臺北市立天文科學教育館

太陽黑子數量大致每11年呈現一次明顯的增減循環，這種變化週期稱為「太陽週期」。每個太陽週期自黑子數量最少的「極小期」開始，接著逐步上升至「極大期」，極大期時太陽活動最為劇烈，常伴隨太陽閃焰、日冕物質拋射（CME）等現象，之後再緩慢下降，回到下一個極小期。這一過程反映了太陽磁場在高活躍與低活躍狀態之間的自然轉換，並伴隨磁極翻轉。

劇烈的太陽活動將對太空天氣造成顯著影響，可能干擾人造衛星運作、影響太空人安全、地面無線電通訊、GPS定位系統，甚至導致電力系統異常及極光現象增加。太陽週期的變化亦與地球氣候有一定程度的相關聯性。

下圖顯示第23太陽週期期間的黑子數變化（1994–2007），紫色點為每月黑子數，藍色線條為平滑平均趨勢，紅色虛線為後期預測值。（圖表資料來源：NOAA/SEC）

問題1：

黑子數的變化在哪個時期最大？在哪個時期最小？

問題2：

第23太陽週期是從哪一年哪一月開始的？

問題3：

黑子數量在第23太陽週期中何時達到最大？

問題4：

A）1996年的第23太陽週期極小期，黑子數月平均約為多少？

B）2007年的第24太陽週期極小期，黑子數月平均約為多少？

問題5：

第23太陽週期極小期與第24太陽週期極小期，兩次極小期之間相隔多久？（請四捨五入至小數點後一位）

問題6：

第23太陽週期從極小期到極大期歷時多久？

問題7：

若依第23太陽週期的模式預測，第24太陽週期的極大期應該出現在什麼時候？其實際情形為何？

問題8：

第24太陽週期極小期原預計何時發生？實際情形為何？

第25太陽週期相關資訊：NASA宣布已正式進入太陽極大期

2024年10月15日，美國太空總署（NASA）與國家海洋暨大氣總署（NOAA）聯合宣布，太陽已進入第25太陽週期的極大期階段，預計將持續至2026年左右。然而，極大期的確切時間點通常需待太陽活動明顯下降後，經由數據回溯確認。

圖說：人類歷史記錄到過去24個太陽週期的太陽黑子數量圖，紅色則為目前第25太陽週期的預測。

太陽黑子也是太陽表面上有趣且研究歷史最悠久的現象之一。早在兩千多年前，古代中國的天文觀測者便已記錄到太陽黑子的存在。自1859年以來，人們首次對太陽黑子的大小進行了精確測量。下表（表1）列出自那時以來，所觀測到面積超過3,600單位的太陽黑子資料。這裡的黑子面積以太陽朝向地球的半球面積的百萬分之一為單位表示，例如「3,600」代表其面積為太陽半球面積的百萬分之3,600（即3,600/1,000,000）。

下表（表2）整理了第15太陽週期至第22太陽週期的極大期年份。這些極大期年份將用來判斷各太陽黑子事件與最近極大期之間的年差距。

問題9：

根據表1與表2的資料，請整理以下表3，完成填入每次太陽黑子事件最接近的太陽極大期年份及其年差距。年差距定義為：「太陽黑子觀測年份 − 最接近的極大期年份」。

問題10：

根據表3，這些面積超過3,600單位的「特大黑子」大致出現在距離極大期前後幾年之內？

參考資料：Space Math