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好，那我在準備這個題目的時候，在準備這一份投影片的時候，我在想說，我這邊呢一個多小時的時間，我要跟大家分享什麼樣的一些訊息？我想想了又想了想，想到這三個主題的部分。那，我以問句的方式寫在這個上面，目的是可以讓大家想一想，這些問題的答案是什麼？
那首先，第一個主要是：什麼是太空電器？再來，太空天氣對於我們有什麼樣的影響，還有重要性是什麼？最後是目前的太空天氣預報所需要克服的問題，還有他的困難是在什麼地方？希望呢，我在經過這一個多小時之後呢，大家都能夠有對於這三個問題，有能夠找到你們的答案，並且呢也希望大家對於太空天氣能夠有一個新的認識。
底下我會放一段影片，那這一段影片呢，我是揭露一個叫做太陽日的一個短片的影片。那，我節錄他的影片前面的2分鐘左右，所以會有兩分鐘左右的時間，那先請大家看一下。他是在描述太陽對於我們的環境，對於我們的生活會有怎麼樣的影響。大家如果有興趣的話，可以去找找看這個影片，在網路上他是免費可以收看的，或是你可以找底下的這個關鍵字去搜尋一下。
相信剛才大家應該有看到一些熟悉的影像，那主要就是太陽嘛，然後上面有一些黑點，那我們叫做太陽黑子。那太陽發生一些事件之後，一些擾動之後呢，你可以看到很多墜落下來到我們地球的東西。這個不是流星，也不是不是外來隕石，是什麼？人造衛星！當太陽發生了一些影響，或或是一些高能量粒子噴發的時候，我們首當其衝受到的影響，不是我們地球本身，而是在我們地球周圍外面的人造衛星。那人造衛星受到這些高能的一些影響之後呢，可能他內部的零件，或是一些組件會受到影響，最嚴重的話就是會失去他的效能，沒有power了，它就掉落下來了。所以這個是的對我們很嚴重的影響，當然是現實世界上不會有，應該說到目前為止還沒有這麼嚴重的一個事件發生。那這個影片只是跟你說，有可能會發生這樣子的一個事件。那裡面有個畫面就是當很多墜落的時候，大家圍著一臺電視在看嘛，可是那臺電視都是雜訊，因為衛星都掉下來了，你搜尋不到任何的訊號。
剛才提到太陽的一些爆發時間，舉例來說，我們最近的爆發時間是什麼時候？在今年的10月，這個上個月28號左右，太陽發生了一次閃焰事件。這個閃焰事件呢，他的等級是X1等級。這個事件呢，特別提出來，是說他不算特別強的一個太陽閃焰事件，那可是他算是蠻特別的。不算強的話是因為，他在我們歷史有記錄以來，他不算是特別強。我們一般來說會將太陽閃焰的能量去做區分，根據他的能量，有分成 ABCMX等級。那X已經是最高的等級了，那，就看你超過x多少。到目前為止有記錄以來，那記錄最大的是在2003年，也是差不多10月30號，萬聖節左右發生的一次。那一次的話，可以到達X28等級，也就是現，就是前上個月發生的28倍，他的能量。好，這是我們有記錄，有這些數據記錄，有史以來最大的。過去以前早期的話還有更強的，那只是沒有數據記錄。所以說，這個事件呢，他算是不很強，就是以過去記錄來看，可是很特別的話是什麼地方呢？主要是因為我們知道太陽呢，他要發生這些閃焰事件，這些爆發時間呢，就跟太陽的活動性有關係。當太陽越活躍的時候，他越有爆發的可能性；當太陽越平靜的時候，他的爆發的機會就比較降低。那我們知道太陽主要會有11年的活動週期，這張是太陽活動週期的一個變化圖。
