太陽週期 Solar Cycle

二零二三年八月第一期

太陽週期 Solar Cycle

近日觀測太陽，每次都看到太陽表面有多組黑子（sunspot）、日珥（prominence）同時出現，甚至出現毋須放大已可見的巨大黑子（仍需適當減光），這些都透露太陽活動正步入高峰期。而這些活動會時多時少出現周期變化，稱為「太陽周期（Solar Cycle）」。

天文太陽 Sun — 上月使用裝有氫- α濾鏡的望遠鏡拍攝太陽（波長656nm，呈暗紅色。相片經偽色處理），可見約10組黑子及日珥。

進入第25個太陽周期

根據多個研究機構的觀測數據整彙及發布，第25個太陽週期已於2019年12月開始，預計將在2025年達到極大期。目前各種太陽活動正在穩步增加中，而且可能比預計更活躍。觀測太陽黑子的數量是追蹤太陽活動週期的一種方法，太陽黑子最少的時候，也就是太陽最小值（solar minimum）可被判斷為太陽活動週期的開始。隨著時間的推移，太陽活動和太陽黑子的數量會增加，太陽最大值（solar maximum），也就是太陽黑子最多的時候，約太陽活動週期的中點。然後，太陽活動會慢慢減到最小值，然後開始新的週期。

太陽 sun 太陽周期 — 由於要待太陽活動回升及各項測量後，才能判斷太陽最小值，所以現周期的起點在2020年才確定並回朔至2019年12月。

太陽周期起點

自伽利略（Galileo Galilei）等人400年前的十七世紀，開始使用望遠鏡投影觀測並記錄太陽黑子，人類對太陽的認識打開了新的大門。太陽不再是「完美」的光盤，雖然當時尚未知道黑子是太陽表面較冷和暗的區域，但其移動和變化，讓人類察覺太陽的自轉和活動。

Galileo’s Sunspot drawings from Alison Loader on Vimeo.

史瓦貝（Samuel Heinrich Schwabe）在十九世紀中期根據太陽黑子的觀測數據，提出當中有約10年的周期化。沃夫（又譯胡夫，Johann Rudolf Wolf）按史瓦貝的發現並考查至17世紀的記錄統計，推導出約11年的太陽活動周期，提出量化黑子活動的方法—太陽黑子數/太陽黑子相對數（sunspot number/ sunspot relative number），又稱沃夫數（Wolf number），沿用至今。

R=k (10g+s)

此處R是黑子數，s是單獨計算的黑子數目，g是黑子的群數，
k是隨地點和儀器改變的因素（也稱為天文台因素）

太陽黑子太陽 — 沃夫以1755年起定為第1個太陽周期，至今第25周期，長度由8-12年不等，黑子數亦有所變化。在比利時皇家天文台（Royal Observatory of Belgium）中設立的世界數據中心從1981年起負責收集、保存和發布國際太陽黑子數（international sunspot number）。

比利時皇家天文台的科學家至今仍每日使用The Uccle Solar Equatorial Table（USET）逾百年歷史的望遠鏡投影及手繪記錄太陽黑子。

太陽的磁場活動
早於19世紀，已有科學家發現太陽耀斑（flare）可以影響地球的磁場。現代有不同的工具和方法觀測太陽的磁場及多種活動，發現均與其磁場的活動及變化有莫大關連。

把太陽黑子、日珥、日冕、磁圖影象疊合，可見黑子兩端帶有不同磁場極性，磁場活動與太陽表面的活動重疊。透露磁場活動亦是造成這些活動的成因。

太陽磁場黑子蝴蝶圖 — 天文學家標示太陽黑子出現的緯度和大小隨時間變化，得出南北對稱的圖表，有點像蝴蝶翅膀而稱為蝴蝶圖（butterfly diagram）。隨著磁場的測量，可見太陽磁場隨太陽周期南北翻轉。因此，磁場翻轉成為判斷太陽周期的重要條件。

從數百年記錄太陽黑子的時空分佈，到近代磁場測量、星震學等，人類一步步理解太陽。磁場周期翻轉引發太陽黑子等活動反覆爆發，不單停留在太陽表面，並延伸到整個太陽系。

太陽活動與太空天氣

太陽耀斑和日冕噴射的高速帶電粒子所形成的太陽風，這些主要來自太陽活動和其他幅射對地球和附近太空引致的影響，稱為太空天氣。太陽各種活動引發的太空天氣會對地球帶來不同程度的影響，可能會影響人造衛星和太空船的運作、擾亂地球磁場、干擾無線電通訊、供電設施、甚至地球的氣候等，但亦可產生美麗的極光。因此，全世界已建立多個地面和太空的專業太陽觀測台站，利用不同波段的望遠鏡和探測器對太陽進行24小時監測,提供實時數據，讓有關人士作出應對和預備。例如太空中有SDO、SOHO、HINODE等，地面有CSRH、CLST、DKIST、UCoMP等。這些先進設備使人類可以更清楚地了解太陽的各種活動和週期變化。

