第24太陽週期

**第 24 太陽週期**是最近完成的太陽週期，是自 1755 年開始廣泛紀錄太陽黑子活動以來，完成的第 24 次。它開始於 2008 年 12 月，平滑的黑子相對數為 2.2 的極小值時，並於 2019 年 12 月結束。但在 2010 年初之前，活動量仍很少。根據 13 個月的平滑黑子相對數，它在 2014 年 4 月達到 116.4 的極大值。此一極大值遠低於最近的其它太陽活動週期，是自太陽活動週期 12 至 15（1878-1923）以來從未見過的水準。

## 預測

在第 23 太陽週期結束和第 24 太陽週期開始之間的極小值之前，有兩種理論預測了第 24 太陽週期的強度。一個陣營假設太陽保持長期記憶 (第 24 太陽週期將是活躍的)，而另一個陣營則斷言它是短期記憶 (寧靜的)。在 2006 年之前，這兩者的差異很大，少數研究人員預測這是 "100 年來最寧靜的太陽週期" 。 另一組研究人員，包括 NASA 的一名研究員，預測它 "看起來將是自近 400 年前開始紀錄以來最活躍的週期之一。"

預示第 24 太陽週期開始的高緯度黑子出現的延遲，使得 "活躍週期" 的研究者們向下修正了他們的預測。到 2007 年，人們的共識以 5:4 的比例，傾向於一個叫寧靜的週期。到了 2012 年，因為已經是太陽極小期後的 3 年，共識是一個寧靜的週期。

在 2009 年 5 月，美國國家海洋暨大氣總署太空天氣預報中心的第 24 太陽週期預測小組預測，這個週期在 2013 年 5 月達到黑子相對數 90 的峰值。在 2012 年 5 月，NASA 的專家大衛・海瑟薇（davidhathaway）預測，在 2013 年春季將出現一個峰值，黑子相對數大約是 60 。

NASA 資助並且使用了肯・沙頓 (Ken Schatten) 的理論模型，其中利用了太陽發電機模型，準確地預測了極小期的低值。這個方法利用太陽極小期的磁場強度與太陽極大期黑子數的相關關係，準確地預測了最近三個太陽活動周期的峰值太陽通量。沙頓的預測早在太陽極小期，也就是極大期的 5-6 年前就準確地提出了。

## 結果

2013 年初，經過幾個月的平靜之後，很明顯在 2011 年的活躍並不是廣泛預測的 2012 年末至 2013 年初太陽閃焰高峰和其它活動的前奏或序曲。這一出乎意料之外的活躍階段，促使一些科學家提出了雙峰的太陽活動極大期。第一個峰值在 2011 年達到 99，第二個峰值在 2014 年達到 101。

## 投機

根據 NASA 的資料，在地球磁場比預期微弱的某些地區，在第 24 太陽週期的磁暴強度可能會升高；此一事實是西密斯衛星發現的。預計穿透地球磁場的粒子數量會增加 20 倍。關於它對地球的潛在影響，已經成為第 24 太陽週期各種各樣假設和評論的主題。

雖然天文物理學家加來道雄認為第 24 太陽週期的下一個極大值不一定會產生異常的地磁活動，但利用媒體對 2012 現象的關注，提請人們注意需要制定戰略，應對此類事件可能造成的地面損害。他主張各國政府應確保電力基礎設施的完整性，以防止類似 1859 年太陽風暴造成的破壞再次發生。

因為沒有以預期的慣例產生太陽黑子，當前的太陽活動周期是現時研究的主題。太陽黑子並沒有在最後的極小值 (在 2008 年) 之後立即出現，遲至 2009 年末才開始出現，而且出現率明顯地低於預期。

在 2012 年 4 月 19 日，日本國家天文台預測太陽磁場將呈現四極構型。

在 2012 這一整年，NASA 發布新聞駁斥 2012 年現象和所謂的馬雅預言，將它們與太陽活動和太空天氣脫鉤。

## 事件

### 2008 年

在 2008 年 1 月 4 日，一個極性相反的黑子出現，預示著第 24 太陽週期的到來━儘管這並不標示著第 24 週期的正式開始。它是高緯度 (30° N) 和磁逆轉的黑子。NOAA 將這個黑子命名為 AR10981，或簡稱為 "黑子 981"。 
太陽黑子 1007 在 2008 年 11 月 2 日產生了第一個 B 級以上的太陽閃焰。 
太陽黑子 1009 在 2008 年 12 月 11 日產生了第一個 C 級以上 (C1.4) 的太陽閃焰。 
整個 2008 年，在太陽表面觀測到的太陽黑子很少。經過加權處理的平滑數值在 2008 年 12 月底達最低值（2.2），因此國際科學家小組宣佈該月為太陽第 24 週期的開始。

