基本簡介
色球層色球層（chromosphere）是太陽大氣中間的一層，位於光球之上。平時，由於地球大氣中的分子以及塵埃粒子散射了強烈的太陽輻射形成藍天，色球和日冕完全淹沒在藍天之中。只有在日全食的食既到生光的短暫時間裡，觀測者才能用肉眼看到太陽圓面周圍的這一層非常美麗的玫瑰紅色的輝光。它是由早期的日全食觀測者發現的，於1869年 [同治8年] 由洛基爾和弗蘭克蘭命名。紅色是由於色球光譜中波長為6562. 8埃的氫線Ha在亮度上占絕對優勢的緣故。這一層可見太陽耀斑。耀斑是太陽黑子形成前在色球層產生的灼熱的氫雲層。在光球層的某些區域，溫度比周圍稍低（通常是4000攝氏度），這便是黑子。
在色球上人們還能夠看到許多騰起的火焰，這就是天文上所謂的“日珥”。日珥是迅速變化著的活動現象，一次完整的日珥過程一般為幾十分鐘。同時，日珥的形狀也可說是千姿百態，有的如浮雲煙霧，有的似飛瀑噴泉，有的好似一彎拱橋，也有的酷似團團草叢，真是不勝枚舉。天文學家根據形態變化規模的大小和變化速度的快慢將日珥分成寧靜日珥、活動日珥和爆發日珥三大類。最為壯觀的要屬爆發日珥，本來寧靜或活動的日珥，有時會突然"怒火衝天"，把氣體物質拚命往上拋射，然後迴轉著返回太陽表面，形成一個環狀，所以又稱環狀日珥。
人們習慣地認為天體外層的溫度總是低於內部。但是，在太陽大氣層內卻出現了溫度的反常分布。在厚約2000公里的色球層內，溫度從光球頂部的4600K增加到色球頂部的幾百萬度，而其它的一些物理參數 [如密度、電離度等] 和一些物理過程也發生了巨大的變化。因此，色球物理狀況的研究，引起了太陽物理學家的很大興趣。
色球是一個充滿磁場的電漿層，在局部電漿動能密度和磁能密度可相比擬時，能經常觀測到電漿和磁場之間複雜的相互作用。由於磁場的不穩定性，常常會產生劇烈的耀斑爆發，以及與耀斑共生的爆發日珥、衝浪、噴焰等許多動力學現象。耀斑爆發時，還發射大量的遠紫外輻射、X射線輻射、高能粒子流，這些輻射對日地空間和地球高層大氣影響很大。此外，色球和日冕中的電漿、可變磁場以及由不穩定性引起的衝擊波之間的相互作用，會產生大量不同頻率的射電輻射，為色球、日冕物理性質和爆發現象的研究提供了重要信息。因此，色球的研究無論是對太陽物理還是對空間物理和地球物理，都有重要的意義。
早年，只能在日全食時觀測到色球的側面，研究色球的機會不多。自從1892年 [光緒18年] 海耳製成太陽單色光照相儀、1933年李奧創製雙折射濾光器之後，情況就不同了。前者是用分光儀沿著太陽像掃描而成的一個特徵譜線的單色像；後者濾去所有其它波段的輻射，而只讓所研究的譜線的輻射透過，這樣就能在幾條特徵譜線的窄波段內觀測色球，從而得到各薄層氣體的形態和運動特徵。在日全食開始的短暫時間內，人們通過無縫攝譜儀可以發現：由暗的夫朗和費線和亮的連續譜所組成的吸收光譜 [光球光譜] ，快速地轉變為發射光譜 [色球光譜] ，這種光譜通常稱為閃光譜。
結構特點
色球層表面色球的結構是不均勻的，如果不考慮這種不均勻性，按照平均溫度隨高度的分布曲線來區分色球層次，可分為3層：
低色球層，厚約400公里，溫度由光球頂部的4600K上升到5500K；
中色球層，厚約1200公里，溫度緩慢上升到8000K；
高色球層，厚約400公里，溫度急劇上升到幾萬度。
在大約2000公里範圍內，溫度增加了一個數量級。色球沒有明顯的邊界，這也反應了色球本身的不均勻性。從色球中，時時噴射出細而明亮的流焰，稱為針狀物。這是義大利天體物理學家塞奇於1877年 [光緒3年] 首先描繪過的。
