太空天气入门

太空天气（即空间天气）是空间科学的一个新兴领域，主要研究日地关系对社会和技术的影响。太阳对地球的空间环境有着巨大的影响，它以电磁辐射和粒子辐射的形式释放出大量的能量，这些辐射有可能损坏或摧毁卫星、导航、通信和配电系统，伤害或杀死宇航员。这本教科书介绍了太阳和地球之间的关系，并展示了它如何影响我们的技术和社会。

目录
译者序
原书前言
致谢
第一章 什么是太空天气？ 1
1.1 关键概念 1
1.2 导言 1
1.3 太空天气简史 4
1.4 太空天气对社会的影响 12
1.5 补充材料 12
1.6 问题与思考 15
第二章 多变的太阳 16
2.1 关键概念 16
2.2 导言 16
2.3 温度和热量 18
2.4 辐射和对流 18
2.5 太阳的结构 19
2.6 动力学过程 25
2.7 补充材料——电磁波谱和辐射 29
2.8 问题与思考 33
第三章 日球层 34
3.1 关键概念 34
3.2 导言 34
3.3 日冕和太阳风 35
3.4 行星际磁场 36
3.5 日冕物质抛射 38
3.6 外日球层 39
3.7 宇宙射线 39
3.8 补充材料——如何描述运动？ 41
3.9 问题与思考 45
第四章 地球的空间环境 46
4.1 关键概念 46
4.2 导言 46
4.3 偶极磁场 46
4.4 内磁层结构 48
4.5 太阳风和磁层的相互作用 50
4.6 磁重联 51
4.7 磁尾 52
4.8 等离子片对流 52
4.9 磁层动力学 53
4.10 补充材料 56
4.11 问题与思考 60
第五章 地球高层大气 62
5.1 关键概念 62
5.2 导言 62
5.3 热层 63
5.4 电离层 65
5.5 电离层结构 66
5.6 电离层变化 67
5.7 极光 67
5.8 对通信的影响 69
5.9 补充材料 70
5.10 问题与思考 70
第六章 太空风暴对技术的影响 72
6.1 关键概念 72
6.2 导言 72
6.3 卫星轨道 73
6.4 对卫星的辐射效应 75
6.5 无线电通信和导航受到的影响 77
6.6 地面系统受到的影响 79
6.7 补充材料 80
6.8 问题与思考 84
第七章 在太空生活的风险 86
7.1 关键概念 86
7.2 导言 86
7.3 辐射 87
7.4 长期太空旅行的难题 92
7.5 在月球和火星上生活 94
7.6 星际旅行 95
7.7 补充材料 95
7.8 问题与思考 99
第八章 其他太空天气现象 100
8.1 关键概念 100
8.2 导言 100
8.3 气候变化和太空天气的关系 101
8.4 小行星和彗星撞击 103
8.5 附近的超新星 104
8.6 补充材料 105
8.7 问题与思考 108
参考文献 109
阅读推荐 110
附录A 网络资源 112
附录B 国际单位制 114
附录C 国际单位制前缀（词头） 115
彩图
Contents
Translator’s preface
Original book preface
Acknowledgments
1 What is space weather? 1
1.1 Key concepts 1
1.2 Introduction 1
1.3 Brief history 4
1.4 Impacts of space weather on society 12
1.5 Supplements 12
1.6 Problems and thoughts 15
2 Variable Sun 16
2.1 Key concepts 16
2.2 Introduction 16
2.3 Temperature and heat 18
2.4 Radiation and convection 18
2.5 Solar structure 19
2.6 Dynamics and processes 25
2.7 Supplements — electromagnetic spectrum and radiation 29
2.8 Problems and thoughts 33
3 Heliosphere 34
3.1 Key concepts 34
3.2 Introduction 34
3.3 Corona and the solar wind 35
3.4 Interplanetary magnetic field 36
3.5 Coronal mass ejections 38
3.6 Outer heliosphere 39
3.7 Cosmic rays 39
3.8 Supplements——how do we describe motion? 41
3.9 Problems and thoughts 45
4 Earth’s space environment 46
4.1 Key concepts 46
4.2 Introduction 46
4.3 Dipole magnetic field 46
4.4 Structure of the inner magnetosphere 48
4.5 Interaction of the solar wind and magnetosphere 50
4.6 Magnetic reconnection 51
4.7 Magnetotail 52
4.8 Plasma sheet convection 52
4.9 Dynamics of the magnetosphere 53
4.10 Supplements 56
4.11 Problems and thoughts 60
5 Earth’s upper atmosphere 62
5.1 Key concepts 62
5.2 Introduction 62
5.3 Thermosphere 63
5.4 Ionosphere 65
5.5 Ionospheric structure 66
5.6 Ionospheric variations 67
5.7 Aurora 67
5.8 Impacts on communication 69
5.9 Supplements 70
5.10 Problems and thoughts 70
6 The technological impacts of space storms 72
6.1 Key concepts 72
6.2 Introduction 72
6.3 Satellite orbits 73
6.4 Radiation impacts on satellites 75
6.5 Radio communication and navigation impacts 77
6.6 Ground system impacts 79
6.7 Supplements 80
6.8 Problems and thoughts 84
7 The perils of living in space 86
7.1 Key concepts 86
7.2 Introduction 86
7.3 Radiation 87
7.4 Problems of long-duration space travel 92
7.5 Living on the Moon and Mars 94
7.6 Interstellar travel 95
7.7 Supplements 95
7.8 Problems and thoughts 99
8 Other space weather phenomena 100
8.1 Key concepts 100
8.2 Introduction 100
8.3 Climate variability and space weather 101
8.4 Asteroid and comet impacts 103
8.5 Nearby supernova 104
8.6 Supplements 105
8.7 Problems and thoughts 108
References 109
Recommended reading 110
Appendix A: Web resources 112
Appendix B: SI units 114
Appendix C: SI prefixes 115
Color plate section 116