當全球各地的人們倒數迎接2025年之際,世界各國的太空天氣相關單位也密切關注著這幾天在太陽近地側發生的多起日冕物質拋射,評估是否會在此時報上來自太陽的「新年問候」,對近地太空環境和地球磁場造成影響。
回顧過去這一年,是否有留意到與太空天氣相關報導的頻率明顯增加?無論是在新聞、報章雜誌還是社交平台上,與太空天氣相關的消息都比往年來得更加頻繁。這不僅因為2024年發生的太空天氣事件數明顯增加,各項太空天氣指數也都創下了自太陽活動第25週期(Cycle 25)開始以來的最高紀錄。這些歷史性的數據顯示太陽活動已進入一個較為活躍的階段,並提醒我們這顆距離地球約一百五十萬公里的恆星,正展現著它強大的影響力,讓生活在地球上的我們也能感受到它名副其實的魅力。
接下來,將帶領大家分別針對「太陽黑子相對數與太陽活動」、「太陽閃焰與太陽輻射暴」以及「地球磁場擾動與磁暴」三大主題,一同回顧2024年太空天氣狀態,所有的數據資料都是以世界標準時間(UTC)為基準,並且以NOAA/SWPC和主要國際資料中心的數據進行統計:
在2023年,太陽黑子相對數已經突破了前一週期(Cycle 24)的最大值,而在2024年07月18日,太陽黑子相對數達來到290,這不僅超越2023年創下的紀錄,還刷新過去十幾年來的高點。除此之外,2024年單日太陽黑子相對數破百的天數更高達318天,超過了2023年的275天。這一系列數據顯示,過去這一年來的太陽活動仍有持續增強的情形,並且明顯高於同一時期原本科學家所預期,意味著仍有較高的機率發生劇烈太空天氣事件。
2024年太陽閃焰亦刷新2023年的紀錄,年度最強閃焰等級為X9.05。另外,2024年X、M、C級的太陽閃焰事件數也都超過2023年。其中,強度排名前五的太陽閃焰事件多發生在5月和10月,這是因為這兩個月分別皆在太陽表面近地側的活躍區AR3664與AR3842短時間內釋放出多次強烈的X-ray輻射,形成多次無線電干擾達中度(R3)等級的太陽閃焰。
另外值得一提的是2024年的太陽輻射暴事件,除了最高到達中度(S3)等級、質子輻射通量1811.95 pfu是太陽活動第25週期的新紀錄外,2024年強度排名前五的事件即為太陽活動第25週期期間,強度前五的太陽輻射暴事件。根據科學家估算,在11年的太陽活動週期裡,輕度(S2)等級以上的太陽輻射暴事件大約會發生40次,而發生約20次輕度等級以上事件的2024年已經是在本太陽活動週期之中,相對頻繁發生較大規模輻射暴的階段。不過未來也要留意在太陽活動週期強度變化趨勢類似的第23週期中,曾發生強烈(S4)等級的太陽輻射暴事件,這種強度等級可能造成太空飛行器各項系統功能的異常、極區的高頻通訊中斷、飛行經過高緯度地區的航班暴露在高能輻射環境風險增加等等,因此仍須密切留意太陽活動在未來的變化情形。
2024年地球磁場相比2023年記錄到更多中度(G3)至(G5)劇烈程度的磁場擾動,根據統計,2024年中度(G3)等級以上事件總計超過10次,是太陽活動第25週期以來最多的一年。在這些事件之中,相信又以05月10日G5等級的磁暴事件最令人印象深刻。這一事件不僅是自太陽活動第25週期開始以來首度達到Kp9的劇烈磁暴,其持續時間也長達39個小時。雖然臺灣的地磁緯度較低,無法欣賞到炫麗的極光,但從臺灣地磁擾動(TWDI)指數的顯著下降,也可以窺見這場歷史性的磁暴對臺灣附近地區磁場環境的影響。
2024年,太陽刷新了許多「太陽活動第25週期之最」,從最多的太陽黑子數、最強的太陽閃焰、最強的太陽輻射暴,到最大規模的磁暴事件等等。未來一年內仍處於太陽活動週期極大期的階段,各類太空天氣事件發生的次數或規模都還有可能會更加頻繁或劇烈。為了讓相關單位和大眾及時掌握最新的太空天氣資訊,中央氣象署自2024年03月01日起,每日提供兩次太空天氣概況報告,不分平假日,持續更新並發布最新動態。未來的日子裡,還請持續關注中央氣象署太空天氣資訊網站,將為大家提供更多有關太空天氣的內容與新知!
國立中央大學太空科學與工程學系碩士班畢業,現任中央氣象署數值資訊組助理研究員。
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