福七電離層資料投入台灣太空天氣監測

2020-03-06 | 譯編者:奕德 審訂員:黃俊穎


TROPS開放電離層資料
TROPS開放電離層資料

臺美合作的福爾摩沙衛星七號(FORMOSA-7/COSMIC-2)於去(108)年6月25日發射升空後,在前期對外提供試用之大氣觀測資料後,透過臺美團隊依全球的氣象作業中心及研究單位回饋意見精進資料品質,今(109)年3月6日召開記者會正式對國際公開福衛七號大氣掩星近即時觀測資料。而在此同時,由國研院太空中心並結合中央氣象局、中央大學與成功大學,共同發展的【台灣掩星資料處理系統】(Taiwan RO Processing System, TROPS),也開始福衛七號電離層觀測資料和加值產品。有興趣的使用者,可以藉由臺灣資料分析中心網站(TACC)的網站下載近即時的電離層觀測資料和高階產品數據。

福衛七號電離層剖線
福衛七號電離層剖線

福衛七號除了提供大氣觀測觀測資外,也可以提供電離層電子濃度剖線,可以針對全球南北緯50度之間的區域強化太空天氣監測。電離層電子濃度剖線是指電離層電子濃度隨高度的分布圖,可以看到多數的地區和時段,電離層濃度隨高度回先增加到一個最大值,稱之為電離層最大電子濃度(NmF2),而最大值的所在高度就是電離層層峰高度(hmF2)。對於需要透過電離層反射訊號的電波通訊使用者,這兩個參數可以非常具有參考價值的。而從電子濃度最大值的高度往上,濃度就會逐漸地減少。整個剖線最後約略會停留在衛星的軌道高度,不過實際上當高度繼續往上時,依然可以觀測得到帶電力子的存在。不過,電離層剖線直接透過福衛七號的觀測數據計算而得,往下會一直延伸到收到衛星收不到來自GNSS衛星的訊號為止,因此有時候還會出現高度低於100公里,甚至是接近地表的區域,使用者在判讀資料時需要多加留意一下。

這個區域正好屬於電離層赤道異常區,電子濃度不僅較其他地區偏高以外,也是電離層不規則體容易產生的區域,讓無線電波通訊時極為容易受到電離層的影響。成功大學林建宏教授團隊即以2019年8月發生的一個小規模太陽風暴事件進行分析,發現福衛七號觀測到此太陽風暴對於全球電離層產生超乎預期的擾動效應,特別是中亞到歐洲區域電離層劇烈擾動,對於該區域的通訊、定位導航產生高於預期的衝擊,這是過去科學界未能預期的結果,顯示即使在太陽活動極小的期間,仍需要注意小規模太陽風暴對地球造成的影響。

電離層天氣預報產品
電離層天氣預報產品

即日起民眾亦可在中央氣象局太空天氣作業辦公室的網站(https://swoo.cwb.gov.tw/)上,可查詢到台灣周遭地區的掩星觀測電離層剖線。另外,在國研院太空中心、成功大學以及中央大學團隊的合作發展下,中央氣象局也能透過福衛七號資料的應用,提供民眾與一般天氣測報相似的電離層天氣監測和預報資訊,提供國人大眾與相關團體據以瞭解每天與未來的電離層變化狀況,增進國內對太空天氣變化的掌握能力。

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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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