天文學和天體物理學101:太陽耀斑(無線電通信中斷)
太陽耀斑是來自太陽的大型電磁輻射爆發,持續時間從幾分鐘到幾小時不等。突然爆發的電磁能量以光速傳播,因此對地球暴露在外層大氣的陽光照射面的任何影響都會在觀察到事件的同時發生。X射線和極紫外光(EUV)輻射水平的增加導致了地球陽光照射面電離層低層的電離。
在正常情況下,高頻(HF)無線電波能夠通過電離層上層的折射來支持遠距離的通信。當一個足夠強的太陽耀斑發生時,電離層在電離層的較低、較密集的層(D層)產生,與層中電子相互作用的無線電波由於在D層較高密度的環境中發生更頻繁的碰撞而失去能量。這可能導致高頻無線電信號變差或完全被吸收。這導致了無線電通信中斷–沒有高頻通信,主要影響到3至30 MHz的頻段。D-RAP(D-區吸收預測)產品將耀斑強度與D層吸收強度和擴散相關聯。
太陽耀斑通常發生在活動區域,這是太陽上以強磁場存在為標誌的區域;通常與太陽黑子群有關。隨著這些磁場的發展,它們可以達到一個不穩定點,並以各種形式釋放能量。這些能量包括電磁輻射,這些輻射被觀察為太陽耀斑。
太陽耀斑的強度涵蓋了一個很大的範圍,並以NOAA/GOES XRS的0.1-0.8納米光譜帶(軟X射線)的峰值發射來分類。X射線通量級別從”A”級開始。下一個級別,高出十倍,是”B”級;其次是”C”級耀斑,”M”級耀斑,最後是”X”級耀斑。
無線電通信中斷是使用五級NOAA空間天氣等級分類,直接與耀斑達到或預期的軟X射線的最大峰值有關。目前,SWPC預測C、M和X級耀斑的概率,並將其與R1-R2和R3或更大事件的概率聯繫起來,作為研究人員3天預測和預測討論產品的一部分。當M5(R2)耀斑發生時,SWPC也會發布警報。
下表提供了無線電通信中斷、太陽耀斑、標稱能量通量和指定嚴重性事件描述符之間的相關性。