在利用色球譜線所拍得的太陽單色像中，與光球的超米粒組織引起的網路組織相對應的位置上，存在著多角形的網路鏈結構，稱為色球網路。
在單色像中還常常可以看到由黑子向外的鏇渦結構。這種結構中的纖維排列得非常整齊，類似於馬蹄形磁鐵周圍的鐵屑。這是高電導率的色球物質在黑子內沿著磁力線運動的結果，是黑子磁場磁力線的反映。
80年代，鄧恩還發現了一種同色球網路和光球米粒組織相連的精細結構物細鏈。在離Ha線心+2 埃的單色光照片中，細鏈結構最明顯。它是由大小約1/4角秒的亮點形成的亮鏈，在色球網路元集中的活動中心附近的下層最容易發現，可以把它看作是色球亮網路向下層的延伸。細鏈單個亮元的橫向速度是每秒1.5公里。細鏈的壽命和演化特徵還不清楚。
根據譜線的形成和致寬理論，不同譜線或同一譜線輪廓上的不同部位，是在太陽大氣的不同高度形成的，所以研究不同元素的譜線或同一譜線輪廓上的不同部位，可以獲得一些重要的信息，並有助於探求和建立光球、色球大氣模型。常用的譜線有：巴爾末系、電離鈣的H、K線和中性鐵、鈉、鎂、鈣的線系等，它們都是在低色球層和高光球層中形成的。
產生現象
色球層和日珥日珥：在色球上人們還能夠看到許多騰起的火焰，這就是天文上所謂的“日珥”。日珥是迅速變化著的活動現象，一次完整的日珥過程一般為幾十分鐘。同時，日珥的形狀也可說是千姿百態，有的如浮雲煙霧，有的似飛瀑噴泉，有的好似一彎拱橋，有的酷似團團草叢，有的像脫兔，有的如飛鳥，，這裡可以算得上是太陽最壯麗的景色了。天文學家根據形態變化規模的大小和變化速度的快慢將日珥分成寧靜日珥、活動日珥和爆發日珥三大類。最為壯觀的要屬爆發日珥，本來寧靜或活動的日珥，有時會突然"怒火衝天"，把氣體物質拚命往上拋射，然後迴轉著返回太陽表面，形成一個環狀，所以又稱環狀日珥。在色球層的邊緣常常突然串升的日珥，，高度達到幾萬公里，其溫度高達1百萬度，高度有時達幾十個太陽半徑。
日珥是非常奇特的太陽活動現象，其溫度在5000～8000K之間，大多數日珥物質升到一定高度後，慢慢地降落到日面上，但也有一些日珥物質漂浮在溫度高達200萬K的日冕低層，即不附落，也不瓦解，就像爐火熊熊的煉鋼爐內居然有一塊不化的冰一樣奇怪，而且，日珥物質的密度比日冕高出1000～10000倍，兩者居然能共存幾個月，實在令人費解。
耀斑：太陽色球層有些局部亮區域，我們稱它為譜斑。它處於太陽黑子的正上方。有時譜斑亮度會突然增強，這就是我們通常說的耀斑。耀斑是太陽黑子形成前在色球層產生的灼熱的氫雲層。耀斑釋放的能量極其巨大。其巨大的能量來自磁場。 太陽耀斑是一種最劇烈的太陽活動。一般認為發生在色球層中，所以也叫“色球爆發”。其主要觀測特徵是，日面上（常在黑子群上空）突然出現迅速發展的亮斑閃耀，其壽命僅在幾分鐘到幾十分鐘之間，亮度上升迅速，下降較慢。特別是在太陽活動峰年，耀斑出現頻繁且強度變強。
別看它只是一個亮點，一旦出現，簡直是一次驚天動地的大爆發。這一增亮釋放的能量相當於10萬至100萬次強火山爆發的總能量，或相當於上百億枚百噸級氫彈的爆炸；而一次較大的耀斑爆發，在一二十分鐘內可釋放1026焦耳的巨大能量，
除了日面局部突然增亮的現象外，耀斑更主要表現在從射電波段直到Ｘ射線的輻射通量的突然增強；耀斑所發射的輻射種類繁多，除可見光外，有紫外線、X射線和伽瑪射線，有紅外線和射電輻射，還有衝擊波和高能粒子流，甚至有能量特高的宇宙射線。1973年12月一個巨大的日珥跨越日面588000km