好，那這個事件比較特別是說，我們知道去年2020年，還有2019年呢，其實是太陽很平靜的一個時期，它第20…24個太陽周期已經結束了，我們開始要邁入第25個太陽周期。那太陽的活動開始慢慢慢慢的成長起來，在這剛開始成長起來的時候呢，發生一個這個磁爆事件。過去的兩年沒有這麼大的磁爆事件以及太陽閃焰事件，所以才說，這個也算是一個蠻特別的一個一個太陽閃焰事件。那你可以預期的是，接下來當太陽活動性開始逐漸逐漸增加的時候，那這樣子的磁爆事件呢，會越來越更加的頻繁。那每一次呢，當太陽發射一次閃焰的時候，就是很多新聞就會出現類似這樣子的一個新聞報導。
這個是在10月31號，也就是太陽閃焰10月28號發生，發生之後兩三天之後，就出現了這樣子的一個新聞。那通常為什麼有兩三天呢？因為太陽閃焰噴發出來的能量，大概就是傳遞了兩三天之後，會到達我們的地球。這是高能的能量，如果是x射線的話，大概8分鐘就會傳到我們的地球。那這個很常就是出現說，只要發生太陽閃焰就會出現這樣子，比如說襲擊地球，干擾GPS通訊衛星等等。這個的話，其實在二三十年前的很少見。二三十年前，我們才不管太陽發生什麼事情，對我們影響完全就沒有沒有任何的感覺。那近年，因為人造衛星的技術越來越發展，我們越來越多的科技是靠衛星，那太陽發生一些事件的時候，就像剛才影片那樣子，當然可能沒有到那麼誇張，會讓你的，人造衛星的機能可能會失效，那就可能會造成你的通訊，比如說定位造成影響。
除此之外呢，其實對於我們民生也會有影響，比如說這個是2015年的一次太陽的風暴事件。這個事件呢，導致呢當天的，不是當天，就是發生之後導致瑞典機場曾經因為太陽風暴的影響，他地面的雷達系統呢，就被中斷了，那也因此沒辦法，他機場只能停擺一個多…一個多小時。那在期間也影響多很多班的航班起降。所以呢，我們可以知道，其實太空中天氣的變化呢，其實會跟我們民生是息息相關的。那在那一次的話，他的大小其實也是只有X等級左右，哦，沒有，他更小，他只有到M等級。M等級就會讓地面的這個系統失效。
那我們進入太空的環境呢，比起我們想像中的來的變化來的劇烈。那當太陽就是太陽發生一些事件，那會造成我們環境的改變。那這個環境改變呢，可能會影響到我們地球的磁場的變化，電離層的變化。那舉凡這樣子的一個事情呢，我們通常叫做太空天氣。太空天氣就像我們天氣，會降雨、晴天、陰天等等。那太陽的一些擾動，它會造成我們環境的一些變化，叫太空天氣。太陽的有哪些擾動呢？比如說太陽閃焰、高速太陽風、日冕物質噴發、高能粒子等等。這些能量呢，會進到我們地球，然後影響我們此層產生變化，發熱輻射產生變化，那影響我們電離層的電離層產生，電離層磁爆。那電漿泡的話，產生原因是另外別的不一樣的事件，那，你可能會影響到你的定位，延遲產生誤差，甚至是無法定位，無法鎖定你的位置。
那我的研究的領域呢，是比較靠近我們地球的環境，地球的大大氣。所以今天的話會就主要是電離層的部分，跟各位做介紹，所以我提接下來的投影片講到的太空天氣呢，都是局限在電離層。這是我們大氣區域的一個變化。那今天的簡報內容呢，大致上分成這幾個部分：首先是知識背景的介紹，那會介紹一些什麼叫電離層，那以及他對於我們的影響是什麼，然後我們要怎麼樣去對他做觀測，以及有沒有可能對他去做一些預報。接下來就是應用用的部分，我們有的這些預報的結果，一些成品之後，那我們可以用在什麼樣的地方。那最後是結論，還有對於他的展望。
