图4 磁重联过程示意图
太阳爆发会把大量的能量、物质、高能粒子以及电磁辐射注入到行星际空间，当它们传播到地球时，会引起地球空间环境的剧烈扰动，引发灾害性空间天气，如磁暴和电离层暴，对人类的航空航天活动以及日常生活产生影响。
地球磁暴
太阳爆发产生的高速等离子体到达地球时，会压缩地球的磁层，同时大量带电粒子注入地球磁层，这些带电粒子会围绕着地球运动，造成地球环电流的增强，引发全球性的地磁扰动，即地球磁暴。磁暴期间（图5），地面地磁台站会检测到地磁场水平分量会在1到几个小时内急剧下降，在随后的几天内恢复，我们通常用磁场下降的幅度——Dst指数（磁暴环电流指数，单位nT）来衡量一次磁暴的强弱。如1859年卡灵顿大磁暴，Dst=-1700nT，释放的能量约为5×10^16焦耳，相当于800个广岛原子弹的能量，正所谓“太阳吼一吼，地球抖三抖”。
图5 1859年磁暴发展过程中地磁变化记录，摘自Tsurutani et al. (2003)
太阳爆发带来的影响绝不止这些。磁暴期间，空间高能带电粒子的通量也会急剧增大，高能电子会穿过卫星的蒙皮，沉降在卫星的绝缘材料上，同时产生大量次级电子，造成卫星内部电荷积累从而引发放电，击穿或损坏卫星电子元器件，因此这些电子被叫做“*手电子”。2010年5月11日，“*手电子暴”导致美国通讯公司AT&T的一颗通信卫星报废，变成了一颗“僵尸卫星”，直接经济损失达到5亿美元。
磁暴期间，地磁场的变化还会产生感应电场，在长距离输电线路上产生很高的电势差，损坏大型变压器。1989年3月加拿大魁北克大停电，停电时长9小时，波及600万人，造成数亿元的经济损失，罪魁祸首就是磁暴。
太阳爆发产生的高能带电粒子和电磁辐射还会引起电离层扰动，影响导航信号在电离层中的传播，干扰导航系统甚至使其失灵。此外，这些高能粒子辐射还会对人类空间活动产生影响，因为高能粒子可以直接穿透宇航服，进入细胞破坏DNA分子结构，诱发癌症，严重可致人死亡。由此可见，随着科技的发展，太阳爆发对人类的影响已经渗透到了各方各面，因此如何预警和预测这些灾害性空间天气一直是空间物理学的热门问题之一。
极光
事物都有两面性，太阳爆发给人类造成如此多不便的同时，也带来了一件美丽的礼物——极光。极光是一种发生在高纬地区大气发光现象，一般以绿色和红色为主（图6）。早在公元前的亚述文明和巴比伦文明就有观测记录，中国古书上也曾多次记载过疑似极光的天象，《山海经·大荒北经》中记载了一种叫烛龙的神兽，“西北海之外，赤水之北，有章尾山。有神，人面蛇身而赤，直目正乘。其瞑乃晦，其视乃明。不食，不寝，不息，风雨是谒。是烛九阴，是谓烛龙……”，很可能就是古人看到了极光之后想象出来的。
图6 美国阿拉斯加的极光 摄影 / 宗秋刚
极光其实是高能粒子与高层大气的原子分子作用引起的大气发光现象。磁暴期间，高能带电粒子沿着地球磁场运动到极区，沉降到大气中，与大气层中的原子和分子碰撞使其激发，这些原子和分子回到基态时辐射出光子，产生了不同颜色的极光（图7）。人眼能看到的可见光波段的极光是由电子产生的: 在地面200km以上，氧原子被电子激发后发出红光；在100-200km，氮原子被激发产生蓝光，氧原子被次级电子激发产生绿光；在100km以下，氮分子被激发产生紫红色的光 。
图7 不同颜色的极光产生的机制
极光产生的区域通常位于地磁纬度65°-75°之间，是一个以地球磁轴为中心的椭圆形带状区域，叫做极光椭圆带（图8）。因此，一般只有在磁纬很高的地区才能看见极光，如加拿大北部、阿拉斯加、冰岛、格陵兰岛、挪威、瑞典、芬兰和西伯利亚。由于地球磁轴和自转轴有一个11.5°的夹角，且向北美偏移，中国现在的地磁纬度低，即使漠河的地磁纬度也只有43.9°，因此中国境内通常看不到极光，只有在非常大的磁暴期间（发生概率为数十年一次）才会看到极光。
