福衛五號升空，成大「太空天氣預報系統」準確預測太陽風暴影響

近日太陽劇烈變化，9 月 6 日爆發近 12 年對地球影響最強的太陽閃焰，引發國際關注，成功大學太空天氣預測研究團隊指出，台灣時間 9 月 11 日凌晨同一個太陽黑子群又再度發生一次規模類似的巨大閃焰，所幸產生閃焰較上一波更偏離正對地球方向，預測閃焰將於 9 月 13 日從旁掠過，地球將可有驚無險再次躲過太陽風暴。

成功大學與國家太空中心成功發展出的「電離層太空天氣預測系統」，是世界上極少數具預測能力的太空天氣預報系統，今年 8 月底搭載先進電離層電漿探測儀的福衛五號順利升空，能在第一時間大量提供探測太空電離層電漿分布資料，也因此令研究團隊在太空氣象預測更加準確。

團隊成員成大地球科學系教授林建宏表示，9 月 6 日這一波太陽風暴在台灣時間 9 月 8 日中午起對於台灣附近的電離層產生電漿增強效應，並在全球產生電漿增強效應並持續到當天各地晚間，電漿增強會對船隻、飛機、緊急救災用的高頻無線電通訊產生影響，也讓 GPS 衛星導航產生較大的誤差，但由於此次磁暴並無產生較能影響 GPS 的太空電漿泡，以及電離層電漿增強效應並不劇烈，因此本次磁暴事件對於台灣影響不大。

此次地球躲過太陽風暴可能產生劇烈磁暴的主要原因是，此次太陽閃焰發生的位置較偏離正對地球方向，因此產生的太陽風暴僅僅擦邊球擊中地球，產生中等規模的地球磁暴效應，如果閃焰提早兩天發生，則可能產生足以影響地球數天的超級磁暴效應。

林建宏表示，其實，台灣時間 9 月 11 日凌晨同一個太陽黑子群又再度發生一次規模類似的巨大閃焰，所幸產生閃焰的太陽黑子位置隨太陽自轉而又更偏離正對地球方向，預測此次閃焰產生的太陽風暴將從旁掠過地球，並在 9 月 13 日產生較輕微地球磁暴影響，對於影響緊急救災用的高頻無線電產生影響有限，這對受到艾瑪颶風侵襲可能需要仰賴緊急高頻通訊的美國是有利的消息。

電離層距地表 100 到 1,000 公里，受太陽影響大，變化極為快速，幾分鐘內就可能會有很大的變化，以致太空環境極不穩定，導航或通訊在內的衛星系統都因此受干擾。

人類對衛星依賴日益加深，太空天氣預報愈顯重要，目前國際上僅一、兩個可以真正預報太空天氣預報系統，都是歷經 10 年以上發展。成大 2009 年起投入太空天氣預測研究，2013 年起與國家太空中心合作，2016 成功發展出於太陽風暴期間亦有預報能力的系統，日前搭載先進電離層電漿探測儀的福衛五號順利升空，令預報功能更加準確。

林建宏教授指出，良好的太空天氣預報系統，讓人類可以立即掌握太空電漿層變化，尤其是要能提早預警電漿泡（電漿泡可能導致收不到衛星訊號）產生，進而推估對衛星通訊或衛星導航的影響(如電訊干擾、中斷、導航誤差)，猶如現行的氣象報告，可以即時得知降雨量、或推估未來幾天的降雨量等。

「太空天氣預報系統」不容易做到的原因包括，太陽風暴期間，全球太空環境劇烈變化，難以掌握外，另一原因在於太空觀測資料不足；林建宏教授指出，現在的氣象報告準確度大幅提升，是因為有相對較為充足的觀測資料，平均一天百萬筆以上的資料，但太空觀測的資料一天不到 3 萬筆，對於太空天氣預報是一大挑戰。

林建宏教授表示，成大與台南市教育局南瀛天文台教育園區合作設置的「太空影像觀測儀」，2015 年 3 月太陽風暴期間觀測到太空電漿泡變化，與成大發展出的「電離層太空天氣預測系統」預測結果一致，驗證了系統優異的預測能力，就連美國國家大氣研究中心也邀請成大團隊共同發展包含太陽活動以及地面天氣系統影響的新世代電離層預測系統。

飛行導航、自駕車等都高度仰賴衛星導引，太空天氣預報是國際矚目的新興領域，美國、英國、日本等全世界已有 17 個太空天氣預報作業中心，聯合國外太空事務委員會也積極規劃國際合作太空天氣事務;台灣也在今年在中央氣象局成立太空天氣作業辦公室。福衛五號上太空，將能在第一時間提供台灣大量「太空電離層電漿分布」以及「電漿泡」觀測資料，太空天氣預報的準確度將更加提升。未來，成大將在太空天氣預測領域，扮演重要角色。