這張圖呢，是太空人他在國際太空站上面拿著相機，然後對著窗外拍攝的一張照片。那這張照片呢，國際太空站的位置大概是在距地表三四百公里高，所以他往外面拍，你可以看到很清楚的地表，然後你可以看到很多雲氣，然後還有些散光。那這些光呢，是城市光。那，你再往上面看一點，在我們的大氣之上，有一層發亮的一個區域。好，那這個區域呢，它是有電漿去進行一些化學作用，所產生的一些發光現象，那我們叫做大氣暉光。那通常呢，就是我們電離層所在的位置。所以電離層呢，它是什麼東西？我們先說他的高度，他的高度大概就是距地表80-1,000公里高的高度，這個距離。那裡面呢，因為含有大量的帶電離子，或者我們稱作電漿，那他會影響到我們無線電通訊的傳播，然後當他發生擾動的時候，這些通訊的品質會受到影響。這是我們對於電離層的定義，是這個樣子。
電離層呢，你覺得可能很高嗎？有點像是外太空的區域。那其實呢，他是界於在我們的大氣裡面。我們從小就是學習，我們對大氣做一些分層，大家最熟悉的就是用溫度，我們對流層裡面，隨著高度增加，溫度是遞減的。所以以溫度來對我們大氣做區分的話，做分層的話，我們會有分層：對流層、平流層、中氣層跟熱氣層。那電離層其實是介在中氣層跟熱氣層這個高度之間，所以他其實也是屬於我們大氣的一部分。那其實他是在比較高層一點，所以我們也通常也叫他高層大氣。那在比較低層，對流層、平流層，我們叫做低層大氣。那這種稱呼的話，跟研究天氣的氣象學家所有的不太一樣，因為裡面也有一些高層大氣、中層大氣、底層大氣的一些定義。那通常我們會叫電離層這區我們叫高層大氣。這是對溫度去做區分，我們可以分成這四種，然後電離層是介在中氣層跟熱氣層左右的一個高度。
好，那這個左邊這些列表呢，就是我們除了溫度之外呢，我們也可以對我們的大氣做一些分層。那這是列表，來自於高中的地科課本上。那你可以對結構去進行分層，那或者是電離結構，分成中性層、電離層跟？層等等。那電離層呢，這邊有兩條線，這邊是高度，然後橫坐標是濃度。那電離層的話，他是電漿濃度的一個變化，紅色的線是白天，藍色的線是晚上。你可以看到在電離層上有很高濃度的電漿，那白天呢又比晚上來的高。白天的電漿濃度比晚上來的高，那他的最高最大的高度大概是在300公里高左右。所以我們可以說電離層呢，裡面含有大量的電漿。那電漿呢，他隨著高度也會有這樣子的變化，濃度增減的變化。那濃度最高是在300公里左右，是他的濃度最高的一個區域，然後白天呢要比晚上來的高，濃度值白天比晚上來的高。所以，你就知道說電離層裡面含有大量的電漿。
那可能會有人覺得說，哦，怎麼那麼多？是不是電離層裡面全部都是電漿？哎，其實不是。它的濃度的話呢，最大，我們看最大濃度大概是每一立方公分，就是1cc裡面有100萬個電子，或是一百萬個帶電離子。你可以想像他100萬個電漿，在這樣這麼小一個方糖大小裡面，會有100萬個電漿，這樣。可是實際上呢，這跟他的背景的氣體比較來說，其實是少了1,000倍。什麼意思呢？雖然我們一個方糖大小裡面有100萬個帶電離子，可是我們的，大氣的氣體濃度，我們知道大氣…我們氣體越受到重力影響，所以越靠近地表，他的濃度是最高的，然後越高高度，他的濃度是逐漸的遞減。那到300公里高，我們大氣的濃度呢，大概就是10的12次方。好，剛才電漿濃度是10的…10的6次方…這應該是10的9次方，中性我們大氣的濃度是10的9次方，那電漿濃度是10的6次方，所以差的是1,000倍。所以即使是在電離層，它含有大量的電漿，可是跟他的背景的氣體大氣比起來，還是少了1,000倍。也就說背景的氣體呢，其實大於電漿的量有1,000倍以上。
