分享:
▼
x0
|
【记者李名扬／台北报导】
随着科技进步，太空天气对人类的影响愈来愈重要，一颗价值几十亿元的人造卫星，可能因没注意太空天气而被摧毁，GPS定位也可能出现严重误差，因此我们必须学着了解并掌握太空天气。
由国科会与联合报、公共电视、科学人杂志、中广公司、News98合办、中央大学理学院科学教育中心承办的「2006展望演讲春季系列-观察与认知：心灵‧生物‧地球‧宇宙」，第七场由中央大学太空所教授刘正彦主讲「太空人何时出门？对太空天气的观察」，吸引爆满听众。
刘正彦说，「大气」是指地表到高度80公里的高空，「太空」是高度50公里一直到人类太空船所能到达的太阳系空间，两者有些重复；「天文」则是太空船到不了的地方，包括太阳本身和遥远的恒星、星系、银河。
太空物质 多呈现电浆态
太空的特点是很多物质呈现第四态「电浆态」，固态加能量变液态，再加能量变气态，然后再加能量就成为电浆态，又叫「离态」，就是分子或原子中的电子解离出来；日光灯就是离态发光，是用高压让水银蒸汽的电子解离，放出紫外光，撞到灯管涂的锌而发出萤光。
刘正彦说，距地表50公里高空大气稀薄，照射太阳光后，就解离成为电浆态，也就是电离层；太阳本身也是电浆态。
太阳核心约1500万度，热能往外传的过程，是氢原子不断吸热再放热，所以传到外面要经过几万年时间；太阳表面温度已降到6000度，但瞬间加热造成的日冕，却可达150万度。
至于太阳黑子，刘正彦指出，最早是中国人在汉朝就看到了，黑色的原因是温度比周围低，约4000度，黑子还有强磁场和周期性，有些大小已和地球差不多。
太阳不像地球是刚体，所以会「差动式自转」，就是接近赤道处转得快，约23天转一圈，南北极转得慢，要35天；刘正彦表示，这样造成太阳表面的磁力线愈拉愈长，最后扯断，也造成太阳磁场南北极每11年就颠倒一次，黑子也以11年为单位相当规律的出现。
但太阳黑子的出现仍有不确定因素，刘正彦表示，过去2000年地球上共出现过8次「蒙德极小期」，就是有几十年的时间，全球各地都看不到黑子；这段时间气候特别冷，被称为「小冰河时期」，中国历史上的严寒、夏寒、降水，也都发生在这段时间。
讯号微弱 太阳闪焰造成
太阳天气的源头是太阳发光又发「风」，刘正彦说，太阳的能量来源是核反应，每秒耗损42亿公斤质量，相当于40亿颗氢弹爆炸；平常只会放出太阳光（电磁波）和太阳风（带电粒子），但当两颗黑子碰撞爆炸时，就会放出「太阳闪焰（高能粒子和射线）」及「日冕抛射物质（大型带电电浆团）」，这些高能粒子大约两小时后会到达地球，造成严重影响。
刘正彦指出，看电视碰到的「讯号微弱」，就是太阳闪焰传到电离层，影响电磁波信号传递；高能粒子也会撞击卫星，所以卫星电脑不能用最先进的，导线太细，要用旧一点、导线较粗的，才不会一碰就坏；也不能用东西挡住晶片，本来一颗高能粒子撞到还不会坏，但打到阻挡物，一颗变几百万颗，电脑一定烧坏。
面对这么强大的攻击，幸好地球有四大守护神，才能保平安，分别是「磁层」阻挡太阳风，「电离层」阻隔X光、超紫外光和紫外光，「大气层」阻挡陨石，「臭氧层」阻隔紫外光。
刘正彦表示，太阳风是电浆体，能量很高，但是地球磁层会把它们全部挡在外面。可是太阳风仍会从地磁的空隙南北极溜进来，在地球上下各挂一个甜甜圈，从地上看就是美丽的极光。
最早在佛经上记载「彗星长尾巴」，是太阳风往外吹的间接证据；电离层则是在20世纪初发现的，刘正彦说，全球电离层浓度最高的地区，在南北半球各一处，北半球成带状，正好通过台北到高雄之间，一般电离层每1cc空气有100万颗带电粒子，台湾上空可到900万颗，好处是挡住有害物质，坏处是通信、定位导航常被干扰。
带电粒子 毁掉通信卫星
大气层则由低到高分别是对流层、平流层、中气层和热气层，对流层较高处因空气膨胀降温，温度较低，平流层则因距地表50公里的臭氧层释出能量，温度缓慢上升；中气层会在高度90公里处骤降到摄氏零下100多度，热气层则是晚上1500度、白天2500度，太阳黑子多的时候可到3000度。
带电粒子破坏力很强，刘正彦指出，1997年美国AT&T公司因不听专家警告，损失一颗通信卫星；美国攻打伊拉克时，会等太阳黑子不正对地球时再攻击，因为战斧巡弋飞弹靠GPS卫星定位，太阳黑子可能造成卫星讯号偏移几百公里。
除此之外，北美曾因磁层感应太阳风，变得像发电机，地面上一座发电厂产生感应电流，把整座电厂都烧坏，造成几十万户停电，因为在冬天，冻死很多人；俄罗斯也曾有地下油管因感应起电而炸开。
被大气层阻挡的陨石也很恐怖，刘正彦表示，流星若打到卫星上的太阳能板，会造成断路，卫星就会失联、失踪；太空梭的三层厚玻璃，也曾被一个像米粒大的陨石，击破外面两层。不过他说这种机率很小，不必太紧张。
他比较担心的是，2010年到2011年的太阳黑子活动极大期，会严重影响通信，包括卫星通信和靠电离层反射传播的地面调幅广播，一定要提前预防。
【2006/04/25 联合报】
|
