陽磁活動周期等。這也反映出太陽活動的變化性，而對于太陽活動的變化性，通常用一個周期（約9-14年不等）來表示，記為“太陽活動周”（Solar Cycle）。目前正處于“寧靜”（說明日面相對黑子數(shù)較低、太陽活動相對不劇烈）的第25個太陽活動周前奏。對于黑子在日面上的觀測特征，可以畫出“蝴蝶圖”，x軸表示時間，y軸表示黑子群的位置，發(fā)現(xiàn)其平均緯度隨太陽活動周而變化，在±30°左右出現(xiàn)，于太陽活動極大年附近到達±15°，再往低緯移動，直至在太陽活動周的末端在高低緯同時出現(xiàn)。而對太陽的速度場特征刻畫發(fā)現(xiàn)，太陽存在緯向較差自轉(zhuǎn)、子午環(huán)流和徑向較差自轉(zhuǎn)。

從而，太陽有著其規(guī)律的收縮和膨脹，體現(xiàn)為“振動”，由此可以給出太陽振動的物理模型，主要包括以下四個方程。

1. 連續(xù)性方程：；

2. 運動方程：；

3. 物態(tài)方程：，其中，，；

4. 引力勢方程：。

由此進行線性微擾（）進行求解擾動方程，結(jié)合邊界條件計算求解本征值和本征函數(shù)，其中本征值就是對應(yīng)本征頻率，本征函數(shù)對應(yīng)太陽振動，其由太陽引力場決定的勢壘所允許的本征值。則主要可以得到兩種形式的波模：p模（縱波，恢復(fù)力主要是壓力，又稱聲波型振動；特點是壓強擾動和密度擾動較大，徑向位移分量很大）和g模（橫波，恢復(fù)力主要是引力；特點是壓強擾動和密度擾動較小，徑向位移分量很小）。

而在研究中，除了太陽振動的模型外，通常對于太陽磁場的研究也不可忽視，其磁活動和磁分布也是反應(yīng)出太陽本身振動的特征以及等離子體特性的重要依據(jù)。通常，對太陽內(nèi)部磁場的形式變化研究，包含太陽發(fā)電機理論等。其中，本節(jié)將后續(xù)引出發(fā)電機理論，但此前，需要厘清磁感應(yīng)方程和線性無力場。

• 磁感應(yīng)方程：作為等離子體中重要的方程之一，是磁凍結(jié)和磁耗散的重要依據(jù)。

  由廣義歐姆定理知：

  結(jié)合，有，對其左右兩邊均取旋度，再結(jié)合及，即可得到

  ，其中為磁擴散系數(shù)，即等式右邊兩項分別為磁凍結(jié)項和磁耗散項。引入磁雷諾數(shù)，其量綱分析結(jié)果可以看出即為VL/η的比值。所以當R<<1時，磁場在擴散中衰減；當R>>1時，此時磁導(dǎo)率接近無窮，磁場將被限制在導(dǎo)體中，因此被“凍結(jié)”。
  

• 線性無力場：此時電流和磁場平行，沒有洛倫茲力的產(chǎn)生，主要運用在日冕磁場外推。

  在無力場中，。

  所以，當時，代表其無電流場，而知勢場的拉普拉斯方程有：；而當時，代表其存在電流，此時的光球?qū)酉路剑▃<0）基本屬于磁凍結(jié)區(qū)域，而光球上方（z>0）滿足。

因此，對于太陽磁場的發(fā)電機理論主要基于磁感應(yīng)方程的平均場理論（也可以看成線性微擾），即，代入原始方程后，有：

1. ；

2. 。

其中，。假設(shè)湍流變化時間為，流體各向異性且不可壓縮，則有：

，代表湍流體的螺度運動，，而有表示耗散，包括分子耗散和湍流耗散。則兩個分量方程可以進一步轉(zhuǎn)化為：

。

考慮磁場的軸對稱形式，則有

• ；

• 。

從而轉(zhuǎn)化到直角坐標系空間后，又重新推得如下兩個方程：

1. ；

2. 。

則在1式中的表示環(huán)向場轉(zhuǎn)化為極向場；而2式中的則代表極向場拉成環(huán)向場，而表示太陽自轉(zhuǎn)角速度分布，也是表示極向場拉成環(huán)向場。當時，此時為發(fā)電機模型，這依賴于湍流、磁場、動力學(xué)螺度和擴散率，可以較為成功地解釋太陽活動周期中表征環(huán)向場的太陽黑子朝赤道的遷移；也可以計算效應(yīng)和磁擴散的平均場機制。

由此，是不是對太陽系的動力——太陽或多或少有了新的認識或啟發(fā)。但是術(shù)業(yè)有專攻，這里面的細節(jié)或多或少還是有待于研究，一方面作為恒星框架重要的跳板，另一方面也是系外生命探索重要的指示器，從古至今它還是太陽，但是我們對它卻有了不同尋常的認識和深入其里的理解，但仍然存有諸多未解之謎等待科學(xué)的解答。