好，希望大家有這樣子的一個概念。那電離層不是只有電漿而已，它其實主要的還是我們的氣體。當然我們氣體的話，75%都是集中在對流層，那99.9%都是集中在平流層以下。那以上其實氣體的濃度是很稀薄的，即使如此，你還是比起電漿的量還來的多。那什麼是電漿？電漿其實是物質的第四態，我們常常聽到這物質三態：固態、液態跟氣態。那，我以水當做粒子，水結冰，而冰的話就是水的固態。那每一個水分子呢，他們之間很密集，所以基本上他的形狀是不容易受到改變的。你給水去做加熱他會怎麼樣？他會溶解成…不好意思，你給冰加熱他會溶解成水。那水的話呢，就是又給他能量，每一個之間的鍵節又被打斷一些，所以水的話，他形狀很容易改變，所以他，相對他的自由度是稍微提高了一些。如果你再給他能量，他會怎麼樣？每一個水分子之間的鍵接會又會再被打斷，他變成水氣，最後所謂的水蒸氣。所以每一個水分子呢，他的自由度更大，他可以隨隨意導入去做移動。這是我們所所熟知的三態物質的三態。那第四態呢，如果我繼續給我的水氣，氣體給他能量，他會怎麼樣？他會再去做分解，就是我的電子，我原本是圍繞著中子跟自己在旋轉的電子，他會被打斷他的鏈接，那他會分離出來變成帶負電的電子，還有帶正電的離子。這兩個就是會有帶電，那整體來說你就會看到，我的氣體就變成很多的負電，很多的正電，這一團東西呢，我們統稱叫做電漿。所以他的，他是根據他的能量，你可以從固態、液態、氣態、電漿，能量又比我的氣態要更高。
那我們自然界很多的電漿，當然我們地表是比較少的，那比較多，多都是集中在電離層這個高度。除此之外呢，我們人工也有製作很多的電漿，比如說大家頭頂上的這個螢光燈，螢光燈裡面呢其實也是得有電漿。怎麼說呢？你就是在這個的燈管裡面，燈光燈管裡面呢，去放一些惰性的氣體，或者是水銀的蒸汽，你在兩邊去給他能量，讓裡面的氣體變成電漿，那變這樣變成電，這樣的時候他會發出一些紫外光，然後在螢光燈的外表他會有一些吸收的涂層，這些反，我們叫螢光粉，他會去吸收紫外光，然後去放出可見光，所以就會看到他的發亮。所以在螢光燈管裡面呢，其實有很多有一些電漿在裡面。那除此之外，電漿電視，或者是有些彩排就是開開幕儀式，會有放放在電漿球上，手放電漿球上面很多那個色點，那裡面都是電漿。
那我們自然界的話呢，我們最常見就是閃電。我剛剛說到電漿呢，它是物質地時代，你給你的氣體給予大量的能量，他就會可能會變成電漿。閃電是一個很強能量的一個具體的一個區域，那所以在閃電經過的路徑的周圍，他會產生很多的電漿，那只是閃電通過之後呢，這些電漿又會跟我的中性氣體合併，結合，最優惠小時。所以閃電產生的電漿很快就消散掉了。那在我們高空，有所謂的大氣暉光，就是電漿存在，然後他在進行綜合的時候發出的一些光，那我們叫大氣暉光。所以這是我們電離層裡面的大量的電漿集中在這個地方。
那這電漿怎麼來的呢？我剛說，你要給他能量，給予我的氣體能量，他就很有可能會變成電漿。那這個能量哪裡來？電離層裡面的能量，讓他變成電漿的能量是哪裡？就是來自於太陽。好，那太陽呢，會跟中性離子去進行作用，然後將我的氣體變成帶正電的離子跟帶負電的電子，好，就是形成電漿。那這一連串的作用呢，我們叫做光化游離作用photo ionization。光化游離作用，那簡單的例子就是我有一個氣體，然後經過太陽光的能量，他會變成正電跟負電荷。那這些複雜的東西，我就不打算說，我給大家有個簡單的概念是說，我要怎麼樣才能產生很多的電漿？有兩個方法，一個方法是我給予很大量的太陽輻射，能量越多嘛，我就可以產生越多的電漿。另外一個是我的source，我的中性氣體越多的時候，我越有可能會產生越多的電漿。好，有這兩個條件之下的，我來看一下我們大氣是怎麼樣。