### 2009 年

整個 2009 年，太陽活動仍然極低。每月觀測到的太陽黑子相對數只有在 12 月份才超過 10 個。

### 2010 年

#### 一月

2010 年 1 月 19 日，1041 號太陽黑子群第一次產生了一次 M 級以上的太陽閃焰，即 M2.3 的閃焰。緊接著是 M1.7 的閃焰，7 小時後又是連續 4 次的 M 級閃焰，最強的閃焰在第二天達到 M3.4。

#### 二月

在 2010 年 2 月 12 日，1046 號太陽黑子群產生了 M8.3 的閃焰。在這個月，1045 和 1046 這兩個黑子群共釋放了 9 個 M 級閃焰。

#### 四月

2010 年 4 月 5 日，記錄到第 24 太陽週期第一次與太陽黑子相關聯，但與閃焰無關的的日冕物質拋射，並引發了一場真正的地磁風暴。事實上，這個月記錄了一次 C 級的 X 射線通量事件。Kp 指標，量化地球磁場水平分量的擾動，當時為 7，因此地磁風暴達到 NOAA G 級的 G3（強水準）。

#### 八月

##### 多次日冕物質拋射

在 2010 年 8 月 1 日，哈佛 - 史密松天體物理中心（CfA）的科學家通過分析 NASA 的太陽動力學天文台影像紀錄資料，在面向地球這一側的太陽觀測到一系列共 4 次的大規模**日冕物質拋射**（**CME**）。觀測到這些噴發物的速度在 670,560m/S 和 1,118,000m/s 之間，預計在 8 月 4 日至 8 月 5 日早會抵達地球磁場。從 8 月 4 日 05:00UTC，估計這一系列抵達的時間如下：

　
: * 8 月 4 日星期三 – 07:00 UTC
* 8 月 4 日星期三– 17:00 UTC
* 8 月 5 日星期四– 00:00 UTC
* 8 月 5 日星期四– 06:00 UTC

* *

所有的這 4 次都被描述為大噴發，並且依據科學家的估計，它們擁有足夠的能量，導致非極區的地方也能用裸眼看見極光。根據報告，緯度 45° 至 50° 的溫帶，在夜晚朝向級區的方向，可以在地平線上看見極光出現在地平線上，在靠近極地的地區，極光則接近頭頂上方。在 8 月 1 日，最初的日冕物質拋射起源於序號為 1092 的太陽黑子，它足夠大，無需太陽望遠鏡就可以看到。這一系列的日冕物質拋射，除了視覺效果之外，科學家還警告說，因為電網和電話線等基礎設施沒有受到充分保護，帶電粒子導致磁場中斷引起的電磁脈衝，其引發的誘導磁電流可能會損壞它們。另據報導，幾顆地球軌道衛星可能也有類似的危險。依據 CfA 的天文學家萊昂・戈盧布（Leon Golub）的說法：

> 這個正對著我們的爆發，預計在 8 月 4 日一早抵達。它是正對地球的主要爆發中的第一批；這是相當長一段時間內第一次朝向地球的大規模噴發。 當這些噴發物抵達地球時，它們會與地球的磁場進行交互作用，並可以創造一個磁暴。隨著磁力線抵達地球兩極的太陽粒子流，可以打碎大氣層中的氮原子和氧原子，使它們像一個個小霓虹燈一樣的發光。在美國北部和其它國家的天空觀測者向北方觀察時，可以在星期二晚間或星期三凌晨看見有如紅色和綠色_窗簾_的漣漪。
> 
> 

* *

##### 太陽閃焰

根據太陽動力學天文台的觀測，儘管這次爆炸起源的太陽黑子 1092 與閃焰之間的距離幾乎達到 40 萬公里，但兩者之間已經建立了聯繫，所以這些 CME 與 8 月 1 日 08:26UT 達到峰值 C3.2 的閃焰有關。

##### 極光觀測

2010 年 8 月 4 日凌晨，北半球發生了極光。在緯度偏南的北緯 45 度附近的美國密西根與威斯康辛，和加拿大安大略的位度上都可以看見。歐洲的觀測者報告在北緯 56° 附近，像是丹麥，都有目擊此事件。根據報導，由於太陽粒子與高層大氣中相對稠密的氧原子相互作用，偏南緯度看見的極光是綠色的。然而，這只是第一波的太陽風；第三波，也是最後一波預計在 8 月 5 日的黃昏抵達，但是完全沒有與地球遭遇。

