中央氣象署太空天氣作業辦公室

不甚平靜的2020年，影響著太空天氣的太陽活動也進入了第25個週期。

不同於2019年是第24個週期的尾聲，今年不管是在太陽黑子與太陽閃焰(Xray通量增強)的數量和等級也都有明顯的上升，反到是過去幾年較常造成地球磁場擾動導致磁暴的高速太陽風事件，今年相對發生的次數也就少了許多，而且也有因受到日冕物質拋射(CME)所引發的磁暴事件。透過觀測資料和幾個重要的數字，一同來回顧第25週期的第一年，太空天氣有什麼變化。

從太陽黑子相對數(沃夫數, Wolf Number)來看，從2020年的下半年開始，雖然仍然有幾天表面沒有黑子存在，但從兩年對照的曲線來看就有明顯的增加和差異。和去年沒有黑子的天數比較，從273天減少到193天。最大的太陽黑子相對數出現在2020年11月29日其數值為94，更是高於去年只有38的最大值。也正因為如此，2020年到了10月之後，太陽表面上幾乎都有機會看到大小不等的黑子存在，也產生了不少太陽輻射(Xray)通量增強。

　在太陽閃焰和輻射通量的部分，根據NOAA/GOES-16衛星的Xray通量觀測資料，今年足以影響到高頻(HF)通訊的太陽閃焰總共發生了175次，去年全年總共為66次。其中規模最大的事件是發生在11月29日，等級為M4.4。這次的太陽閃焰從NASA/SDO影像來看，是發生在太陽表面的邊緣。但如果仔細從光球層影像和其他波段影像分析，可以發現邊緣位置其實還看不到太陽黑子或活耀區的存在，真正發生太陽閃焰的區域這時後還沒隨著太陽自轉轉向面對地球的方向。也因為這樣，雖然有注意到這個區域即將轉向地球，但因為還缺乏太陽磁場結構的觀測資料，所以在當時對於閃焰的強度在掌握上落差相對較大。

　另外，由於太陽Xray輻射增強對於高頻無線電波的影響是與太陽的天頂角有關，因此只有地球上恰好為白天的區域才會有影響。所以，在這175次的太陽輻射增強中，共有73次發生的時間是會對台灣地區周遭的高頻通訊會造成程度不等的干擾。幸好今年的事件發生期間多數都只有維持數分鐘，因而沒有產生非常顯著的通訊干擾或中斷的情形發生，主要影響多為頻率介於3-8MHz的電波通訊用戶。不過，若是以美國海洋暨大氣總署(NOAA)太空天氣預報中心(Space Weather Prediction Center, SWPC)所劃分的無線電干擾指數(Radio Block, R Scale)來分類，今年仍然沒有會讓指數達到R1以上的太陽閃焰發生。

　過去這一年太陽風的平均風速為每秒363.24公里，密度為每立方公分3.88個。而根據NOAA/DSCOVR衛星的觀測資料顯示，今年所記錄到最高太陽風風速出現在10月27日，達到每秒811.11公里。相較之下，最低太陽風風速則為12月4日的每秒243.15公里。至於密度的部分，極大值為10月1日的每立方公分有24.88個。

　雖然太陽輻射通量有顯著的增加，但對於地磁擾動而言仍然相對緩和。只有少數的日冕物質拋射事件和高速太陽風事件有影響到地球附近的太空環境造成地磁擾動。本年度合計有發生磁暴的天數為14天，每月平均1-2次。地磁擾動指數Kp值最大為6，出現在9月27日。主要為受到太陽表面的日冕洞所產生的高速太陽風影響，配合行星際磁場南北方向擾動較大，因而從9月24日開始到9月29日都是處在地磁擾動較大的時期，幾乎每天都有達到磁暴等級的地磁擾動發生。雖然全年強度達到G2的僅有2天，達到G1的僅有12天，但也有為數不少的日子Kp值仍有達到4，也很接近磁暴的條件。

　從2020年下半年的太空天氣狀態，已經可以感受到新一週期的太陽活動。雖然科學家預測第25週期的強度可能會和第24週期相似，整體而言仍然是屬於一個活動較弱的週期，但並不代表就不會有劇烈的太陽風暴事件發生。特別是太陽活動週期中的最初3到4年的上升期以及接近週期結束前的3到4年都是相對變化較大的區間。就如同2017年9月所發生規模為X9.3的太陽閃焰，就是在接近太陽活動極小期的區間，當時也引起科學家的討論。不論如何，如果對太空天氣有興趣，或是想瞭解衛星通訊和定位、高頻無線電通訊會不會受到太空天氣的影響，或是想安排追極光的活動，都請持續關注中央氣象局太空天氣作業辦公室的相關消息。