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  1. 早前對第24個太陽活動週期的預測是怎樣的?
  2. 最新的第24個太陽活動週期的預測是怎樣的?
  3. 有甚麼證據顯示第24個太陽活動週期的較早前預測需要修改?
  4. 太陽黑子活動強度在每個週期之間是否互有關連?第24個太陽活動週期完結時,會否出現一個太陽活動超低潮?

    撰文:趙孔儒     2011年12月



  1. 早前對第24個太陽活動週期的預測是怎樣的?

  2. 第24個太陽活動週期的預測,是由美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)及美國國家航空暨太空總署(NASA)領導的一個專家小組經分析評估後作出的。

    一個太陽活動週期約為11年。太陽活動週期的編號方案,是由魯道夫‧沃爾夫(Rudolf Wolf)創立,以1755 - 1766年作為第一個週期開始計算。

    早在2006年,這個小組曾經預測第24個太陽活動週期的極大期(即是高峰期)的太陽黑子數目峰值會高達160,成為近50多年來最強的一個週期,也是自 1868年有記錄(由磁強計數據算出的IHV指數)以來,其中一個最強的週期。當時的預測(圖1)顯示第24個太陽活動週期會是非常強烈的,並於2010 年至2011年之間達到最高峰。。

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    圖1:2006年3月預測第24個太陽活動週期的太陽黑子數目(圖像來源:NASA)。注意:國際太陽黑子數的預測通常以大約超過一年或以上的時間間距來作平滑處理。圖上的虛線是每月太陽黑子數預期範圍的上限和下限。


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  3. 最新的第24個太陽活動週期的預測是怎樣的?

  4. 2007年4月,專家小組成員對第24個太陽活動週期的預測出現意見上的分歧,太陽活動是強或弱的看法各佔一半。到了 2009年5月,專家小組對第24個太陽活動週期的預測作出修正,認為活動強度將低於平均水平,最大的太陽黑子數目約為 90,並預計極大期在2013年發生。近年的觀測和最新的預測(圖2)都顯示第24個太陽活動週期將會是偏弱的。

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    圖2:如圖1,但卻顯示2011年12月對第24個太陽活動週期太陽黑子數目的最新預測(圖像來源:NASA)。目前這個太陽黑子活動週期的預測強度,是過去80年以來最小的。 


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  5. 有甚麼證據顯示第24個太陽活動週期的較早前預測需要修改?

  6. 比較圖1和圖2,可見第23個太陽活動週期的極小期是在2008年出現(圖2),比原先估計的2006年(圖1)滯後了大約兩年,反映較早前在2006年的預測已出現了明顯的偏差。此外,實況也顯示第24個太陽活動週期的極大期已不可能在2010年前後的年日發生(圖 1)。因此,預測需要作出修正是可以理解的。


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  7. 太陽黑子活動強度在每個週期之間是否互有關連?第24個太陽活動週期完結時,會否出現一個太陽活動超低潮?

  8. 普遍的看法認為,一個長的極小期會預示下一個太陽活動週期是較弱的。雖然第23個太陽活動週期極小期的持續時間比平均極小期的持續時間長,Dikpati et al. 的研究結果卻指出,極小期延長並不意味下一個太陽活動週期的高峰一定會比之前一個週期的高峰強或弱。

    比對過去 130年反映太陽週期性活動幅度或範圍的「蝴蝶」圖案(圖 3),出現「大蝴蝶」圖案的週期黑子較多,出現「小蝴蝶」圖案的週期黑子較少。目前的幅度普遍較過去數十年的幅度為小,「蝴蝶」圖案的初步形態較為類似 1900年前後數十年的「小蝴蝶」狀況。而且,目前第24個週期的太陽活動也是相對較弱的。雖然第24個太陽活動週期的極大期仍未出現,若這種「小蝴蝶」圖案趨勢持續,整個第24個週期的太陽活動也很可能會是較弱的。

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    圖3:上圖(2011年12月的「蝴蝶圖」)顯示自1874年5月以來,太陽表面黑子出現的位置和頻率分佈。下圖顯示以黑子所佔太陽表面面積的比率,來表示各個太陽週期黑子的多少。(圖像來源:NASA)


    美國天文學會在2011年6月舉行的太陽物理部年度會議上發表的報告指出,有跡象顯示一個太陽活動超低而且漫長的極小期(太陽活動超低潮,grand minimum)有可能在目前第24個太陽活動週期完結時出現。本文將有後續文章,介紹有關這個「太陽活動超低潮」最近的科學研究結果。


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   參考:

  1. "Scientists Predict Big Solar Cycle", Science News of 21 Dec 2006, National Aeronautics and Space Administration (NASA).
  2. "Scientists Gaze Inside Sun, Predict Next Solar Cycle (Press Kits of 6 March 2006)", NASA.
  3. "Solar Cycle Prediction (Updated 2011/12/16)", Space Weather Prediction Center, NASA.
  4. "The Sunspot Cycle (Updated 2011/12/16)", Marshall Space Flight Center, NASA.
  5. "Length of a minimum as predictor of next solar cycle's strength", by Mausumi Dikpati, Peter A. Gilman and Rajaram P. Kane, Geophysical Research Letters, Vol. 37, L06104, 4 pp., 2010.
  6. "Next Solar Storm Cycle Will Start Late, Experts Split Over Intensity", News of NOAA, National Oceanic & Atmospheric Administration, 25 April 2007.
  7. "News from the Solar Cycle 24 Prediction Panel", NOAA, 13 October 2006.
  8. "Solar Cycle 24 Prediction Updated May 2009", NOAA, 8 May 2009.
  9. American Astronomical Society (AAS) press release of 14 June 2011.
  10. 第23太陽活動周何時開始的,活動強碼?」,作者:張桂清,中國科普博覽。
  11. "Solar cycle", Wikipedia.


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最近修訂日期: <2013年1月22日>