##### 太陽輻射風暴

與前述多個日冕物質拋射無關，在幾天後的 8 月 14 日，一個 C4.4 級的閃焰產生了第 24 太陽週期的第一個太陽輻射風暴。這次的質子風暴事件是輕微的，等極為 S1，很容易就被地球的電離層吸收了。

#### 十一月

2010 年 11 月 6 日，活躍區 1121 發射了 M5.4 級的閃焰。

#### 十二月

最終，2010 年有 21 次 M 級的太陽閃焰。

### 2011 年

#### 二月

##### 2011' 情人節 ' 閃焰

第 1158 號太陽黑子群在世界時 2011 年 2 月 15 日 01:56 達到峰值，成為一個 X2.2 級的太陽閃焰。這場被科學界稱為情人節閃焰的太陽活動，是第 24 太陽週期中第一個達到 X 級水準的閃焰。事實上，這也是自 2006 年 12 月以來的第一個。美國國家海洋和大氣管理局 (NOAA) 發布了與這一突出的 X 射線通量事件有關，一個 R3 級的牆無線電斷電警報。除了 X 射線和紫外線照射地球之外，爆炸還向地球投擲了一次日冕物質拋射。地球的磁層在 2 月 18 日受到影響，發生了一次 G1 級的小磁暴。 
在不久前的 2 月 13 日，1158 號太陽黑子群釋放了一個 M6.6 及的閃焰。在 2 月 18 日，同一活躍區又產生了一次強度相同的 X 射線爆發。在 2011 年 2 月，共有 13 次 M 級爆發。

#### 三月

2011 年 3 月 7 日深夜，一次日冕物質拋射在 1164 號太陽黑子的附近爆發。它以大約 2200 公里 / 秒從太陽躍升，成為自 2005 年 9 月以來最快的日冕物質拋射。 
在 3 月 9 日，活躍區 1166 爆發了 X1.5 級的閃焰；報告發布 R3 級無電電中斷警報。相關的日冕物質拋射在 2 天後引發了 G2 級的地磁風暴。本越共記錄了 21 次 M 級閃焰。

#### 七月

2011 年 7 月 30 日，1260 號太陽黑子產生了 M9.3 級太陽閃焰。由於它很短暫，爆發並沒有朝向地球拋出大量的電離物質雲或日冕物質拋射，因此對地球沒有影響。

#### 八月

2011 年 8 月 5 日，由三個連續的日冕物質拋射形成的混合雲產生了明亮的極光。根據報導，北極的極光在偏南方的奧克拉荷馬州和阿拉巴馬州都可以看見。這次的地球磁暴達到 G4 級 (嚴重級)，足以造成電力中斷。這是多年來地球發生的最強磁暴之一。在南半球，可以看到極光的地區最北到南非、南智利和澳大利亞南部。這些日冕物質拋射是由活躍的 1261 號太陽黑子群噴發的三個 M 級閃焰產生的：M1.4 (8 月 2 日)、M6.0 (8 月 3 日)、和 M9.3 (8 月 4 日) 。

##### X6.9 級閃焰

第 1263 號黑子群在世界時 2011 年 8 月 9 日 08:05 產生了一個巨大的 X6.9 級閃焰，這是第 24 太陽週期的第三次 X 級閃焰，也是迄 2013 年 5 月止最強的一次。還有一個日冕物質拋射與這次爆發有關。雖然閃焰不是不是朝向地球而來，但輻射在地球高層大氣中產生了電離波，短暫中斷了一些低頻和高頻無線電頻率的通信。發出 R3 級 (強) 的無線電斷訊警報，與報告了一次 10MeV (百萬電子伏特) 和超過 10pfu (質子通量單位) 的質子事件，並由此引發了一次 S1 級太陽輻射風暴。

#### 九月

第 1283 號太陽黑子群於世界時 2011 年 9 月 6 日 01:50 噴發出 M5.3 級的太陽閃焰；這次噴發是朝向地球而來，發出 R2 (中度) 無線電斷訊警報。僅僅 21 小時後，一個 X2.1 級的閃焰從同一個太陽黑子區域爆發，強度大約是先前閃焰的 4 倍。NOAA 探測到一次 R3 (強) 無線電中斷警報和一個 S1 (小) 太陽輻射風暴。這些爆發與日冕物質拋射的組合在 9 月 9 日抵達地球，引發一場 G3 (強) 磁暴。