當日冕巨量噴發（Coronal Mass Ejection , CME）朝向地球，大量高速帶電粒子有機會影響地球磁場，亦會沿地磁移至南北極附近甚至更遠的高空與大氣作用，形成極光爆發。

安全觀日
雖然大部分來自太陽的有害輻射都已被地球的磁場和大氣層阻隔，但直視陽光或其反射仍會讓眼睛受到不可逆轉的傷害。觀察時必需使用安全可靠的工具和方法。

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受到大氣層阻隔的太陽輻射如紫外線、X射線等，則可以利用人造衛星在太空觀測。除了到各所屬網站下載數據，我們可以使用Helioviewer網站或程式同時查看多個衛星的太陽最新或過去的影象，亦有操作更簡單的Student HelioViewer方便初學者瀏覽。

隨著太陽周期步入高峰期，相信近年可從各渠道和方法，看到壯觀的太陽活動。觀察時必須注意安全，避免自己與同行者受到傷害，就可以欣賞自然之美。

延伸閱讀

教育資源 – 太空天氣｜香港天文台(HKO)

https://www.hko.gov.hk/tc/education/educational-resources-webpage/Space_Weather_Category.html

The Helioviewer Project

https://helioviewer-project.github.io/about/

參考資料

Hello Solar Cycle 25
https://www.weather.gov/news/201509-solar-cycle

SIDC — Solar Influences Data Analysis Center | SIDC
https://www.sidc.be/

Solar Cycle progression | Solar activity | SpaceWeatherLive.com
https://www.spaceweatherlive.com/en/solar-activity/solar-cycle.html

Solar Cycle 25 Is Here. NASA, NOAA Scientists Explain What That Means
https://www.nasa.gov/press-release/solar-cycle-25-is-here-nasa-noaa-scientists-explain-what-that-means

Solar Cycle Progression | NOAA / NWS Space Weather Prediction Center
https://www.swpc.noaa.gov/products/solar-cycle-progression

SDO | Solar Dynamics Observatory
https://sdo.gsfc.nasa.gov/data/

The Galileo Project | Science | Sunspots
http://galileo.rice.edu/sci/observations/sunspots.html

What Is the Solar Cycle? | NASA Space Place – NASA Science for Kids
https://spaceplace.nasa.gov/solar-cycles/en/

天文導師
曾展鈞

夏の風物詩 (14/7/2023)

嗇色園可觀自然教育中心暨天文館主辦

炎日積雨雲，夏蟬處處吟。說起夏日風物，大家還會想起什麼？今個星期五（7月14日），可觀天文館誠邀各位共聚可觀，臥看牛郎織女，飛星傳恨，也以大型望遠鏡觀測星象，共賞夏夜星空。

日期：	2023年7月14日（星期五）
時間：	晚上19:30 - 22:00
地點：	嗇色園可觀自然教育中心暨天文館
	(荃灣荃錦公路101號)
節目：	(1) 短講「夏の風物詩」
	(2)觀星
	(3)星象館體驗
費用：	全免
名額：	40
對象﹕	適合公眾人士參加 (五歲以上)

參加辦法：
於此網頁報名，先到先得，額滿即止

報名連結: 名額已滿多謝支持

每人限留4位，參加者需年滿五歲或以上。可觀中心保留拒絕未經報名及未滿五歲之人士進入。
名額有限，先到先得。

查詢：
電話 2413 7122
電郵 astronomy@hokoon.edu.hk

注意事項：
(1)如當日天氣欠佳或其他原因取消活動，本館將於當日下午5時透過本網頁及facebook天文專頁及Instagram天文專頁公佈，並以手機短訊通知已登記手提電話號碼的參加者。
(2)若在活動期間天氣轉壞，屆時活動可能提早結束或改到室內進行。
(3)本館可能按天氣或當日情況更改活動內容而不會事前通知。
(4)請注意自己及同行者的個人及財物之安全，請小心保管財物及照顧小孩。
(5)活動當日如有不適請不要前來參加活動。
(6)活動場內請勿進食。
(7)請遵守在場工作人員指示。

交通安排：
(1) 於荃灣地鐵站乘搭紅色的士直達(車費約HKD$30-40)
(2) 可自行於荃灣川龍街乘搭往川龍的80號專線小巴
(3)可於荃灣乘搭51號巴士
(4) 本中心車位有限，駕車者必須在報名時提供車牌登記，並提前10分鐘到達。可觀中心保留拒絕一切車輛泊車之權利。

