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原文:Ryan French
翻譯:尹天任
校對:王茸 蔡賀菁
審閱:李宜驊
美編:周英杰
后臺:胡永葳
太陽活動高峰期結束了嗎?還是還會有更多活動?(圖源:Javier Zayas Photography via Getty Images)
當前太陽活動周期的發展態勢引發廣泛關注。雖然肉眼無法直接觀測,但太陽表面的活動異常劇烈。磁場集中區域會形成黑色的太陽黑子,而黑子上方的活躍區域會產生太陽耀斑和日冕物質拋射(CME),這些現象會通過太空天氣影響地球。
太陽黑子、耀斑和CME的發生頻率遵循約11年的太陽周期變化,但每個周期的實際長度會有所不同。在太陽活動極小期(周期底部),可能連續數月看不到太陽黑子;而在極大期(周期頂峰),這些現象會頻繁出現。通過數百年的太陽黑子計數監測,我們發現第25個太陽活動周期始于2019年12月的極小期(第24個周期結束)。
第25個太陽活動周期開始時,NOAA空間天氣預報中心綜合科學界預測發布官方預報:太陽活動峰期預計在2025年7月,峰值黑子數為101.8-125.2個。實際觀測顯示,自2019年開始的第25個周期已顯著超越預測:2024年8月的13個月移動平均值達到156.7(較預測上限高出25.2%)。該平滑值由當前月前后各六個月的數據計算得出,存在六個月的延遲,2024年8月的數據是截至2025年3月的最新有效數據點。
NOAAISES太陽周期黑子數從2010年至今,揭示了第24和第25個太陽周期(迄今為止)的演變。黑點標記每月數據點,紫線顯示平滑的13個月太陽黑子數。(圖片來源:NOAA空間天氣預報中心)
太陽活動周期的峰期由13個月平滑曲線的頂點決定,而非單月極值。目前該曲線是否已達峰值,取決于后續幾個月的黑子數變化。從觀測數據看,第25個周期單月黑子數最高記錄出現在2024年8月(216個),此后月度數值顯著回落,2024年9月至2025年3月期間波動于136-166個之間。
值得注意的是,第24個太陽活動周期(2008-2019)曾呈現雙峰結構,分別在2012年和2014年達到峰值。當前第25個太陽活動周期的黑子數變化趨勢是否會重演這一現象,尚需進一步觀察。
太陽白光圖像顯示2024年8月(左)和2025年3月(右)的太陽黑子數量。(圖片來源:SDO/HMI)
NOAA空間天氣預報中心在其在線測試平臺公開了實驗性太陽周期預測圖。該預測模型采用動態更新機制,每月根據最新觀測數據調整預測結果。相較于2019年基于歷史數據的初始預測,這種實時更新的預測方法顯著提升了準確性,被視為當前對太陽周期剩余階段最可靠的預測。
2025年3月更新的預測結果顯示,太陽活動極大期可能已在2024年8-11月間完成。若該預測成立,第25個太陽活動周期期已進入衰退階段。這一結論與初始預測的2025年7月峰期存在顯著差異,其根源在于太陽周期的實際長度存在自然波動(平均11年±1.5年)。研究表明,太陽活動周期的強度與持續時間呈負相關——太陽活動周期越長,極大期的持續時間越短。當前周期的超強表現(峰值黑子數超預測25%)可能導致峰期提前。
NOAA空間天氣預報中心的太陽周期預測圖,它每月都會隨著最近一個月的可用數據而滾動更新,因此它比2019年的預測準確得多。
然而,太陽活動周期的最終峰期判定仍存懸念。回顧本文中展示的第一個太陽周期圖,第24個太陽活動周期(2008-2019)曾出現雙峰現象,這種雙峰很少出現在預測中,但在歷史太陽周期中已經被多次觀察到。第25個周期在2023年1月(平滑值106.5)和2024年8月(平滑值156.7)的兩次波動,雖分離度不像以前的太陽周期那樣明顯,但已在平滑曲線上形成特征性拐點。未來12個月的觀測數據將決定該周期是否存在第二峰值。
國際天文學聯合會(IAU)和美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)的官方標準明確將13 個月平滑太陽黑子數(13-month smoothed sunspot number)作為太陽活動周期峰值判定的核心指標,當該平滑值達到最高點后出現明確下降趨勢時,即標志著太陽活動進入衰退期。因此,根據當前觀測數據,我們仍需等待至少一年才能明確,峰期究竟是會定格在2024年8月,還是會在2025年出現第二個峰值?
在太陽活動余威仍將持續的一到兩年內,強太陽活動引發的地磁暴和極光現象仍將頻繁出現,公眾可通過專業天文觀測設備或空間天氣監測平臺持續關注太陽活動動態。
『天文濕刻』 牧夫出品
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太陽活動極大期(左)和極小期對比(右)
謝謝閱讀
原文鏈接:https://www.livescience.com/space/the-sun/has-the-sun-already-passed-solar-maximum
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