太空天气简介
太空天气简介
孔繁耀
2004年9月
什么是太空天气？
太空天气（又称空间天气）源于太阳，它一般是指一切太阳活动，包括太阳黑子和太阳耀斑等，以及其为地球带来的影响。这些活动时刻均会出现不同程度的变化，时强时弱。太阳活动平静时是「好天气」；当太阳活动频繁，可能影响地球上的通讯、导航和电力系统，以及卫星或太空船的运作时，便是「坏天气」。
什么是太阳周期？
太阳活动是有周期性变化的。太阳周期是指大约十一年周期性的太阳黑子数量增加和减少。每一周期是从太阳活动最低潮时算起。太阳周期的排序开始于十八世纪，而现在我们正处于第二十三周期。
1900年至2002年的太阳黑子年平均数（资料来源︰National Geophysical Data Center, US Department of Commerce）
什么是太阳黑子？
太阳黑子是太阳表面上的阴暗区域，一般成群出现。它拥有很强的磁场，而其温度则较其它地区低。太阳黑子的数量通常用作太阳活动的指标。在太阳周期高峰时，太阳黑子的数量会明显增加，多达数百。
一个巨大的太阳黑子群的面积可以比地球表面面积的十三倍还大。(资料来源︰SOHO （ESA & NASA)）
什么是太阳耀斑？
太阳耀斑是一种剧烈的太阳活动现象。太阳耀斑的出现，与太阳上某处地方急剧地放出电磁波及大量带电荷粒子（主要是电子）有关。这些电磁波能干扰地球的广播通讯及无线导航系统，而带电荷粒子亦能对航行中的太空船和人造卫星构成危险，也会使太空人处于较高辐射环境中。
太阳耀斑（资料来源︰Space Environment Center, Boulder, CO, National Oceanic and Atmospheric Administration,US Dept. of Commerce）
什么是太阳风？
太阳释放巨大能量。其中部份能量以带电荷粒子形式高速传送开去，这便是太阳风。它的移动速度达到每秒数百公里。虽然地球上的磁场能将环绕地球的带电荷粒子困于其辐射带（Van Allen belts），一般能有效阻挡太阳风，但在猛烈太阳风情况下它可能受影响而变形，导致地磁暴的出现。
太阳风影响地球磁场的示意图。白线代表太阳风而围绕地球的蓝线代表磁场。(资料来源︰SOHO (ESA & NASA))
什么是地磁暴？
地磁暴起因是由于猛烈太阳风冲击地球，使地球磁场急速变形而造成的。它能严重影响无线广播及导航系统，瘫痪地上电力供应网络。在一九八九年发生的猛烈地磁暴，使加拿大魁北克省停电达九小时，有些美国卫星停止服务。在二零零三年十月，太阳上爆发强烈的太阳耀斑，引发近期最严重的地磁暴。在纭纭受影响的事件中，地磁暴使日本的一枚通讯卫星短暂停止运作。
什么是极光？
极光通常在高纬度的地区出现，它们与太阳风引致的地磁活动有关。当来自太阳的带电荷粒子（主要是电子）与地球大气层的空气粒子碰撞，产生不同颜色的光，这便是极光。极光的形状取决于带电荷粒子的移动方向及磁场的变化，而极光的颜色则视乎大气层的空气粒子状况。氧能释出绿光及红光，氮则释出紫红色光和蓝光。
拍摄于南极的极光(资料来源︰陈启荣先生，香港天文台)
如何监测太空天气？
由于太空天气源于太阳，世界多国的太空天气中心均使用特殊的卫星及望远镜来监测太阳活动。我们会在下一期进一步探讨。
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