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A new study published in Geophysical Research Letters provides the first clear evidence that geomagnetic storms—disturbances in Earth's magnetosphere caused by solar activity—directly affect weather conditions on Earth within hours to days. By analyzing 67 years of hourly data from North America, researchers found that these storms significantly influence atmospheric pressure, temperature, and precipitation, with effects varying by region, season, and storm intensity. The findings support a "top-down" mechanism where influences propagate from the upper atmosphere to the troposphere, rather than the cosmic ray-cloud hypothesis.
Why it matters
This research helps narrow down the physical mechanisms by which solar activity affects Earth's weather and suggests that short-term solar bursts, rather than gradual solar cycles, may explain long-term correlations between solar activity and climate patterns. The findings could inform updates to weather and climate models, which currently struggle to accurately capture geomagnetic storm impacts on the atmosphere.
Understand the Science
Source: Geophysical Research Letters
This is an authorized translation of an Eos article. 本文是Eos文章的授权翻译。
影响地球气候和天气模式的因素多种多样，从人为温室气体排放到火山活动，再到太阳活动的变化，不一而足。
随着太阳经历短期和长期的活动变化，包括众所周知的11年太阳黑子周期，太阳向地球大气层输送着不同量的总太阳能量。大量证据表明，太阳活动的长期变化与降雨量、地表温度和其他气候指标的变化之间存在相关性。然而，这些大气变量相互交织，难以辨别其背后的物理机制。
Raeder 报告了首个明确的证据，表明地磁暴，即由太阳活动爆发引起的持续数小时的地球磁层扰动，会影响地球上的天气状况。这些发现有助于科学家缩小太阳活动变化影响天气的可能机制范围。
该分析整合了67年来北美地区逐小时记录的地磁暴强度数据，以及同期逐小时记录的大气数据。后者的数据集得益于大气建模技术的进步，是近期才得以获取的。
数据显示，地磁暴会在数小时到数天内显著影响大气压力、温度和降水。地磁暴的强度似乎与其大气影响的严重程度密切相关。此外，这些影响还会因地区和季节而异。例如，冬季地磁暴似乎会提升美国西海岸的气温，而美国其他大部分地区的气温则会下降。
这些发现与先前提出的一些潜在机制吻合良好，但与其他一些机制则存在较大差异。他们排除了被称为宇宙射线云假说的机制，但总体上支持自上而下的机制，即从高层大气传播到对流层，而对流层正是我们大部分天气现象发生的区域。
基于这项分析，作者认为，先前观测到的太阳活动与地球天气之间的长期相关性，很可能是由类似本研究中分析的太阳风暴等短暂的太阳活动爆发造成的，而非缓慢的持续变化。
这项研究还可以为天气和气候模型的更新提供参考，目前这些模型在准确捕捉地磁暴对地球大气层的影响方面仍存在困难。
—科学撰稿人Sarah Stanley
This translation was made by Wiley. 本文翻译由Wiley提供。
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Text © 2026. AGU. CC BY-NC-ND 3.0
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Source: 太阳风暴如何影响地球天气？一项新研究探讨其作用机制