太陽輻射強度呢，這是高度，他隨著高度遞減，能量是越來越低的好，因為太陽輻射進到我們大氣之後，就開始慢慢被吸收，當當他到達地表的時候，能量其實就減減減少測到很多，所以你能夠產生的電漿的量呢，是逐漸的減少。另外方面，我們的中性大氣，氣體濃度呢，是隨著高度，濃度是逐漸的減少。好，那所以你要這兩條線呢，有個交叉曲線，在差不多距地表100公里高，這個高度呢，他是一個最完美的一個區域，也就是在這個地方我有足夠的太陽輻射，能量，那我有足夠的大氣可以讓他產生電漿，所以我們的電漿最大是產生在100公里了。那麼為什麼現在我們看到最大的濃度是在300公里呢？還是因為電漿呢，他除了產生之外，他還會受到一些傳輸效應，擴散效應，比如說你在100公里高，你產生了很多的電漿之後，他會擴散。而因為這個地方濃度高嗎，那就往其他地方擴散，就像你在一滴水裡面滴一個墨汁，墨汁他會擴散一樣的原理。所以這個100公里高產生電漿之後，他是往上還有往下去做擴散，那往下的話呢，因為我們知道中性濃度越越下沉他是越高的，所以你往下的電漿呢，會跟他合併結合，消散。往上的話，越往越往高層，我的大氣的密度是很稀薄的，所以這些電漿呢，要跟這些這些大氣做碰撞是機會很低的，因為他很稀薄，所以電漿呢，可以維持比較長時間的存在，導致最後的結果你會看到說，我們現在電漿濃度最高的，會是在300公里高左右。
我剛提到說電漿主要來源是因為太陽了，所以太陽給予多少能量，我們就會產生多少的電漿。當太陽若發生一些，比如說閃焰的時候，那我們地球人能夠產生電漿的量就跟著改變。那這是我們過去對電離層裡面電漿的最直接的認識，因為他主要的來源就是太陽。那近年，可能這一二十年來，科學家就發現說，哎，除了太陽之外，低層大氣，比如說對流層的一些颱風或是龍捲風事件，他的一些能量也會傳遞到電離層裡面，造成電漿的改變，甚至是地表的作用，比如說火山噴發，或是地震、海嘯這些事件呢，都會傳遞到電離層，當然不是每個事件都會，他會看你的環境是怎麼樣，他會傳遞到電離層裡面，他會影響電漿的一些變化。那有關於太陽的一些事件，他是怎麼樣影響到我們地球的環境，那在12月的第二場李羅權院士的演講，這邊稍微宣導一下，宣傳一下，就是他會講到這個部分。那地表作用，比如說地震、海嘯，他是怎麼會影響到我們大氣的高層大氣電離層面，電漿變化，那甚至是地震之前，也有可能會影響到電漿的一些濃度變化，我們叫電離層異常。那這個話會是在12月第一場，由中央太空所劉正彥老師會介紹這個部分，所以如果大家有興趣的話，可以來聽一下。
所以呢，在我們的電離層裡面的電漿其實他存在了很多擾動，他的影響不止是來自於高層的太陽，也是會來自於低層的大氣，所以存在了很多的所謂的異常現象。那比如說赤道，就是我的濃度呢，我們照太陽照射的地方，就是電量越多的地方，這越紅的區域呢是電漿越多的區域，那會在赤道地區。好，這是很合理的，可是呢，你可以仔細看它並不是在正中央，而是在赤道兩旁，這種我們就叫赤道異常現象，那他是一些中性的效應，電廠效應所造成的。那比如說，另外比如說太陽發生一些事件的時候呢，那我們地表的電漿也會產生一些很奇怪的一個結構，那甚至是剛才提到說地震發生的時候，這個是很有名的，和日本三一大地震發生的時候，你可以看到，這是震央，在我們除了地表的一些地震波之外，在地表的，而在上空你也可以看到電漿也呈現同樣同心圓的這樣子，這樣子的擴散。那這意味著說，當我地表動一下，他的一些重力波動開始往上傳遞，這個傳遞會影響到我們高層的電漿的一個形態。