由於日前太陽風暴辦隨發生的日冕物質拋射,在昨天臺灣時間清晨傳至近地太空,不僅擠壓地球磁場產生磁暴,高緯度全球地磁擾動指數(Kp)的數值達到8,更帶來許多高能粒子轟擊在太空中運作的人造衛星。劇烈的太空天氣變化,也影響了高緯度的無線電通訊、衛星定位的精確度,更可能讓飛行在此環境中的機組人員或是太空人接受到較高的輻射能量。
不過,劇烈的太陽風暴也為地球帶來一場自然的燈光秀。從美國海洋暨大氣總署太空天氣預報中心所提供的資料來看,將可以在地球上見到絢麗的極光現象。可惜的是,現在正值北半球夏天,多數能夠欣賞極光的地區進入了永晝時節,或者是夜晚的時間相當的少,在日光的影像下,並不容易看到極光。南半球雖然是良好的季節,但紐西蘭和澳洲南方的緯度都還不夠靠近極光橢圓圈,即使能夠看到極光,也會發現極光是出現在接近地平線的仰角高度。
不過,還有個欣賞極光絕佳的位置!那就是從國際太空站(ISS: International Space Ststion)望向地球。昨天美國太空總署太空人凱裡史考特自國際太空站拍攝到許多極光的照片,不僅範圍廣闊以外,還能夠一睹多種極光的顏色。由於極光是中性氣體受到高能粒子碰撞之後,能量轉移與釋放後所形成的化學反應,因此極光的顏色會與氣體的總類有關。而在地球的高層大氣中,氣體的分布與氣體的分子量有關,主要氣種由最底下的氧分子(O2)、氮分子(N2),逐漸變成氧分子(O)與氮分子(N),最後則幾乎為氫分子(H2)。
從地表抬頭望向極光,最常見到極光顏色是綠色,這是高能粒子碰撞到氧分子的結果。由於濃度高、光度強,往往遮掩了更上方的極光顏色。但是來自太空站的照片就有不一樣的視野,從照片中可以看到在綠色的極光上方還有一層由氮分子所形成的藍紫色極光,以及最上層由氫分子所貢獻的粉紅色極光。
雖然這幾年太陽黑子數逐年有下降的趨勢,多數科學家也同意這一個太陽活動週期的極大期在2014年初就已經漸漸結束。但是太陽活動週期主要仍與太陽活動或是太陽風暴的次數多寡有直接的關係,與單一事件的強度沒有直接的關連。即使是在太陽活動極小期,還是有可能會出現影響我們的劇烈太空天氣變化。事實上,自去年年底就已經有多次太陽閃焰與日冕物質拋射事件發生,規模等級都比昨日媒體所報導的事件要來的劇烈與嚴重,但是幸運的是過去者幾個事件並沒有直接朝向地球而來,對我們造成影響。不然將有可能造成衛星定位失準、通訊中斷等危害到日常生活的影響。太空天氣雖然聽起來離我們很遙遠,但卻也是一個不容忽視的天然災害。
國立中央大學太空科學所博士班畢業,現任中央氣象署數值資訊組研究員。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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