太陽黑子第24周期極小值出現的時間有提前的現象
2018/10/07 03:41
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太陽黑子第24周期極小值出現的時間有提前的現象
太陽黑子是在太陽光球層上發生的太陽活動,為太陽活動中最明顯、最顯見的活動現象。不過,美國國家航空暨太空總署(NASA)於2018年 10 月 2 日公佈「太陽動態觀測衛星(SDO)」所拍攝到的太陽影像,指出太陽表面再度出現「無黑子」(Blank Sun)現象,這已是2018年第 4 度觀測到太陽出現無黑子情況。科學家警告,目前為近一萬年以來,太陽活動最急速下降的時期,而太陽活動的極小期可能導致地球「小冰河期」來臨,且最快可能就在 2019 年底前發生。
據地層學的研究資料顯示,太陽黑子的活動至少已經持續了數億年,且太陽黑子活動具有準周期性,在周期期間內,太陽黑子數量會由多變少、再由少變多,如此不斷循環向下一個周期,約每 11 年為一周期,而目前正處於第 24 活動周期,這個周期的太陽活動極大期落在 2014 年至 2015 年間,因此目前處於太陽黑子數量的下降時期。原本預估極小值將會出現於2021年。但目前觀測太陽黑子越來越少,從2018年初至今,幾乎有六成的日子完全無黑子。不過讓人驚訝的並不是黑子消失,因為天文學家早就已經預測2020或2021年是第二十四太陽週期的結束,但奇怪的是數量下降速度如此之快。
美國國家海洋及大氣總署(NOAA)的預測圖中,藍線為黑子數的預測值,而紅線為觀測值,可以看出2018年4至5月的黑子平均預估數約十五,但實際上卻遠低於此。科學家以最新進的超級電腦,藉由神經網路、天氣學等五十四種不同模式,嘗試從歷史資料來建立太陽週期的預測模型,但直到目前還是無法準確預測,也無法瞭解太陽磁場變化的根本機制與規律。值得注意的是,自1843年以來,太陽黑子極小期倒是很規律地以大約十一年的週期出現,但歷史上也曾有過長達數十年幾乎沒有黑子的記錄,例如十七世紀的蒙德極小期(Maunder Minimum)。
科學家正密切注意這個週期中太陽黑子極小期發生的時間。2008至2009年的太陽極小期也有類似深谷現象,同時也創下了太空觀測時代以來,太陽黑子數最少、太陽風最弱與太陽輻射最低的記錄。同樣地,2012至2015年則是太陽極大期中最弱的一次。太陽黑子數量的急降現象讓天文學家懷疑這是否是另一個太陽寧靜期即將到來的先兆。
一些新的研究還發現在太陽極小期時太陽輻射有微幅降低的情形,極紫外輻射量的減少會使地球上層大氣變冷並收縮,這將使低地軌道上的衛星與太空垃圾阻力增大。科學家已經將新的太陽總輻射傳感器(Total Solar Irradiance Sensor)送到國際太空站來深入研究這個現象。
對人類最重要的影響則是宇宙射線強度可能增加,因為太陽磁場減弱,使得宇宙射線能長驅直入進入太陽系內部,目前美國太空總署已經偵測到這種現象。而宇宙射線會改變地球高層大氣的化學性質,觸發閃電及雲種,進而影響地球的氣候。
常搭飛機的族群也會接收到更高量的宇宙射線,一次長途飛行的輻射量就相當於照一張牙齒X光的劑量,而飛行員已經被國際放射性防護委員會列入放射性職業類別。根據測量,十公里高空處的輻射大約是地面的四十倍,而且持續升高。
據國外專業天文網站 SpaceWeather 指出,這次太陽的無黑子狀態,是繼今年 2 月與 6 月後的第 4 度。著名太陽觀測專家、同時也是氣象學家的 Paul Dorian 警告,太陽無黑子狀態出現的次數可能會越來越頻繁,從一開始只持續幾天,之後可能變成持續幾周,接著,可能好幾個月的時間內,都不會出現太陽黑子,而黑子數到達極小期谷底的時間,可能落在 2019 年至 2020 年間,也就是說,距離到達極小期的這段期間,太陽將會不斷出現無黑子狀態。
Dorian 認為,以歷史觀測記錄來看,太陽活動極小期的持續時間若過長,可能導致地球大氣層最下層、也就是對流層的氣溫下降,直接影響到身處對流層的我們,導致全球進入「小冰河期」。而若與太陽黑子數到達極小期谷底的時間吻合,那麼「小冰河期」發生的時間最快可能就在 2019 年。
上一次太陽活動最急速下降的周期最低點,出現在2008年及2009年,正好對應了2008世界金融大海嘯與2009經濟大蕭條。再上一次周期的及小值出現在1997年,該年爆發了著名的亞洲金融風暴。在往前推一個周期,極小值落在1985年,該年舉行了著名的廣場協議,台灣則發生了十信金融風暴。最著名的1929年美國股市大崩盤到1933年大蕭條,也正好配合太陽黑子數下降到極小值時間區域。

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