磁暴，地球磁場全球性劇烈變動的現象，主要發生在行星際磁場持續轉南向的時候，我們可以透過中、低緯度的地磁測站量測地球磁場，以地球磁場北-南方向分量的變動程度定義磁暴的發生。磁暴發展過程可分為三個階段，起始期 (Initial phase)、主相位期 (Main phase) 以及回復期 (Recovery phase)。磁暴剛發生 的起始期，中、低緯度磁場會有一個短暫突然的北向增強現象 (SSC, Sudden Storm Commencement)，然後開始平緩的減弱，進入發展期後，地球磁場開始大幅地減弱到達最小值，之後地球磁場便開始慢慢回復到之前的水平。一般而言，起始期為時數分鐘到幾個小時，發展期會持續數小時，而回復期則可延續數天之久。

        磁副暴概念衍生自許多對磁暴的研究過程，在磁暴發生的過程中，其間內含了許多分散發生和間歇發生的極區擾動，通常持續一小時或數小時左右。我們通常可透過兩種方式觀察這些區域性的擾動：(1) 極光表現，以及(2) 極區地磁變動。

        磁副暴的發展可分為三個時期：成長期 (Growth phase)、爆發期 ( Expansion phase) 和回復期 (Recovery phase)。在成長時期，磁副暴開始發展，最靠近赤道方向的極光會突然間增亮，此特徵點我們特稱為極光破展點 (breakup)；接著在極區，開始發生往地球極軸方向的範圍性極光增亮現象，此時進入爆發期，達到極區最大擾動 ；此後慢慢回復至平常的狀態，即處於回復期。 透過判定極光破展點的發展，我們可定義磁副暴事件的發生，下圖為 Polar UVI 所呈現的磁副暴事件極光影像圖，磁副暴發生的時間介於 1329:43 UT 至 1331:06 UT 之間。

透過位在高緯度環繞極區的地磁測站，我們可以觀測極區地磁變動的情形，我們定義在極區量測到地磁北-南方向的最大值為 AU ，最小值為AL，當磁副暴發生時 AL 值會陡降，此時為爆發期。

        然而，我們為什麼要這麼在意這些我們〝感受不太到〞的現象呢？事實上，除了美麗極光的展現之外，這些現象早已在我們的日常生活中深植影響，以不同的形式讓我們有所感受。在磁暴及磁副暴發生的時候會帶來大量的高能粒子，這些高能粒子會使得生物的基因結構受到破壞，引發癌症，以及其他的健康問題；地磁系統的劇烈擾動也會使得生態系統受到極大的影響，有遷徙慣性的生物如鴿子、海豚和鯨魚等等，其遷徙路徑的改變可能會為牠們帶來死亡的危機；磁暴及磁副暴發生時將會使得與整個通訊系統有絕對關係的電離層結構整個重整改變，屆時整個通訊系統無法正確的因應將使得人與人之間的聯絡大受影響；此外磁暴磁副暴所帶來的高能粒子最先衝擊到的就是我們日常生活中越來越依賴的衛星系統，衛星表面不正常的 電荷累積使得監控衛星、上下傳輸資料以及正確的掌握衛星的位置變得不可能，更遑論我們越來越仰賴的GPS衛星定位功能能夠運作；1940年3月24日在新英格蘭、紐約•••等地區，1958年2月9、10日在英國哥倫比亞，1972年8月2日在華盛頓和北達科塔州，1989三月13在魁北克，以及2003年8月14日在美國及加拿大，都發生了大規模的停電，因為磁場的改變引發不正常的電流，對電力傳輸線路造成極大的危害，使得供電系統 癱瘓。

        這就是為何磁暴以及磁副暴如此受到關注的原因，透過科學研究，我們希望能對磁暴以及磁副暴的發生機制以及整個物理運作系統有更多的了解，使得我們更能夠掌握太空天氣的發展，將來能夠在磁暴及磁副暴對地球生態系統和人們的日常生活帶來危害及不便之前，能夠先發出警報並能夠發展出因應的辦法。