磁暴QA/擾動又來了!磁暴是什麼、多久發生一次、有何影響?
最近中央氣象署太空天氣作業辦公室多次發布太空天氣警示訊息,示警中度磁暴來了,包括上周六以及今天上午。今天上午8時30分氣象署指出,因日冕洞產生的高速太陽風持續影響近地太空環境,於台灣時間3月22日17時00分起地磁擾動有明顯增強並持續影響約24小時,最大規模可能短暫達到中度磁暴等級(Kp=7, G3),包括衛星導航、低頻與高頻無線電通訊可能出現短暫中斷。
上周六氣象署則警示指出,受到太陽表面活躍區(AR4392)於3月18日發生M2.3級太陽閃焰,並伴隨著顯著的日冕物質拋射事件(CME),於3月21日通過近地太空環境,造成行星際空間中的太陽風風速及密度明顯增加,依據NOAA WSA-Enlil模式資料分析,預估地磁擾動將有明顯增強並持續影響約15小時,最大規模可能短暫達到中度磁暴等級(Kp=7, G3)。
到底什麼是磁暴,又會有產生什麼影響?
Q1:什麼是磁暴
地球磁暴(Geomagnetic Storm)是指太陽活動釋放的高能帶電粒子(如太陽風)進入地球周圍,擾動地球磁場所造成的現象。常見來源包括太陽閃焰及日冕物質拋射(CME),當這些粒子與地球磁場交互作用時,就會引發磁暴。
Q2:多久會產生一次磁暴?
磁暴與太陽活動強弱密切相關,主要受約11年的太陽週期影響。低活動期每年數次,多為弱磁暴。但在高活動期則每月數次,甚至更頻繁,且強磁暴增加。目前處於太陽活動週期第25週期(約2020–2030),磁暴發生機率正在上升,因此最近頻率比較高。
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Q3:磁暴如何分級?
磁暴以G1到G5分級,依據Kp指數判定,數值愈高代表磁場擾動愈強、影響愈嚴重。Kp指數大於等於5即為磁暴。
Q4:磁暴有什麼影響?
對一般地面人員影響極小,但高空飛行與太空任務輻射風險增加。一般來說,可能造成衛星導航、低頻與高頻無線電通訊短暫中斷,也可能產生極光。
電力系統方面,部分的保護裝置可能會出現假警報而需要進行電壓修正。嚴重時甚至會導致大規模停電,例如1989年魁北克停電事件,是一場由太陽磁暴引發的大規模電力中斷事故。此事件於1989年3月13日發生,源自強烈的太陽耀斑與日冕物質拋射(CME),造成地球磁場劇烈擾動,導致加拿大魁北克省電網癱瘓長達九小時。這次停電顯示太陽活動對現代電力系統的潛在風險。
此外,人造衛星上的部分裝置可能會有電荷累積的現象,低軌道人造衛星的飛行阻力將增加,姿態需要進行修正。