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太空中風火雷電 太陽閃焰舞動地磁風暴

圖/BOB

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文/簡麗賢

中央氣象署於5月10日首次罕見針對地磁擾動發布太空天氣訊息,示警「地球磁暴」,預報太陽表面活躍區發生太陽閃焰,並伴隨產生顯著且威力強的「日冕巨量噴發」事件,擠壓地球磁層造成地磁擾動的地磁風暴,影響地球的電力設備系統、高頻無線電、通訊衛星與全球衛星定位系統(GPS)等。

太空天氣預報提及,太陽盤面中央有一大群面積大的黑子群,可容納大約29個地球,且磁場結構複雜,伴隨多起太陽閃焰,同時也有日冕巨量噴發的拋射物質事件,擠壓地球磁層造成地磁擾動。氣象署特別通知國家太空中心,預防在高空運轉的福爾摩沙衛星5號與7號受到影響,產生表面導電及追蹤問題,由於磁暴時大氣層增溫而導致阻力增加,衛星高度會降低,若受到更大的大氣阻力,可能導致衛星因摩擦生熱而燃燒。

地磁風暴  影響通訊

依據美國國家海洋暨大氣總署(NOAA)對地磁風暴強度的分類共5級,第3級就可能造成衛星導航、高頻無線電訊號短暫中斷,以及極光出現在更低緯度地區。中央氣象署發布地磁風暴的特報,在最強烈的時段達到第4級,提醒此次地磁擾動事件,可能影響太空飛行器操控系統及高緯度國家的高頻無線電通訊等,但一般民眾使用的行動電話訊號、無線網路及藍芽,則不會受影響。

太陽表面活躍而產生太陽閃焰,噴發出大量游離狀態的高能量帶電粒子,與地球磁場交互作用,特別需要關注電力系統是否受影響。歷史上著名的劇烈太陽風暴事件包括1859年卡靈頓事件,影響當時的電報系統;1989年魁北克因地球磁暴,造成部分地區大規模停電。磁暴可能影響高緯度電力系統,導致高頻短波無線電波傳輸中斷。物理學家提醒前車之鑑,極端風暴之後,科技基礎設施通訊導航系統等,可能出現問題,造成某種損害程度,不能小覷。

台灣位在北緯23.5度,受到地球磁暴的影響較小,儘管如此,台灣電力公司跟國家太空中心仍須加強監控電力系統與衛星狀態,觀看電子系統與通訊衛星是否受影響。

全球關注太陽表面劇烈活動造成地球磁暴外,民眾追逐燦爛炫目的極光熱潮,也是媒體報導的焦點。高緯度的北美地區民眾,在深夜可看到太陽閃焰舞動極光秀,是令人嘖嘖稱奇的天文景象。極光現象一般發生在地球磁極緯度45度的地區,這次包括美國亞利桑那州、澳洲新南威爾斯州、中國大陸北京等中緯度地區,出現絢爛極光,英國劍橋和愛爾蘭也出現極光,不少天文迷甚至看到紫色、紅色斑斕光芒在黑夜中舞動,興奮拍下罕見的極光奇景。

極光產生  地磁有力

極光常常出現於緯度靠近地磁極地區上空。產生極光的條件包含大氣層、地球磁場與高能量帶電粒子。以物理學分析,來自太陽的高能量帶電粒子到達地球附近,其中一部分因為地球磁場的引導,而沿著地磁的磁力線集中到南北兩極。當這些帶電粒子進入極地的高層大氣時,與電離層中的原子、離子或分子碰撞,能量轉移產生的光芒即為極光。簡言之,極光的形成與帶電粒子在磁場中的運動有關,來自太陽的帶電高能量粒子,被地球磁場導引而進入地球大氣層,並與高層大氣中的原子等粒子碰撞,造成發光現象。地球磁場除了引導帶電粒子向兩極移動與空氣碰撞產生極光外,最重要的是避免人類遭受這些帶電粒子的傷害。

18 06 2024

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