太阳耀斑是最剧烈的太阳爆发事件之一，它会引起日地空间环境剧烈变化，进而影响人类太空活动。其中最重要的能量来自X射线以及极紫外（EUV）辐射。随着电离层数据的日益增多，尤其是高精度GPSTEC数据的广泛应用，电离层对耀斑的响应得到广泛研究。然而，由于热层观测数据较少，同时人们普遍认为热层大气对短信太阳辐射变化不会有显著响应，因此热层大气对耀斑响应较少受到人们关注。直到最近，基于CHAMP卫星和GRACE卫星的大气密度数据,统计了15个X级耀斑期间热层的变化，结果表明X5级以上的耀斑对热层有着显著影响。 

为了探究热层大气对耀斑的影响，中科院地质地球所地磁与空间物理研究室电离层空间天气学科组乐会军副研究员等人基于实验室自主电离层热层耦合模式对以上X5级耀斑热层效应开展模拟研究。研究表明，耀斑期间辐射增强导致向日半球热层密度、温度出现显著扰动，最大扰动出现在日下点区域，该表面热层响应也主要受到太阳天顶角控制。模拟结果还发现，不仅向日半球出现显著变化，背日半球在耀斑爆发后4个小时也出现显著扰动。突然增加的EUV辐射加热热层大气，扰动全球热层大气环流，改变热层风场，产生在背日半球的反日下点附近的汇聚过程（如图1）导致了背日半球热层密度、温度、风场的扰动。此外，模拟结果还表明热层大气对耀斑的响应并不仅依赖于耀斑EUV峰值辐射强度，更直接依靠整个耀斑期间积分EUV辐射（如图2），即：耀斑持续时间越长对热层大气的影响会越大。模拟结果与CHAMP卫星观测结果基本一致，这也表明模拟结果的可靠和有效性。 

图1 耀斑爆发后不同时间400km高度热层大气密度及水平风场变化的全球分布特征

图2 不同持续时间的耀斑对热层密度、温度的影响