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福卫五号升空,成大「太空天气预报系统」準确预测太阳风暴影响
发表日期:2020-07-27 14:43| 来源 :下载星空| 点击数:518 次
福卫五号升空,成大「太空天气预报系统」準确预测太阳风暴影响

近日太阳剧烈变化,9 月 6 日爆发近 12 年对地球影响最强的太阳闪焰,引发国际关注,成功大学太空天气预测研究团队指出,台湾时间 9 月 11 日凌晨同一个太阳黑子群又再度发生一次规模类似的巨大闪焰,所幸产生闪焰较上一波更偏离正对地球方向,预测闪焰将于 9 月 13 日从旁掠过,地球将可有惊无险再次躲过太阳风暴。

成功大学与国家太空中心成功发展出的「电离层太空天气预测系统」,是世界上极少数具预测能力的太空天气预报系统,今年 8 月底搭载先进电离层电浆探测仪的福卫五号顺利升空,能在第一时间大量提供探测太空电离层电浆分布资料,也因此令研究团队在太空气象预测更加準确。

团队成员成大地球科学系教授林建宏表示,9 月 6 日这一波太阳风暴在台湾时间 9 月 8 日中午起对于台湾附近的电离层产生电浆增强效应,并在全球产生电浆增强效应并持续到当天各地晚间,电浆增强会对船只、飞机、紧急救灾用的高频无线电通讯产生影响,也让 GPS 卫星导航产生较大的误差,但由于此次磁暴并无产生较能影响 GPS 的太空电浆泡,以及电离层电浆增强效应并不剧烈,因此本次磁暴事件对于台湾影响不大。

此次地球躲过太阳风暴可能产生剧烈磁暴的主要原因是,此次太阳闪焰发生的位置较偏离正对地球方向,因此产生的太阳风暴仅仅擦边球击中地球,产生中等规模的地球磁暴效应,如果闪焰提早两天发生,则可能产生足以影响地球数天的超级磁暴效应。

林建宏表示,其实,台湾时间 9 月 11 日凌晨同一个太阳黑子群又再度发生一次规模类似的巨大闪焰,所幸产生闪焰的太阳黑子位置随太阳自转而又更偏离正对地球方向,预测此次闪焰产生的太阳风暴将从旁掠过地球,并在 9 月 13 日产生较轻微地球磁暴影响,对于影响紧急救灾用的高频无线电产生影响有限,这对受到艾玛飓风侵袭可能需要仰赖紧急高频通讯的美国是有利的消息。

电离层距地表 100 到 1,000 公里,受太阳影响大,变化极为快速,几分钟内就可能会有很大的变化,以致太空环境极不稳定,导航或通讯在内的卫星系统都因此受干扰。

福卫五号升空,成大「太空天气预报系统」準确预测太阳风暴影响

人类对卫星依赖日益加深,太空天气预报愈显重要,目前国际上仅一、两个可以真正预报太空天气预报系统,都是历经 10 年以上发展。成大 2009 年起投入太空天气预测研究,2013 年起与国家太空中心合作,2016 成功发展出于太阳风暴期间亦有预报能力的系统,日前搭载先进电离层电浆探测仪的福卫五号顺利升空,令预报功能更加準确。

林建宏教授指出,良好的太空天气预报系统,让人类可以立即掌握太空电浆层变化,尤其是要能提早预警电浆泡(电浆泡可能导致收不到卫星讯号)产生,进而推估对卫星通讯或卫星导航的影响(如电讯干扰、中断、导航误差),犹如现行的气象报告,可以即时得知降雨量、或推估未来几天的降雨量等。

「太空天气预报系统」不容易做到的原因包括,太阳风暴期间,全球太空环境剧烈变化,难以掌握外,另一原因在于太空观测资料不足;林建宏教授指出,现在的气象报告準确度大幅提升,是因为有相对较为充足的观测资料,平均一天百万笔以上的资料,但太空观测的资料一天不到 3 万笔,对于太空天气预报是一大挑战。

林建宏教授表示,成大与台南市教育局南瀛天文台教育园区合作设置的「太空影像观测仪」,2015 年 3 月太阳风暴期间观测到太空电浆泡变化,与成大发展出的「电离层太空天气预测系统」预测结果一致,验证了系统优异的预测能力,就连美国国家大气研究中心也邀请成大团队共同发展包含太阳活动以及地面天气系统影响的新世代电离层预测系统。

飞行导航、自驾车等都高度仰赖卫星导引,太空天气预报是国际瞩目的新兴领域,美国、英国、日本等全世界已有 17 个太空天气预报作业中心,联合国外太空事务委员会也积极规划国际合作太空天气事务;台湾也在今年在中央气象局成立太空天气作业办公室。福卫五号上太空,将能在第一时间提供台湾大量「太空电离层电浆分布」以及「电浆泡」观测资料,太空天气预报的準确度将更加提升。未来,成大将在太空天气预测领域,扮演重要角色。

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