【物理研究】太陽磁場與地球閃電的關係
■英國科學家發現，地球上發生閃電的機率似乎與太陽磁場的方向有關。
撰文｜陳勁豪
在悶熱的夏天午後，有時候天空便會積起烏雲，隨後便下了一場雷陣雨來消解暑氣。當雲中的正負電荷堆積到一定程度時，我們便有可能看到閃電從天而降。當正負電荷在天上移動的時候，會因為地球磁場的影響而改變其排列方式，因此地磁對閃電的產生有著一定程度的影響。
在大眾的理解中，地球的磁場基本上是由地磁南極指向地磁北極的簡單直線。事實上，地磁南極跟地磁北極並不是在對稱的位置上，而是約略會有五度的偏差。造成地球磁場方向歪斜的主要原因是因為受到太陽磁場的影響。
太陽的磁場方向並不是固定不動的，而是以大約10到15天的週期產生變化。每次改變不但會改變磁場大小，甚至會改變磁場方向。因此，每當太陽磁場的方向跟強度改變時，地球磁場也會因此而略為改變方向。
為了研究太陽磁場與地球閃電之間的關係，英國University of Reading的Mathew Owens的團隊利用英國氣象辦公室(Meteorological Office)從2001到2006之間的閃電資料，配合由衛星所測量到的太陽磁場變化，發現閃電的發生頻率的確跟太陽磁場有關連。舉例來說，在七月的時候，當太陽磁場指向地球的時候，平均約會產生40次左右的閃電。但是當太陽磁場指向反方向的時候，閃電產生的平均次數便跳升到了90次。
如果要仔細研究地球磁場與發生閃電之間的關聯性，那麼科學家需要對不同緯度的地區同時進行類似的研究，因為地球磁場方向的改變在高緯度地區(例如英國)會相對比較明顯，在低緯度地區例如赤道附近，則會相對不明顯。但是閃電的形成還牽涉到不同區域大氣成份，還有種種的其他因素，因此這並不是一個簡單的問題。
不過這個研究的確為預測閃電的發生開出了新的研究方向，進而可能增加未來天氣預報的準確性。
原始論文：
Modulation of UK lightning by heliospheric magnetic field polarity
M J Owens et al 2014
Environ. Res. Lett. 9 115009
doi:10.1088/1748-9326/9/11/115009
參考資料：
Physics World 2014/11/19: Sun's magnetic field affects frequency of lightning strikes on Earth
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作者：陳勁豪 科教中心特約寫手，從事科普文章寫作。2011年於美國紐約州立石溪大學(SUNY at Stony Brook)取得博士學位，研究主題為相對論性重離子碰撞(Relativistic Heavy Ion Collision)。長期擔任中文科學新聞網站「科景」（Sciscape.org）總編輯。