耀斑對地球空間環境造成很大影響。太陽色球層中一聲爆炸，地球大氣層即刻出現繚繞餘音。耀斑爆發時，發出大量的高能粒子到達地球軌道附近時，將會嚴重危及宇宙飛行器內的太空人和儀器的安全。當耀斑輻射來到地球附近時，與大氣分子發生劇烈碰撞，破壞電離層，使它失去反射無線電電波的功能。無線電通信尤其是短波通信，以及電視台、電台廣播，會受到干擾甚至中斷。耀斑發射的高能帶電粒子流與地球高層大氣作用，產生極光，並干擾地球磁場而引起磁暴。
此外，耀斑對氣象和水文等方面也有著不同程度的直接或間接影響。正因為如此，人們對耀斑爆發的探測和預報的關切程度與日俱增，正在努力揭開耀斑迷宮的奧秘。
傳說，第二次世界大戰時，有一天，德國前線戰事吃緊，後方德軍司令部報務員布魯克正在繁忙地操縱無線電台，傳達命令。突然，耳機里的聲音沒有了。他檢查機器，電台完整無損；撥動鏇鈕，改變頻率，仍然無濟於事。結果，前線推動聯繫，像群龍無首似的陷入一片混亂，戰役以失敗而告終。布魯克因此受到軍事法庭判處死刑。他仰天呼喊“冤枉！冤枉！” 後來查清，這次無線電中斷，“罪魁禍首”是耀斑。布魯克的死，實在冤枉。他的死，在於人們當時對耀斑還不了解。
光斑：不僅出現在光球層上，色球層上也有它活動的場所。當它在色球層上“表演”時，活動的位置與在光球層上露面時大致吻合。不過，出現在色球層上的不叫“光斑”，而叫“譜斑”。實際上，光斑與譜斑是同一個整體，只是因為它們的“住所”高度不同而已，這就好比是一幢樓房，光斑住在樓下，譜斑住在樓上。
色球模型
色球層和日冕雖在太陽光球的外面，卻有比光球更高的溫度用波長小於3厘米的射電輻射、波長約1毫米的紅外輻射、紫外連續譜可以建立低色球層的大氣模型。然後通過巴爾末系連續譜和4700埃處的電子散射連續譜的分析，把低色球模型擴展到中色球層。近年來，火箭和人造衛星的觀測取得的大量紫外發射線資料，又提供了有關中色球層、高色球層和日冕結構以及活動區結構的寶貴信息。 雖然，光球米粒組織、譜斑、以及針狀物的存在都表明了光球和色球在結構上的不均勻性，但是，假設物理條件在任何平行於太陽表面的平面內都是均勻的，即所謂“均勻大氣模型”，對許多實際研究工作是很重要的。目前比較通用的是金格里奇等人在前人的基礎上繪出的哈佛-史密森參考大氣模型。
色球能向上延伸到如此之高，而且長期穩定地維持這樣慢的密度遞減規律，是因為從光球到色球之間存在著湍流運動。1928年英國的麥克雷首先證明，在2000-4000公里高度之間，只要具有每秒15公里的氣體湍流運動，就可以推導出和觀測數據接近的色球中密度遞減規律。這種湍流運動的機械能，使色球不致在它本身的重力作用下落向太陽。
最大看點
日全食期間拍攝的太陽色球層 色球層。在日全食階段，非常明亮的光球被遮擋了，相對來講暗弱的色球就會被看到。色球本身是玫瑰色，非常漂亮，它僅僅在食際階段和生光階段前後十幾秒之內可以看到。平常我們是沒有機會看到色球層的，除非使用日珥鏡等昂貴的設備。
日全食呈現的六大天文奇觀
解析太陽風暴之迷
 更多太陽風暴百科知識，詳見微百科：太陽風暴之謎 | |
| 成因 | 太陽活動| 太陽黑子| 日冕物質拋射| 光斑| 太陽風| 譜斑| 太陽輻射| 耀斑| 日珥| 冕洞| 中微子振盪| 太陽自轉 |
| 後果 | 磁暴| 極光| 幻日| 電磁干擾| 日冕物質拋射 |
| 太陽結構 | 色球層| 光球層| 米粒組織| 日冕| 日冕圈| 過渡區| 太陽核心| 對流層 |
| 太陽觀測器 | 尤里西斯號| 太陽動力學天文台| SOHO衛星| 日地關係天文台| 恆星攝譜儀| 太陽探測器＋ |
