太陽黑子傳來第25週期的訊息?

2019-12-25 | 譯編者:奕德 審訂員:黃俊穎


2019年12月25日中央氣象局天文站可見光太陽影像與NASA\SDO衛星太陽磁場影響(圖片來源:氣象局天文站、NASA\SDO)
2019年12月25日中央氣象局天文站可見光太陽影像與NASA\SDO衛星太陽磁場影響(圖片來源:氣象局天文站、NASA\SDO)

 在長達近40天太陽表面上沒有出現太陽黑子後,昨天(12/24)太陽表面又再度出現了太陽黑子的蹤影。不同於過去這一年所出現的太陽黑子,這次出現的太陽黑子位在太陽表面較高緯度的地方,磁場結構的方向也全然不同,這似乎也透露著一點太陽活動週期即將交替的訊息。

氣象局人工太陽黑子描繪作業
氣象局人工太陽黑子描繪作業

 因為受到台北上午天氣的影響,中央氣象局天文站在今天(12/25)中午時分才有機會利用雲間的空檔進行太陽觀測作業。中午時分,投影後的太陽影像不僅受到雲層的影響也會受到大氣溫度上升後熱對流的干擾,讓黑子觀測作業難度提高許多(另開視窗看影片)。雖然觀測條件不佳,讓黑子的影像有顯得有些模糊,但仍然可以讓同仁清楚地辨識出太陽黑子所在的位置、特性和數量。同仁也趕快把握住難得的觀測機會,將黑子描繪在紀錄紙上並且進行可見光波段和H-alpha波段的拍攝作業。除了昨天上午就出現在太陽表面的上的黑子(編號2753)以外,今天也又多增加了另外一群黑子(編號2754)。

 本月初,美國海洋暨大氣總署(NOAA)剛剛更新了太陽活動預報,認為第24週期將有機會在明(2020)年4月結束,並且進入第25個太陽活動週期。但是太陽活動週期的更迭,是需要從長時間的觀測資料中進行分析判斷,很難像是平日在氣象播報中聽到的「梅雨鋒面」或是「颱風等級」有著較為客觀的分析流程或是定量的條件區分。一般而言,對於太陽活動週期的說明,會很簡單的利用黑子所出現的緯度以及黑子所在區域的磁場極性來分析。從過去的觀測發現,在每一個太陽活動週期中,太陽黑子都會先出現在較高的緯度(30-40度),再慢慢地往接近太陽赤道的緯度(0-10度)靠近。過去這幾年所紀錄到的太陽黑子也多出現在南北緯10度以內,因此都一次被歸納在太陽活動第24週期的尾聲。但這次所出現的太陽黑子,編號為2753的黑子群位在南緯30度左右,而另外編號為2754的黑子群則在北緯25度左右,位置可說是明顯的偏向較高的緯度,而有機會被區分成為第25週期的黑子群。

太陽黑子(編號2753)逐時磁場結構變化(圖片來源:NASA/SDO)
太陽黑子(編號2753)逐時磁場結構變化(圖片來源:NASA/SDO)

 另外,如果從太陽表面的磁場來分析,藉由NASA/SDO衛星所觀測到的磁場結構,這兩群黑子的極性方向也與目前第24週期相反。當12/24太陽表面上出現太陽黑子時,雖然NOAA還沒有提供編號,但太空天氣作業辦公室就開始追蹤磁場變化,來分析會不會產生太陽閃焰或是更劇烈的太陽風暴。從過去30小時的發展(另開視窗看動畫)可以看到,黑子群磁場較強的區域逐漸的分離,雖然仍有一些較小的結構,但預估不會有劇烈的事件發生。

 影像上紅黃色的區域表示磁場方向是遠離地球(進入太陽表面),而藍綠色則是表示磁場方向是朝向地球(離開太陽表面),顏色愈是偏紅或偏藍表示磁場的強度愈強。在過去的第24週期當中,當太陽黑子出現在南半球時,磁場結構主要左紅右綠,而今日所看到位在南半球的黑子(2753)的結構則是呈現相反的右紅左綠。同時,另外一群位在太陽北半球的黑子也有一樣相反的結構,更增加了這兩個黑子群和太陽活動第24週期特性不同的證據。綜合這兩種特徵,這兩天所觀測的到太陽黑子可說是傳遞了太陽活動第25週期即將要開始的訊號。雖然太陽活動週期沒有一個確切開始的時間點,但也可以預判著未來2-3年的太陽活動應該會如同預測般的逐漸上升。而伴隨太陽活動增強的同時,也得要更加的留意劇烈太空天氣的變化,避免太陽閃焰或是日冕物質拋射所帶來的輻射增強與地磁擾動衍伸的干擾和影響。

延伸閱讀: NASA/SDO太陽週期預測

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奕德

國立中央大學太空科學所博士班畢業 現任中央氣象局氣象資訊中心研究員 專長:電離層物理、電離層模擬、太空科學科普教育、Dagik Earth應用

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