Aurinko on tärkein elämään vaikuttava tekijä maapallolla, joka tuottaa koko eliö- ja kasvikunnalle sopivan ilmaston ja muun elinympäristön. Aurinko tuottaa suoraan tai välillisesti suuren osan ihmisen käyttämästä energiasta. Esimerkiksi öljy, hiili, maakaasu, turve ja puu ovat luontoon varastoitunutta aurinkoenergiaa.
Tuuli- ja vesivoiman virtausliikkeen energialähteenä on Auringon lisäksi maapallon pyörimisliike. Vain ydinenergia on peräisin muista, jo ammoin räjähtäneistä tähdistä, ei Auringosta. Auringon oma energialähde on tunnettu jo vuosikymmeniä: sen ytimessä toimii ydinfuusioreaktio, jossa vety-ytimet yhtyvät heliumytimiksi. Tällöin osa massasta vapautuu energiaksi Einsteinin kuuluisan kaavan E=mc2 mukaan.
Vaikka Auringon energiantuoton perusteet on selvitetty, sen toiminnassa on suuria avoimia kysymyksiä. Aurinko on magneettinen tähti, jonka magneettista toimintaa ja sen vaihteluita, ns. magneettista aktiivisuutta ymmärretään vielä varsin huonosti. Tärkeiksi nämä vaihtelut tekee se, että niillä on suora yhteys Auringon säteilemän energian vaihteluihin. Emme siis voi pitää Auringon energiantuottoa tai muita vaikutuksia vakioisena taustatekijänä edes lyhyellä aikajänteellä.
Auringon muuttuvaa toimintaa on havainnoitu siitä lähtien kun tutkijat kuten Galileo Galilei suuntasivat juuri kehitetyt kaukoputket Aurinkoon ja havaitsivat siellä ajoittain esiintyviä tummia laikkuja, auringonpilkkuja. Auringonpilkut ovat alueita, joissa Auringon sisällä syntynyt tiheä magneettikenttä on purskahtanut pinnan läpi.
Koska magneettikentällä on suuri energiatiheys, näissä alueissa lämpöenergia on heikentynyt. Ne ovat muuta pintaa kylmempiä, näkyvät tummempina ja säteilevät vähemmän energiaa. Viimeaikaiset satelliittimittaukset osoittavat odotusten vastaisesti Auringon säteilyenergian kasvavan pilkkumäärän kasvaessa. Tämä johtunee siitä, että pilkut sisältävät vain osan sisältä nousevasta magneettisesta energiasta, josta suurempi osa häviää lämpöenergiaksi. Pilkkujen lähellä onkin havaittu muuta ympäristöä hieman kuumempia laajoja alueita.
Jo 1800-luvulla havaittin auringonpilkkujen määrän vaihtelevan noin 11-vuotisen jakson eli aurinkosyklin mukaan. Pilkkusyklien pituus ja korkeus vaihtelevat kuitenkin suuresti. Vaihtelun ääripäät sijoittuvat 1600-luvun ja 1900-luvun loppupuolille. Melko pian Galilein mittausten jälkeen 1600-luvun puolivälistä 1700-luvun alkupuolelle auringonpilkkujen määrä väheni dramaattisesti ja pilkkujen syklisyys katosi kymmeniksi vuosiksi. Auringon kaltaisten tähtien havainnot osoittavat hiljaisten kausien, ns. suurten minimien, kuuluvan toimintaan.
Viimeksi kuluneiden 70 vuoden aikana aurinkosyklit ovat olleet korkeampia kuin muulloin 400 vuoden aikana. Auringon kiihtyneelle toiminnalle on olemassa muutakin tukea. Maan magneettikentän lyhytaikainen häiriöisyys on kasvanut viimeisen sadan vuoden aikana. Tätä häiriöisyyttä tuottavat Auringosta virtaavan hiukkasvuon, ns. aurinkotuulen ja sen mukana kulkevan Auringon ulkoisen magneettikentän vaihtelut.