第二天，9 月 7 日，第 1283 號太陽黑子群爆發了一次 X1.8 級的太陽閃焰，產生一場 S1 太陽輻射風暴。第 4 次閃焰是 M6 級，於 9 月 8 日從同一個太陽黑子群射出。

這一系列閃焰在地球高層大氣中產生電離波，短暫地改變了低頻無線電訊號在地球周圍的傳播。此外，在與它相同的方向上也噴發了電漿雲。自 9 月 9 日起，受到日冕物質拋射的影響，地球出現強磁暴和極光。

然後，9 月 22 日，一個 X1.4 級的太陽閃焰從第 1302 號太陽黑子群噴發出來，引發一個 R3 級無線電中斷。爆炸產生了一個明顯的日冕物質拋射，但並不是朝向地球。兩天後，發生一個 X1.9 級的閃焰，在隨後的 31 小時，一組壯觀的 14 次 M 級閃焰串，最大的是兩個 M7 級閃焰，主要是從同一個黑子群釋放出來。最初的兩次爆炸，X1.9 和 M7.1，推動了一對緻密的日冕物質拋射。根據報導，在 9 月 26 日發生了 G4 (嚴重) 的磁暴。

總計，太陽在 2011 年 9 月共產生 4 次 X 級閃焰和 31 次 M 級閃焰，這是迄今為止第 24 太陽週期最活躍的月份之一。

#### 十月

太陽在這個月發生 8 次 M 級的閃焰，最強的是 M3.9 級的閃焰，隨後在 10 月 2 日從第 1305 號太陽黑子群發生指向地球的日冕物質拋射。就在這個前夕，第 1302 和 1305 號太陽黑子群幾乎同時發出閃焰：第一個事件是 C 級，第二個達到 M1.2 級；這兩次噴發也拋出了一對日冕物質拋射。特別有趣的是，恰逢彗星的到來；業餘天文學家在前一天發現彗星墜入太陽時，以驚人的方式解體。

#### 十一月

在 2011 年 11 月 3 日，近年來最大的太陽黑子活動區 1339 釋放了一個 X1.9 級的太陽閃焰：寬 40,000 公里，長度至少是寬度的兩倍，在地球高層大氣中的電離波造成了 R3 (強) 無線電斷電；相關的日冕物質拋射並沒有朝向地球而來。本月登陸了 13 次 M 級閃焰。2011 年 11 月被認為可能是第 24 太陽週期最活躍的一個月，因為這個月的太陽黑子相對數接近 100 (96.7)，同時，太陽在波長 10.7 公分波段上發出的無線電輻射，F10.7 的通量也達到了 153.1。不過這些數值遠低於第 23 太陽週期的峰值。第 23 太陽黑子相對樹的峰值是 170，F10.7 約為 235。

#### 十二月

太陽活動在 12 月依然活躍，總共釋放了 8 個 M 級的閃焰。最強的一個是第 1385 號太陽黑子群在 12 月 25 日釋放的 M4.0 事件。在 2011 年，總計有 111 個 M 級和 8 個 X 級太陽閃焰。

### 2012 年

#### 一月

2012 年 1 月 19 日，活躍的第 1401 號太陽黑子群爆發了一次 M3.2 級的太陽閃焰和一次完整的日冕物質拋射。這次的日冕物質拋射在 1 月 22 日凌晨襲擊了地球磁場，據報導有輕微的地磁擾動。 
第 1402 號太陽黑子群在 2012 年 1 月 23 日 03:59 UTC (世界時) 爆發了一次持續很長時間的 M8.7 級閃焰，隨後是日冕物質拋射。根據 NOAA 的資料，這次的閃焰是在 2005 年 5 月以來最強的一次。移動非常快速的日冕物質拋射於 1 月 24 日 15:00 左右抵達地球。這次的地球磁暴達到了 G1 級 (輕微)，與前一次 M3 級閃焰的水準相同。

在 1 月 27 日 18:37 UT (世界時)，第 1402 號太陽黑子群釋放了一個 X1.7 級的閃焰，促使美國國家海洋和大氣管理局的太空天氣預報中心發佈了 R3（強）無線電斷電警報和 S2（中等）太陽輻射風暴警報。第 1402 號太陽黑子群正要旋轉到太陽的背面，因此爆炸地點沒有朝向地球爆炸還產生了一個巨大的日冕物質拋射，因為不是朝向地球，因此預期不會有地磁風暴。