好，那除此之外呢，比如說日蝕，他也會影響到電漿的變化。日蝕是什麼？日蝕是月，月球在擋在太陽跟地球之間嗎？那月球的影子會在地球上會有個投影，那我們在這個影子底下，我們就看到太陽被遮蔽，那只是日蝕。那我們前面要講到說電離層裡面的電漿，主要來源是因為太陽的負身能量，他會產生很多的電漿。當我正能量關閉的時候，比如說晚上，關閉的時候，他就不會有電漿的產出，所以晚上的電漿能量是比較低的。那日蝕的話，你可以想像他是一個短暫的夜晚，就是當我影子經過的時候，然後當他離開的時候，又開始產生產生電漿。那這個短暫的變化呢，其實也會影響到我的墊底層濃度的改變，他會產生一些波動。那比如說這個是2017年美國的一個日蝕事件，所造成的一個電漿的一個擾動的一個變化。所以其實他很容易受到擾動。講到日蝕，不知道大家知不知道下一次日全蝕是發生在什麼時候？跟，我相信在座各位應該是對這些天文一些議題，科學議題有興趣的人嗎？可能有些都會知道，是在離我們最近大概十幾天之後，12月3號4號，下下禮拜六左右，六日和六左右。那他發生的位置是哪裡？是在南極，南極的這裡有一個叫？的一個區域，他是這樣飛過來，這是月球的影子，是這樣，他是一個日全蝕，是日全蝕，他是從這邊過來，然後剛好在底下有個阿根廷的南極…南極的觀測站，南極的科學站。所以在那邊的人呢，會有兩分鐘左右時間可以觀測到日全蝕。有什麼重要性呢？一方面當然你要在南極產生日蝕，這件事情，就是看運氣吧。另外一方面是，我們現在是1月，那這個發生日期12月，對於南極來說是怎麼樣？是永晝，永晝。好，我們上一位就是上個禮拜的講者，凌晨教授要講到這是南極的部分，那你可以想像你在永晝的時候，或是南極的科學家，他們在作業的時候，突然間出現著一兩個小時，突然間天色變黑，對他們來說是怎麼樣的感覺，但是一個很特殊的一個天…天體的一個表現。對，這是題外話。那，我該提到，因為我們的電離層裡面的電漿呢，他的變化其實遠比我們想像中來的大，他會受到很多的影響。
那在早期呢，電離層主要的作用呢，他對我們影響生活有什麼影響的，主要是我們無線電臺可能發生一些訊號，他要傳遞到很遠的地方，那他會透過電離層進行反射。這是比較早期應用電離層的部分。那近期的話，我們都就是剛才盧校長介紹到，那我們就是利用人造衛星進行比較遠距離的通訊。那因為人造衛星所使用的頻段是比較高頻的，所以他不會受到電離層的影響，他不會不會受到電離層反射產生反射，那他會直接通過電離層，然後傳到地表，那我們就可以收到一些訊號。可是呢，因為我們知道電離層是大量電漿組成的一個區域嗎？那電漿是什麼？他是鎮店跟福建鶴，也就是意味著是說，這個區域他的導電性很好，導電率很好。我們的大氣其實是不容易導電的，那你可以想像我的無線電訊號在經過電漿電離層的時候，等於是他的導，他的介質改變了，進到一個別的介質，就像你的筆一樣，你放水裡面，你看到他像曲折一樣，那其實是我的光線呢，從空氣進到水裡面，他的介質改變他的傳播的速度不一樣。所以當我的無線電訊號呢，在經過了電離廠的時候，他的速度會改變。那如果說這些電漿又有一些擾動，就是我們跟前面秀給大家看的那種擾動現象產生，的時候呢，他會怎麼樣？我的無線電訊號呢，可能就會品質不好，受到干擾。那最慘最慘的情況，就是我完全收不到訊號，我沒法去鎖定我的訊號。好，所以這是電離層，電漿會對於我們造成的一些影響。好，又跟跟我們息息相關的就是手機，或者是有導航的GPS定位了。那GPS定位，他的原理很簡單，就是我在我的接收機呢，會收到3顆4顆以上的衛星信號的時候，我就可以定住我現在人在哪裡，我的位置在哪個地方。