地圖：http://www.hokoon.edu.hk/contact-us/

如欲加入本館的通訊錄，以電郵方式收取本館的天文活動資訊，請以"subscribe"為標題電郵至astronomy@hokoon.edu.hk
可觀自然教育中心暨天文館 http://www.hokoon.edu.hk
Facebook天文專頁http://www.facebook.com/hokoon.astro
電話：(852)2413-7122 傳真：(852)2493-6612

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天文觀星樂 - 短夜星河 (24/6)

短夜星河 (24/6)

嗇色園可觀自然教育中心暨天文館主辦

夏至是北半球一年間日照最長的一日，雖然近日黃昏的天文暮光可達晚上八時半，卻剛好遇上金星難得要十時才落山。唯晴雨不定的天氣會帶來驚喜還是嘆息呢？歡迎大眾報名參加可觀中心「天文觀星樂-短夜星河」，齊齊透過巨型望遠鏡看星賞月，體驗天文的樂趣。

日期：	2023年6月24日（星期六）
時間：	晚上19:00 - 21:30
地點：	嗇色園可觀自然教育中心暨天文館
	(荃灣荃錦公路101號)
節目：	(1) 短講「短夜星河」
	(2)觀星
	(3)星象館體驗
費用：	全免
名額：	40
對象﹕	適合公眾人士參加 (五歲以上)

參加辦法：
香港時間21/6 (三)22:58夏至起於此網頁報名，先到先得，額滿即止

報名連結: 名額已滿多謝支持

每人限留4位，參加者需年滿五歲或以上。可觀中心保留拒絕未經報名及未滿五歲之人士進入。
名額有限，先到先得。

查詢：
電話 2413 7122
電郵 astronomy@hokoon.edu.hk

地圖：http://www.hokoon.edu.hk/contact-us/

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【數字地理小知識】由1至10學香港地理x 香港的6角柱岩石_萬宜水庫東壩（西貢）

平日大家去慣行山、🤳🏻打卡，又知唔知每個景點背後嘅資訊呢？

可觀Channel 為大家準備咗：【數字地理小知識】系列，為大家介紹香港由1至10的地理小知識。第六集將會帶大家去瞭解香港的⑥角柱岩石—— 🪨萬宜水庫東壩！

萬宜地質步道小冊子： https://www.geopark.gov.hk/sites/default/files/web/type/leaflet/pdf/2023-03/HighIsland_202301.pdf

首百個國際地科聯地質遺產地： https://iugs-geoheritage.org

#萬宜水庫 #東壩 #西貢 #地理 #geography #岩石 #地質 #六角柱岩石

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2023年4月20日香港日偏食

天象簡介：

香港時間4月20日，月球運行至太陽與地球之間，發生日全環食，唯全環食帶不經過香港，本港只能觀看日偏食。上一次香港可見的日偏食在2020年日環食期間出現，下次將會是2028年，比本次日食的食分更小更難觀測。
天象發生時間為4月20日（星期四)，從12時34分開始偏食，在西南偏南，離地平有79度高，至13時16分偏食完結時，高約73度。香港觀測食分約0.03，即月球將遮蓋3%的太陽直徑，佔太陽面積0.3-0.6%。如要觀賞是次日食，只要到南方近天頂沒有遮擋的地方，使用合適安全的太陽觀測設備和方法觀看。

4月20日日偏食的時刻及方位
日食階段	時間	方向/方位角/仰角
初虧 (偏食開始)	12時34分	西南偏南/169°/79°
食甚	12時55分	西南/218°/76°
復圓 (偏食結束)	13時16分	西南/232°/73°
		各地點發生時間及方位略有不同

日全環食成因：

日食由地球、月球、太陽連成一線發生，月球將摭擋部分陽光，屆時可見月球的黑影在太陽表面經過。由於月球繞地球的公轉軌道與地球的公轉軌道不在同一平面，配合兩個天體公轉運動，所以不會時常發生。當月球較接近時，其本影投射到地面，經過的地方就可見日全食。但月球繞地球公轉的軌道不是正圓形，有時會較遠離地球，看上去也較小，陽光完全被遮擋的本影未能投影在地表，而本影投影區所到之處則可見日環食，半影覆蓋的地方則可見日偏食。

由於地球是一個球體，不同位置與月亮的距離會稍有不同，當月球的本影掃過地面較為接近月亮的地方，剛剛好只發生日全食，在此日食帶其他較為遠離月球的地方，就可能只會發生日環食，這種日食稱日全環食，又稱混合食、複合食。

