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【記者李名揚／台北報導】
隨著科技進步，太空天氣對人類的影響愈來愈重要，一顆價值幾十億元的人造衛星，可能因沒注意太空天氣而被摧毀，GPS定位也可能出現嚴重誤差，因此我們必須學著了解並掌握太空天氣。
由國科會與聯合報、公共電視、科學人雜誌、中廣公司、News98合辦、中央大學理學院科學教育中心承辦的「2006展望演講春季系列-觀察與認知：心靈‧生物‧地球‧宇宙」，第七場由中央大學太空所教授劉正彥主講「太空人何時出門？對太空天氣的觀察」，吸引爆滿聽眾。
劉正彥說，「大氣」是指地表到高度80公里的高空，「太空」是高度50公里一直到人類太空船所能到達的太陽系空間，兩者有些重複；「天文」則是太空船到不了的地方，包括太陽本身和遙遠的恆星、星系、銀河。
太空物質 多呈現電漿態
太空的特點是很多物質呈現第四態「電漿態」，固態加能量變液態，再加能量變氣態，然後再加能量就成為電漿態，又叫「離態」，就是分子或原子中的電子解離出來；日光燈就是離態發光，是用高壓讓水銀蒸汽的電子解離，放出紫外光，撞到燈管塗的鋅而發出螢光。
劉正彥說，距地表50公里高空大氣稀薄，照射太陽光後，就解離成為電漿態，也就是電離層；太陽本身也是電漿態。
太陽核心約1500萬度，熱能往外傳的過程，是氫原子不斷吸熱再放熱，所以傳到外面要經過幾萬年時間；太陽表面溫度已降到6000度，但瞬間加熱造成的日冕，卻可達150萬度。
至於太陽黑子，劉正彥指出，最早是中國人在漢朝就看到了，黑色的原因是溫度比周圍低，約4000度，黑子還有強磁場和周期性，有些大小已和地球差不多。
太陽不像地球是剛體，所以會「差動式自轉」，就是接近赤道處轉得快，約23天轉一圈，南北極轉得慢，要35天；劉正彥表示，這樣造成太陽表面的磁力線愈拉愈長，最後扯斷，也造成太陽磁場南北極每11年就顛倒一次，黑子也以11年為單位相當規律的出現。
但太陽黑子的出現仍有不確定因素，劉正彥表示，過去2000年地球上共出現過8次「蒙德極小期」，就是有幾十年的時間，全球各地都看不到黑子；這段時間氣候特別冷，被稱為「小冰河時期」，中國歷史上的嚴寒、夏寒、降水，也都發生在這段時間。
訊號微弱 太陽閃焰造成
太陽天氣的源頭是太陽發光又發「風」，劉正彥說，太陽的能量來源是核反應，每秒耗損42億公斤質量，相當於40億顆氫彈爆炸；平常只會放出太陽光（電磁波）和太陽風（帶電粒子），但當兩顆黑子碰撞爆炸時，就會放出「太陽閃焰（高能粒子和射線）」及「日冕拋射物質（大型帶電電漿團）」，這些高能粒子大約兩小時後會到達地球，造成嚴重影響。
劉正彥指出，看電視碰到的「訊號微弱」，就是太陽閃焰傳到電離層，影響電磁波信號傳遞；高能粒子也會撞擊衛星，所以衛星電腦不能用最先進的，導線太細，要用舊一點、導線較粗的，才不會一碰就壞；也不能用東西擋住晶片，本來一顆高能粒子撞到還不會壞，但打到阻擋物，一顆變幾百萬顆，電腦一定燒壞。
面對這麼強大的攻擊，幸好地球有四大守護神，才能保平安，分別是「磁層」阻擋太陽風，「電離層」阻隔X光、超紫外光和紫外光，「大氣層」阻擋隕石，「臭氧層」阻隔紫外光。
劉正彥表示，太陽風是電漿體，能量很高，但是地球磁層會把它們全部擋在外面。可是太陽風仍會從地磁的空隙南北極溜進來，在地球上下各掛一個甜甜圈，從地上看就是美麗的極光。
最早在佛經上記載「彗星長尾巴」，是太陽風往外吹的間接證據；電離層則是在20世紀初發現的，劉正彥說，全球電離層濃度最高的地區，在南北半球各一處，北半球成帶狀，正好通過台北到高雄之間，一般電離層每1cc空氣有100萬顆帶電粒子，台灣上空可到900萬顆，好處是擋住有害物質，壞處是通信、定位導航常被干擾。
帶電粒子 毀掉通信衛星
大氣層則由低到高分別是對流層、平流層、中氣層和熱氣層，對流層較高處因空氣膨脹降溫，溫度較低，平流層則因距地表50公里的臭氧層釋出能量，溫度緩慢上升；中氣層會在高度90公里處驟降到攝氏零下100多度，熱氣層則是晚上1500度、白天2500度，太陽黑子多的時候可到3000度。
帶電粒子破壞力很強，劉正彥指出，1997年美國AT&T公司因不聽專家警告，損失一顆通信衛星；美國攻打伊拉克時，會等太陽黑子不正對地球時再攻擊，因為戰斧巡弋飛彈靠GPS衛星定位，太陽黑子可能造成衛星訊號偏移幾百公里。
除此之外，北美曾因磁層感應太陽風，變得像發電機，地面上一座發電廠產生感應電流，把整座電廠都燒壞，造成幾十萬戶停電，因為在冬天，凍死很多人；俄羅斯也曾有地下油管因感應起電而炸開。
被大氣層阻擋的隕石也很恐怖，劉正彥表示，流星若打到衛星上的太陽能板，會造成斷路，衛星就會失聯、失蹤；太空梭的三層厚玻璃，也曾被一個像米粒大的隕石，擊破外面兩層。不過他說這種機率很小，不必太緊張。
他比較擔心的是，2010年到2011年的太陽黑子活動極大期，會嚴重影響通信，包括衛星通信和靠電離層反射傳播的地面調幅廣播，一定要提前預防。
【2006/04/25 聯合報】
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