那事實上呢，你定位的時候呢，會有很多的誤差，比如說我衛星人造衛星會有始終誤差，也會有軌道的誤差，那甚至是我的對流層或是我的電離層也會產生一些誤差。那電離層的誤差是指他給造成的誤差大概是數，數公尺到數十公尺，那對流層大概2公尺左右。那這個誤差是怎麼來的呢？我們一般要去做定位，就是我們去接收到3-4顆的無線電訊號嗎？那這個無線GPS訊號的話，他以光速，因為他是無線電波，所以他是以光速去傳遞，我們假象他是光速。事實上呢，當光線或是這些無線電波呢，進到導電率很好的電漿區域裡面，電離層區域裡面，他的傳播速度會改變，原本你以為衛星跟你之間的距離，就是光速乘上傳播的時間就等於距離了，那事實上他不是光速，他是比光速還要慢的一些速度，就是在通過電離層的時候，因此你得到的距離呢，不會是你計算出來的距離，實際上也就是因為如此，所以你就會造成說你計算的定位錯誤。所以GPS會有誤差呢，完完全全就是因為電離層所造成的影響。這個影響，後面投影片會再秀給大家看，他大概有44%，將近一半的誤差來源是來自於電離層所造成的，所以你可能拿到手機，你發覺你的手機定位非常非常差，不要怪手機，這是自然的正常的現象。
好，那如果說我們能夠知道我們上空的電漿的一些環境，我們能夠能不能夠對他去進行一些修正？好，當然，這是可能的。那所以我們要怎麼樣知道我們上空的電漿它是怎麼樣的分布呢？那最早最早可以，我們會使用一個叫電離層探測儀ionosonde的一個儀器。這個儀器呢，它的作用其實不難理解，他就是對我的天空，我去發射無線電波訊號，那這個訊號呢，我可以很多種頻率，很多種頻率，然後看他反射回來的時間長，反射回來時間差，我就可以知道這個？然後乘上光速除上2，就代表說這個反射回來的高度呢，我可以去計算的出來。那我發現不同的頻率的作用是什麼意思呢？因為我知道電漿跟我的頻率呢，會有這樣子的關係，是電漿濃度越高，他可以反射回來的頻率是越高的；電漿濃度越低，反射回來的頻率是越低的。所以根據不同的頻率呢，我可以知道不同，不同電漿濃度的高度分布是怎麼樣。那當然當你的頻率，無線電波頻率超過這個最大范圍時，他就不會回來了，他就直接出去了，所以你才可以偵測的到就是最大濃度之下，電漿隨高度的變化。這個方法其實很容易，那他可是也是蠻正確的一個一個觀測的方法，所以他可以告訴你說，我這個觀測在一個地區，他的上空，我的電離層裡面電漿，所以他的高度咨詢是怎麼樣。所以他很適合去應用在長時間的統計研究分析，去甚至去了解說，當我一個太空事件發生的事情，他對於我的電漿的擾動是怎麼樣的一個變化。所以至1930年起呢，這個這個儀器呢，就不斷的廣泛的一直被使用，一直到現在，仍然是我們觀測電離層電漿這樣的一個主要儀器之一。可是他有個缺點，缺點我剛才其實也稍微有講到，就是他只能觀測最大濃度之下的變化，最大濃度之上呢，我沒辦法觀測到，因為這個頻率他可能在下面就反射回來了，那在這濃度頻率之上他就出去，他沒有回來，所以你要如何知道上層的電離層的一些濃度的變化呢？那有一些方法，也就是說我利用太空火箭，太空火箭就跟那個我們太空氣球很像，我，我們去進行大氣的觀測的時候，我在氣球底下放了我的觀測儀器，然後氣球隨高度升空，我就可以兩側地表到高空的氣溫、氣壓、濕度這些的變化。那電離層也是一樣，你要你要到那麼高的地方去做觀測，就只能放火箭的嗎？我們的探空機就最高大概只能飛到60公里高而已，那火箭的話你可以飛的再高，所以你在火箭上面呢，放了一些觀測儀器，他就可以去觀測說火箭的路徑上面一些參數變化，那如果你是，你是放一些電漿的觀測的儀器的話，他就可以告訴你電漿濃度隨高度的變化。