2013年05月31日

太陽活動の極大と宇宙天気について

太陽は、9年から13年くらい(平均すると11年)の周期で活動が活発な時期(極大期)と静穏な時期(極小期)を繰り返しています(図1)。活動の極小から極小までの期間をひとつの太陽活動サイクルと呼びます。1755年から始まったサイクルを1番目のサイクル(サイクル1)として、順番に番号が付けられています。2009年から始まった現在のサイクルは、24番目のサイクル24です。米国海洋大気局宇宙天気予報センター(NOAA/SWPC)によると、サイクル24の極大は2013年の5月頃と予測されています。極大期には太陽フレアの発生数も他の時期に比べて多くなります。サイクル24では、これまでに大規模なXクラスフレアが17回ほど発生しています。サイクル23では合計で126回のXクラスフレアが発生していますので、これに比べると、まだ、1割程度です。

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図1:太陽黒点数のプロット(SIDCのデータによる)


極大の黒点数については、1902年から始まったサイクル14以来、約100年ぶりに太陽活動の低いサイクルになるのではないかというNASAの予測もありますが、2013年の5月には、約2日の間に4回のXクラスフレアが発生しました(図2)。図3に示したのがSDO衛星(NASA)の極端紫外線望遠鏡によって観測された4回のXクラスフレアの画像です。太陽フレアからの強い紫外線やX線の影響で電離圏の下部領域が異常電離し、短波を吸収する現象(デリンジャー現象)が、情報通信研究機構(NICT)のイオノゾンデと呼ばれる電離圏観測装置により観測されました(図4)。デリンジャー現象が発生すると短波電波を使った飛行機や船との長距離通信に影響がでることがあります。

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図2:米国の気象衛星GOESによって5月に観測された4回のXクラスフレア。発生したフ
レアの最大値により、小規模なものからA、B、C、M、Xの順にクラス分けされている。


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図3:SDO衛星の極端紫外線望遠鏡(AIA193)で観測されたXクラスフレア


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図4:5月15日のXクラスフレアの際の情報通信研究機構の電離圏観測装置(イオノゾン
デ)による沖縄での観測。縦軸が高さ、横軸が周波数を表す。左図はデリンジャー現象
の発生する前、右図はデリンジャー現象が発生しているときの観測。右図では、デリ
ンジャー現象により左図に見られる電離圏からの反射が観測されなくなっている。


短波電波を使った長距離通信、人工衛星、人工衛星を使った測位、送電網など人間の作ったシステムに影響を与えるような宇宙環境の乱れは、「宇宙天気」と呼ばれています。宇宙天気は、太陽フレアなど太陽活動の影響によって乱されます。たとえば、太陽フレアに伴うコロナ質量放出(CME)の影響が地球に到来して大きな地磁気嵐が発生にすると送電線に地磁気誘導電流(GIC)が流れ、送電網などに障害が発生することがあります。日本でも明治24年(1909年)9月29日に発生した大きな地磁気嵐の影響で、東京とガム島や硫黄島など長距離の電信が不通になったという記録が残されています。このとき、札幌や新潟などでもオーロラが見られたとのことです。また、2003年10月に発生した大きな地磁気嵐の際には、日本の北海道や東北とほぼ同じ地磁気緯度に位置する南アフリカ共和国で電力網のトランスが焼損したという報告があります。

極大を挟む2〜3年程度の間は、太陽活動が活発な時期で宇宙天気も荒れ模様となることが多くなります。Webページやメールで提供しているNICTの宇宙天気情報にご注意ください。

情報通信研究機構 電磁波計測研究所
宇宙環境インフォマティクス研究室
亘 慎一
posted by 事務局スタッフ at 17:47| UNIVERSEニュース