电离层闪烁干扰无人机|岑智明 :23至26年为高峰期 倡加强监测
周一(9月30日)及周二(10月1日)连续两晚的国庆活动无人机表演,都因太空天气影响取消,专家归咎“电离层闪烁”(ionospheric scintillation)干扰卫星定位信号。为什么这个现象刚好在香港附近出现?又为什么刚好在黄昏后出现?有“吸风台长”之称的前天文台台长岑智明,昨日在其社交平台载文为市民科普一下。
他表示,根据以往统计,在11年的太阳周期内,平均会有4次强烈的电离层闪烁事件,中等程度的闪烁事件会有约200次。目前正在经历太阳第25周期,活跃高峰期在2023至2026年,可以预计太阳风暴和电离层闪烁等太空天气,将在未来数年持续出现,影响通讯、无人机甚至电力系统等运作,认为应积极加强相关的监测和应变能力,防患未然。
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电离层闪烁干扰卫星定位信号
岑智明在文中先解释何谓电离层(ionosphere),以及为何“电离层闪烁”会在黄昏之后出现。他指出,电离层是离地面约几十至1,000公里的大气层,被太阳射线电离(ionize)而成为电浆。
在赤道附近,每日由于阳光的加热和潮汐作用,电离层下层的电浆往上移,形成一道电浆喷泉,之后在700公里或以上高空兵分两路,一道往南、另一道往北,在±20度纬度附近电浆转为向下移和积聚(图一)。
国庆日当晚华南一带确有电离层闪烁
在太阳活动较为活跃等某些情况,该位置的电离层可能出现波动,造成闪烁现象,这个时候刚好就在黄昏之后几个小时,香港的纬度(北纬22度)也正好在这个波动带附近。而在周二(1日)晚的确能够看见在华南一带出现电离层闪烁(图二)。
他补充指电浆泡的大少一般只有100公里左右,影响范围比较细。
香港卫星定位接收器曾记录干扰现象
岑指闪烁现象会干扰卫星定位信号,香港确实有卫星定位接收器记录到相当大的干扰现象;但对于个别用户的实际影响,则视乎闪烁区域的位置和分布,以及用户的相对位置(图三),接收系统的定位技术也有关系。
▼9月30日 西九无人机表演取消▼
11年太阳周期内会有4次强烈电离层闪烁事件
他表示,根据以往统计,在11年太阳周期内,平均会有4次强烈的电离层闪烁事件,中等程度的闪烁事件会有约200次。目前正在经历太阳第25周期,活跃高峰期在2023至2026年。“我们可以预计太阳风暴和电离层闪烁等太空天气将会在未来数年持续出现,影响通讯、无人机甚至电力系统等运作,我们是否应该积极加强相关的监测和应变能力,防患未然?”
▼9月30日 西九无人机表演取消▼
多国均有监测及预报机制
岑智明指出,多个国家都有监测太空天气,并且发放太空天气预报和警告,尤其美国的“空间天气预报中心”(Space Weather Prediction Center)和中国的“空间天气监测预警中心”。鉴于太阳周期进入活跃期,以及太空天气会影响航空运作,国际民用航空组织亦于2019年底建立全球“空间天气系统”,整合全球相关资讯。 他认为,香港或需考虑加强相关的监测和应变能力。