2023年4月20日日食月影軌跡是次日食月影經過的地方，環食帶先從印度洋轉為全食帶，經過澳洲西端一角、印尼，至西太平洋轉成環食結束。偏食帶則途經澳洲和東南亞大部分地區。 Credit: Fred Espenak, EclipseWise.com

觀測小貼士：

安全第一

由於太陽發出強烈的光、肉眼不可見的紫外線和紅外線均可對眼睛造成嚴重損害，甚至失明。必須使用適當的減光或投影設備才可安全觀測。一般太陽眼鏡、減光鏡片、燻黑玻璃、菲林、墨水、光碟磁片等都不能有效阻隔陽光。必須正確使用完好的專門太陽濾鏡或濾膜，過濾99.999%的陽光及有害輻射才可安全觀看太陽，而且不應連續觀看三分鐘以上。

【限時登記】索取「太陽濾光片」

以下是一些安全觀測的例子：

使用肉眼觀看專用的太陽濾片，使用方法：https://youtu.be/P2yUvOTw5bc

使用合適的望遠鏡投影 Image credit: Mark Whitcombe、ScienceFirst

使用望遠鏡投影法，操作影片：https://youtu.be/lDPLk-ca7qA

使用針孔投影法可以觀察日食期間的形狀變化，甚至發揮創意做成獨特圖案。是次日食食分太小，難以使用此方法觀察。如針孔投影距離1米，得出太陽影像直徑約1cm，在香港可見食分只有0.3mm。

最後更新：1/4/2023

2023年4月20日日食

日食網上直播：

本地直播 / 海外直播

可觀中心網上直播將於香港時間4月20日下午12時15分開始

可觀中心 – 20/4/2023 日偏食直播
 https://www.youtube.com/live/R5wjgAXWYgA

香港太空館 – 日偏食2023

海外直播

Time and Date.com – Total Solar Eclipse – April 20, 2023 / Perth Observatory – Solar Eclipse Live Stream
https://www.timeanddate.com/live/eclipse-solar-2023-april-20

臺北天文館 – 2023日偏食專區

日本國立天文台 – 日本の一部地域で部分日食（2023年4月）

Gravity Discovery Centre & Observatory – Ningaloo Total Solar Eclipse

Slooh – The Ningaloo Total Solar Eclipse – LIVE at Slooh

Science Centre Singapore – Partial Solar Eclipse Viewing

最後更新：19/4/2023

2023年3月24日月掩金星

天象簡介：

本次月掩金星將於3月24日傍晚發生，在19:47開始，本港可以觀測到整過程至20:53結束，屆時月球和會金星在西方低空可見。
月掩金星，即月亮將慢慢向東運行向金星直至將其遮掩。由於太陽系各行星的公轉平面相近，而月球繞地和地球繞日的公轉平面相差5.2度，月球不時有機會繞到各行星與地球之間，遮掩較遠的行星，形成月掩行星的現象。由於每次只在局部地區可見，又要視角上較遠離太陽，所以在同一地點重複出現的機會不多。

是次月掩金星在香港西方接近地平線發生，掩始時離地平約18°，直至8時53分月亮慢慢移開，金星才會再與大家見面。掩終時仰角只有4°，需要到西方視野沒有遮擋的地方觀測。下次可在香港可見到黃昏時發生的月掩金星，就要多等40年至2063年了。

另外，期間將在香港發生天宮號太空站過境，預測發生天宮號太空站在19:48-19:54，從西方天空出現至南方進入地影消失，期間最亮可達-0.5等。詳情可瀏覽>Havens-Above網站<。

3月24日月掩金星的時刻及方位

掩食階段	時間	方向/方位角/仰角
掩始	19:47	西/279°/18°
掩甚	20:21	西/282°/11°
掩終	20:53	西北偏西/285°/4°

2023年3月24日月掩金星可見地區

是次月掩金星在非洲南部及東部、印度洋、亞洲南部及東南地區可見。 Credit: Dominic Ford , https://in-the-sky.org/

觀測小貼士：

是次月掩金星的現象只需用肉眼觀測已經可見，但後段接近地面時受大氣影響會較難觀測。以簡單的儀器輔助，例如放大7至10倍的雙筒望遠鏡等，可看到更加清晰的月球影像及月球「接觸」金星的時機，甚至地照的灰光。若是用小型的天文望遠鏡放大近百倍或以上作觀測，便有機會清楚看到金星相位及金星被掩蓋及重現一刻的情況。整個過程在西方地平線仰角18°至4°之間發生，要這方向視線沒有遮擋的地方才可以看得到。如有興趣拍攝，由於拍攝主體都是月球，可參考月食拍攝小貼士。