利用甚低頻（VLF)研究太陽閃焰對第太陽活動週期低太陽活動期和高太陽活動期 D 層電離層的影響
Solar flare effects on D-region ionosphere using VLF measurements during low- and high-solar activity phases of solar cycle 24
大溪天文台於2024-2026年利用新開發的超低頻多頻FFT窄頻濾波太陽電波望遠鏡,利用其所觀測到閃焰爆發時的電波的振幅變化數據,和南太平洋大學(USP)科學院的太陽輻射通量觀測及整理資料做一比對,概略了解以下的太陽閃焰對VLF超低頻電波在D電離層的變化和結論
http://www.swpc.noaa.gov/ftpmenu/warehouse.html 1.太陽閃焰所造成的超低頻VLF 電波振幅和相位增強與太陽閃焰爆發的 X 射線通量(X ray flux)的對數成正比。比較大溪接收的JJI電波 和UPS 南太平洋觀測站對 NLK 和 NWC 兩條路徑的電波傳導,其觀測到的電波振幅變化(ΔA)和太陽X光通量強度發現，大溪天文台 JJI的訊號ΔA (最大值約 6dB）和 NLK 訊號的 ΔA 較大（最大值約 11.5 dB），而 NWC 訊號的ΔA 則較小（約 3.5 dB）。
2.在太陽閃焰較小或在低太陽活動期產生的 ΔA 值高於中等太陽活動期。所有訊號在低太陽活動期和中等太陽活動期的震幅(採干涉接受時的相位)擾動水準都非常相似，其中 NLK 記錄到的相位差最大值可達 200°，NWC 記錄到的最大值可達 150°。
3.太陽閃焰透過增加D層電離度來降低有效反射高度(H ′)，電離度與 X 射線閃焰通量強度的對數大致成正比。電離層 D 區自由電子密度 ( β ) 也顯著增加。
4.在太陽活動強度較低和中等的時期， H ′和 β 隨太陽閃焰能量功率的變化有顯著差異。一般來說，對於同類型閃焰，低太陽活動時期 β 的增幅大於中等太陽活動時期。此外，對於同類型閃焰，低太陽活動時期 H ′的降低幅度（ ΔH ′）比中等太陽活動時期大 1-2 公里。這種 β 和 H ′水準的差異在強 M 級和 X 級閃焰中比在弱 C 級閃焰中更為明顯。
因此可以推斷，在強閃焰爆發時，特別是 M 級和 X 級閃焰爆發時,通常若發生在太陽活動較低時，會比在太陽活動較高時更能增加 D 層電子密度 ( β )和電子密度隨高度 H ′的重新重整，導致降低 D 層電離層高度。
圖1: a 2012年7越5日 太陽閃焰爆發期間 GOES X 射線通量(W/m² )的變化 。 b . 2012 年 7 月 5 日太陽耀斑期間 NWC 訊號的振幅和相位變化。
圖2:在南太平洋 斐濟觀測到的 NLK 和 NWC 超低頻相位擾動，作為太陽閃焰爆發 比對 X 射線通量(dB 為單位，相對於 0.1–0.8 nm 波段的 1 µW/m 2)的函數，分別針對低太陽活動條件（紅點和相應的紅色最佳擬合曲線）和中等太陽活動條件（藍點和中等太陽活動條件的藍色最佳曲線擬合。
圖3:NLK 訊號的振幅和相位擾動隨太陽天頂角絕對值的變化，適用於 M1.0 至 M1.3 級閃焰發生在太陽位於天頂角度時,角度越大即振幅和相位越小。圖3
*太陽天頂角(SZA): 太陽天頂角（solar zenith angle）是太陽的天頂角，即太陽光線與垂直方向之間的夾角。
圖4: 在太陽閃焰爆發期間， H ′ D層電離高度會發生變化（減小）至高度變化差 H′p 。 因此，白天傳播，ΔH ′ = H ′ − H′p 與振幅和相位變化成正比.為此，我們繪製了三種訊號的 ΔH′ 與閃焰爆發時的功率的關係圖，如這些圖表明，ΔH′ 隨耀斑強度的增加呈線性增加。但最重要的是，在低太陽活動時期，強 X 級閃焰爆發的 ΔH′ 值比中等太陽活動時期高約 2 km。
圖5: D 層電子密度高度剖面 N e (h)（單位：cm-3），該剖面適用於約 100 km 高度以下（Wait 和 Spies，1964），其計算公式為 N e (h) = 1.43 × 107[exp(-0.15H′)exp[(β-0.15)(h-H′)]]。
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