چگالی باد خورشیدی یکی از مهمترین ویژگیهای این جریان پلاسماست و نقش اساسی در تعیین شدت اثرات آن بر مگنوسفر زمین دارد. چگالی در واقع به تعداد ذرات باردار موجود در هر واحد حجم از باد خورشیدی اشاره میکند و معمولاً بر حسب ذره بر سانتیمتر مکعب اندازهگیری میشود. مقدار چگالی باد خورشیدی نزدیک مدار زمین معمولاً بین دو تا ده است، اما بسته به شرایط خورشید و ساختار تاج خورشیدی میتواند بسیار کمتر یا بسیار بیشتر باشد.
در شرایط آرام خورشید، چگالی معمولاً حدود سه تا هفت است، اما در هنگام عبور بادهای سریع که از حفرههای تاجی سرچشمه میگیرند، مقدار آن پایینتر و گاهی نزدیک به یک یا دو است. در مقابل، در زمان رخدادهای انفجاری مانند بیرونپاشی جرم تاج خورشیدی (CME)، چگالی ممکن است ناگهان به چند ده یا حتی بیش از صد ذره بر سانتیمتر مکعب برسد و این افزایش ناگهانی میتواند پیامدهای قابل توجهی برای میدان مغناطیسی زمین داشته باشد.
تفاوت میان باد آرام و باد سریع یکی از دلایل تغییرات چگالی است. در باد آرام که از نواحی بستهٔ مغناطیسی تاج خورشیدی منشأ میگیرد، ذرات در محیطی فشردهتر قرار دارند و خروج آنها دشوارتر است؛ بنابراین چگالی بالاتر دیده میشود. اما در باد سریع که از نواحی باز میدان مغناطیسی مانند حفرههای تاجی خارج میشود، پلاسما سبکتر و پراکندهتر است و چگالی معمولاً پایینتر خواهد بود.
چگالی باد خورشیدی بهطور مستقیم بر فشار پویای باد تأثیر میگذارد. هرچه چگالی یا سرعت بیشتر باشد، فشار پویا افزایش مییابد و این افزایش فشار باعث فشرده شدن مگنوسفر و نزدیکتر شدن مرز آن به زمین میشود. تغییرات ناگهانی چگالی نیز میتواند شوکهایی در محیط میانسیارهای ایجاد کند که هنگام رسیدن به زمین موجب تغییرات ناگهانی در میدان مغناطیسی میشوند و میتوانند آغازگر طوفانهای ژئومغناطیسی باشند.
با افزایش فاصله از خورشید، چگالی باد خورشیدی کاهش مییابد و تقریباً با رابطهای شبیه یک تقسیم بر مجذور فاصله رفتار میکند. بنابراین مقدار چگالی در فواصل دور مانند مدار مریخ یا مشتری بسیار کمتر است و اثرات باد خورشیدی نیز متفاوت خواهد بود.
چگالی برای مأموریتهای فضایی اهمیت فراوان دارد، زیرا افزایش ناگهانی ذرات میتواند به تجهیزات حساس فضاپیماها آسیب بزند، شارش ذرات پرانرژی را افزایش دهد و سیستمهای الکترونیکی را تحت تأثیر قرار دهد. به همین دلیل فضاپیماهایی که در نقطهٔ L1 قرار دارند، مانند DSCOVR و ACE، چگالی باد خورشیدی را بهصورت لحظهای اندازهگیری میکنند تا هشدارهای کافی برای پیشبینی رویدادهای فضاهواشناسی ارائه دهند.
افزایش چگالی همچنین با شدت شفقهای قطبی ارتباط دارد. اگرچه چگالی بهتنهایی عامل اصلی تولید شفق نیست، اما هنگامی که مقدار آن بالا میرود، تعداد بیشتری از ذرات وارد مگنوسفر و سپس به لایههای بالایی جو منتقل میشود و موجب افزایش درخشش نورهای قطبی میشود. از این رو چگالی یکی از شاخصهای مهم در تحلیل وضعیت شفق و پیشبینی فعالیتهای ژئومغناطیسی است.