那只是這個觀測方法算是蠻正確的，只是他有一個缺點就是，我們沒辦法一直連續的放火箭在同一個地區。那剛才說到電離層探測儀，他就是架在某個地方，他每15分鐘就可以觀測一次，那你可以再調整為5分鐘，每十分鐘都可以。火箭的話，你沒辦法每10分鐘就發一發火箭，造價太貴了，那再加上他可能下來之後會有些污染，所以這個方法的話呢，比較常使用在一些集中的事件觀測，比如說有一個太陽閃焰發生，那我要去觀測他有什麼樣的變化的時候，我會去做火箭的發射，那平常的時候是不會用到的。
那有另外一種方法，就是我發射更高頻率的無線電波，那我可以，這些電波呢，他會直接穿過電離層裡面的電漿，不過是觀測他回來的一些上色波，我就可以知道電離層電漿裡面的一些小的結構，那這可以幫助我們知道說電離層的結構是長成什麼樣子。不過呢，這這一套的我我們叫做電離層雷達，他這一套雷，通常來說這種雷達都是很多的天線，正面天線所組合成的，所以他的占地很大，然後再加上他需要很多的能量，所以這一套呢，造價不斐，所以到到目前世界上呢，其實也沒有幾套這種觀測資料。
好，那人造衛星開始發展一，起來就是1957年俄羅斯發射的人造衛星開始之後呢，那我們科學家就開始嘗試利用一些人造衛星去進行一些地球環境的探看觀測，比如說1960年的美國發射的氣象衛星，拍攝人造衛星雲圖。那利用人造衛星呢，我們近年也是有一些發展，就是可以去用來觀測電池裡面的電漿。那早期都是在地表上往天空去做觀測，那人造衛星的發展之後呢，你就可以讓你有機會是由上往下的去進行觀測，或是甚至是側邊的進行觀測。好，那我們國家的福爾摩莎衛星三號，福爾摩莎衛星七號，就是利用這樣子的一個觀測原理，可以去觀測我們的大氣裡面的一些參數，說大氣主要是因為他不只是觀測電離層，他也會觀測大氣層。福爾摩斯衛星呢，他是繞靠近地表的一個地軌道人造衛星，那他會去接收GPS衛星訊號，然後去進行一些的觀測，比如說這個，他應用的一個技術叫做掩星，無線電波掩星觀測技術。什麼叫掩星呢？我們在天文來說，掩星其實是一個很常實用的一個觀測外星系星球上面有沒有有一些氣體的一個方法，你可能會好奇說，哎，天文學家是怎麼知道這顆星星上面有沒有有一些氣體存在？那他是怎麼知道的？他因為你也沒辦法直接去那邊觀測，所以他就直接去，去看他的影像，去分析他的波譜頻率。那假設有個恒星，那有一顆行星經過的時候，如果這顆行星上面沒有任何大氣的時候呢，我的頻率，我的觀測到的，怎麼講，我觀測到的訊號就會沒有，因為他被遮蔽掉了。可是呢，如果當我的行星上面有一些氣體存在的時候，氣體會折射在，在我看不到我的恒星就是被遮蔽的時候，我仍然可以觀測到一些訊號，那比如說這條藍色的線，那我可以根據我就可以知道說，哦，這顆星星上面可能會有一些氣體，那根據他觀測到的頻譜，那我又可以知道說這個氣體可能是什麼。這個是所謂掩星，掩星就也就是遮蔽的意思，所以就是一個星球去遮蔽一個恒星的這樣子的一個概念。好，那科學家就很聰明的，就利用這樣子的一個方法，應用在我們的地球，我們現在觀測的是什麼？我們地球的大氣，那我去飛人造衛星這樣子繞一圈低軌道衛星，那我去接收GPS訊號，GPS訊號呢，在經過大氣的時候產生折射，那所以我就可以去觀測說，在他這條路徑上他受到的影響有多大。當他通過的路徑越多，折射的相應越明顯，那所以，你可以想像這個恒星就是我的GPS，而不斷的發射訊號，那你的，你的人呢，就等於是你的低軌道衛星在這邊去做