#### 三月

在連續幾天和幾週記錄到幾次輕微的 C 級、M 級閃焰和日冕物質拋射之後，第 1429 活動區於 3 月 5 日 04:13 格林威治標準時間爆發了一次 X1.1 級的閃焰。據 NOAA 稱，幾分鐘內到達地球的高能電磁波導致中國、印度和澳大利亞等地區上空產生 R3（強）無線電中斷。第 1429 太陽黑子群區域的大小約為木星的一半，它自 3 月 2 日出現之後，正轉向朝著地球的方向，活動也極為活躍。隨後的日冕物質拋射於 3 月 7 日抵達地球，引發了 G2（中等）的地球磁暴。在射出 X1.1 級的閃焰之後，它又接連產生幾次小型的 C 級和 M 級閃焰。

##### X5.4 級閃焰

在僅僅一天內釋放了 9 個 M 級閃焰之後，活動區 1429 在 3 月 7 日 00:24UTC 爆發了一個 X5.4 級的閃焰。相關的日冕物質拋射在 3 月 8 日撞擊地球，造成了 G3（強）地球磁暴。這一事件標誌著第 24 太陽週期第二個最強的 X 射線通量。NOAA 發佈了 R3（強）無線電中斷和 S3（強）太陽輻射風暴警報。就在第一次閃焰發生一小時後，附近的第 1430 太陽黑子趨勢放了一個威力較小的 X1.3 級閃焰；沒有與此事件相關的日冕物質拋射報告。幾個月後的 6 月，NASA 報告說費米伽瑪射線太空望遠鏡在這一次強大的閃焰中探測到與太陽噴發有關的最高伽馬射線通量━超過 100 兆電子伏特。

或動區 1429，向太陽的另一側轉動，在 3 月 9 日產生了一個 M6.3 級的閃焰，一天後又產生一個 M8.5 級的閃焰，3 月 13 日再產生一個 M7.9 級閃焰。這些伴隨的日冕物質拋射都是朝向地球的。第一波電漿波在 3 月 12 日衝擊了磁層，造成一場 G2（中等）地球磁爆。第二次的日冕物質拋射對地球沒有影響。第三波電離氣體於 3 月 15 日抵達地球，造成另一場 G2 磁暴。

在 3 月下旬，美國空軍太空司令部（Air Force Space Command）報告稱，3 月 7 日至 10 日的太陽風暴可能暫時使美國軍用衛星離線。NASA 還報告說，這些強大的閃焰加熱了地球高層大氣，其引起的紅外線輻射劑量是自 2005 年以來最高的。從 3 月 8 日至 3 月 10 日，增溫層吸收了 260 億千瓦時的能量。來自增溫層中最有效的冷卻劑，二氧化碳和一氧化氮的紅外輻射，將總輻射量的 95% 重新輻射回太空。

2012 年 3 月是第 24 太陽週期最活躍的月份之一，最終出現 19 次 M 級閃焰和 3 次 X 級閃焰。

#### 四月

2012 年 4 月 16 日，在太陽的東翼（左側）發生顯著的噴發，產生一次日冕物質拋射。這種噴發通常與太陽閃焰有關，這次同時發生的閃焰是 M1.7 級（中等大小），在 17:45（UT）達到峰值；日冕物質噴發則未朝向地球。然而，與上個月相比，本月非常平靜，只記錄到兩次 M 級的閃焰。

#### 五月

本月的太陽活動再度增強，記錄到 12 次的 M 級噴發。最強的是 5 月 10 日在活動區 1476 發生的 M5.7 級閃焰。這個活動區是這個週期迄今最大的活躍區域，大約有木星那麼大，或地球直徑的 11 倍，被稱為是 "怪物" 的太陽黑子複合體。

#### 六月

本月觀測到 11 次 M 級的太陽閃焰，最大的一次閃焰是 3.3 級。

#### 七月

### 2013 年

### 2014 年

### 2015 年

### 2016 年

### 2017 年

#### 3 月

截至 3 月 31 日，初步報告顯示，2017 年期間沒有太陽黑子的天數已有 24 天。

### 2018 年

### 2019 年

## 相關條目

* 地球磁場
* 1989 年 3 月磁暴
* 1859 年太陽風暴
* 太陽活動
* 太陽週期表
* 太陽黑子

## 參考資料

## 外部連結

* Solar Cycle 24 at the National Oceanic and Atmospheric Administration
* SolarCycle24.com, a website with live data from Solar Cycle 24