Auringon magneettikenttä vaikuttaa myös ns. galaktisiin kosmisiin säteisiin eli erittäin nopeisiin atomiytimiin, jotka syntyvät aurinkokunnan ulkopuolella. Voimakas kenttä vaikeuttaa kosmisten säteiden pääsyä Maan lähiavaruuteen. Mittaamalla kosmisten säteiden määrän vaihtelua voidaan epäsuorasti tutkia Auringon magneettikentän suuruutta. Näitä mittauksia tehdään myös Oulussa kosmisten säteiden havaintoasemalla.
Kosmiset säteet tuottavat ilmakehässä tapahtuvissa hiukkastörmäyksissä eräitä merkkiytimiä, ns. kosmisia isotooppeja, joista osa varastoituu tutkimukselle sopiviin pitkäaikaisvarastoihin. Tärkeimmät isotooppivarastot ovat puulustojen hiili-14 ja mannerjään beryllium-10. Mitattujen isotooppimäärien avulla päästään useiden tuhansien vuosien taakse Auringon menneisyyteen.
Oulun yliopistossa on kehitetty malli, joka yhdistää isotooppien ja auringonpilkkujen lukumäärän. Tulosten mukaan nykyinen suuri aktiviteetti on harvinaista mutta ei aivan ainutlaatuista. Suurempaa aktiivisuutta esiintyi jääkauden lopun jälkeen, viimeksi noin 9000 vuotta sitten.
Voimme kuitenkin sanoa Auringon elävän tällä hetkellä poikkeuksellista aikaa. Nopeat, vain muutaman kymmenen vuoden aikana tapahtuvat suuret muutokset näyttävät olevan tyypillisiä. Voidaan ennustaa, että nykyinen aktiivisuustaso ei jatkune enää paria sykliä kauempaa.
Auringon muuttuva toiminta vaikuttaa maapallolla monella tavalla. Säteilyn kokonaismäärän vaihtelun lisäksi sen ultraviolettiosan vaihtelu on merkittävää ja suhteellisesti paljon suurempaa kuin näkyvän valon vaihtelu. UV-valon vaihtelu vaikuttaa ylemmän ilmakehän, mm. otsonin määrän muutokseen sekä erilaisten kytkentöjen kautta alemman ilmakehän ja ilmaston muutokseen.
Auringon aktiivisuuden vaihtelu voi vaikuttaa merkittävästi ilmaston muutokseen myös kosmisten säteiden kautta. Kosmisten säteiden tuottama ilmakehän ionisaatio voi merkittävästi kiihdyttää pilvien muodostusta. Pilvien määrän onkin havaittu vaihtelevan samaan tahtiin kosmisten säteiden määrän kanssa.
Auringon aktiivisuuden merkitystä viimeaikaiselle ilmastonmuutokselle on kuitenkin vaikea arvioida. IPCC-paneelin raportinkin mukaan Auringon ilmastopakote on heikoimmin tunnettuja tekijöitä. Raportin perustana käytetyt ilmastomallit ovat myös erittäin puutteellisia pilvien osalta, eivätkä ota huomioon em. yhteyttä.
Viime aikoina on saatu merkittävää lisänäyttöä sille, että ilmaston pitkäaikaisella kehityksellä ja Auringon toiminnan (kosmisten säteiden) vaihtelulla on usein suurta samankaltaisuutta. Tällaisia tuloksia on saatu mm. erilaisten kuivuus- ja sadekausien esiintymisestä.
On myös alustavia tuloksia siitä, että tällaisilla aurinkoperäisillä ympäristömuutoksilla olisi ollut merkitystä eräiden kulttuurien kehitykselle ja tuholle. On jopa esitetty, että ihmisen kulttuurimuutos metsästäjästä maanviljelijäksi noin 10 000 vuotta sitten johtuisi samaisista syistä. Joka tapauksessa Auringon magneettisen toiminnan muutosten ja niiden seurausten tutkimus avaa uusia näköaloja ja on vasta alkutekijöissään.