中央消息

（中央社记者 陈至中 台北20日电）中央大学和日本京都大学合作分析全球电离层观测数据，证实电离层对太阳活动存在「饱和效应」，有助提升GPS、卫星通信、航空导航的可靠性，成果登上国际期刊。

中大今天发布新闻稿，太空科学与工程系讲座教授刘正彦、统计所教授陈玉英、京都大学博士黄俊雁等人组成的研究团队，近期将论文发表于国际期刊Geoscience Letters（地球科学通信），获得学界重视。

「太阳愈强，电离层就愈活跃」一直是许多人对太空天气的直观印象，但最新研究发现并非如此，当太阳活动增强至一定程度后，电离层电子含量不再等比例增加，而会逐渐趋于平缓，呈现「饱和效应」。

中大团队使用1999年至2024年的全球电离层图数据，分析地球上空的总电子含量，并结合经验模态分解与两段式回归方法，从长期数据中找出电离层何时开始从「随太阳活动增加」转为「逐渐饱和」。

研究发现，饱和效应不是只出现在某一个地区，而是一种具有全球性的电离层现象，但它出现的位置与时间并不平均。

在低纬度地区，特别是磁赤道（指地球表面上，地磁场方向完全水平的各个点所连成的曲线）附近，春分与秋分季节较容易出现饱和。

而在夏季半球（因地轴倾斜，正朝向太阳的北半球或南半球，即正经历夏季），中高纬度地区也会出现明显的饱和特征。这些现象与赤道电离层异常、威德尔海异常、雅库茨克异常等已知电离层结构有关。

团队指出，电离层不是一个只受太阳照射强弱控制的简单系统。除太阳极紫外线带来的电离作用之外，高空大气中的中性风、氧与氮分子的比例，以及电浆沿磁力线的移动，都可能影响电离层是否进入饱和状态。

这项研究有助于改善电离层模型与太空天气预报，尤其在太阳活动高峰期，若模型仍假设「太阳越强，电离层就等比例变强」，可能会高估或误判电离层的实际变化。科学家未来可更精准掌握高太阳活动期间电离层的全球反应，进一步提升GPS（全球定位系统）、卫星通信与航空导航的可靠性。（编辑：张铭坤）1151020

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