poniedziałek, 14 stycznia 2019

Postęp 24. cyklu aktywności słonecznej: stan po IV kwartale 2018 roku

Zakończył się 2018 roku, jest zatem okazja do kolejnego kwartalnego podsumowania postępu 24. cyklu aktywności słonecznej. Jak Dzienna Gwiazda zachowywała się w czwartym kwartale minionego roku, które wcześniejsze szacunki uległy sprawdzeniu, a które nie oraz jak w całościowym wydaniu możemy zapamiętać zamknięty rok?


Przede wszystkim możemy już śmiało napisać, że nowe Słoneczne Minimum zapukało do naszych drzwi. Trudno orzec w jakim topniu - najprawdopodobniej jednak są to dopiero pierwsze podmuchy minimum, a nie jego punkt środkowy czy wręcz końcowe etapy przed ponownym zwiększaniem aktywności plamotwórczej. Suma summarum 2018 rok zamknęliśmy z sumą 222 dni bez plam na tarczy słonecznej. To o 108 dni więcej w porównaniu do poprzednika i sprawdzenie się zarazem głównego założenia, które przytaczałem w każdym z kwartalnych podsumowań roku 2018: że mianowicie powinien on przynieść co najmniej dwukrotnie wyższą sumę dni z zerową liczbą Wolfa od swojego poprzednika (104).

Postęp 24. cyklu aktywności słonecznej - stan po IV kwartale 2018 r. Credits: NOAA/SWPC
Postęp 24. cyklu aktywności słonecznej - stan po IV kwartale 2018 r. Credits: NOAA/SWPC

Przez kilka chwil można było nabrać drobnych wątpliwości, czy aby na pewno wynik zostanie tak znacząco zwiększony, ale trend zapoczątkowany w październiku 2017, kiedy to na każdy kolejny miesiąc przypada co najmniej 10 dni bez plam, nie tylko został i jest podtrzymywany, ale ulega wręcz pogłębianiu. W minionym roku już 6 z 12 miesięcy przyniosło 20 lub więcej dni bez plam i choć taki próg standardem raczej się nie stanie, to widać wyraźnie, że takich miesięcy gdzie 2/3 czasu Słońce jest pozbawione plam, systematycznie przybywa.

O tym, że 24. cykl aktywności słonecznej finiszuje i że rozpoczęliśmy nowe Słoneczne Minimum świadczą także pojawiające się sporadycznie grupy plam o odmiennej polaryzacji, zgodnie z prawem Hale'a. Taką sytuację mieliśmy ostatnio 17 listopada, kiedy na jednej półkuli Słońca, w tym wypadku półkuli północnej, pojawiły się dwie grupy plam o przeciwnych polach magnetycznych - obszar aktywny 2727 tuż nad słonecznym równikiem cechował się południowa polaryzacją plamy prowadzącej i północą plamy postępującej, z kolei niewielki nowy region aktywny - nie dość, że uformował się na wysokich szerokościach heliograficznych (zgodnie z prawem Spörera) to będąc na tej samej północnej półkuli co obszar 2727 cechował się odwrotną polaryzacją - północną dla plamy prowadzącej i południową dla plamy postępującej. Nie była zresztą to pierwsza taka sytuacja: wcześniej zdarzały się takie grupy 20 grudnia 2016 czy 8 kwietnia 2018 r. W okresach minimów, kiedy dwa sąsiadujące ze sobą cykle zaczynają się mieszać, możemy być świadkami widoczności plam należących zarówno do kończącego się cyklu, jak i też regionów, które będą przypisane do cyklu następnego i które będą się pojawiać na dalekich od równika, ale bliskich biegunom szerokościach heliograficznych.

Obszar aktywny AR2727 (u dołu, tuż nad słonecznym równikiem) i grupa plam z 17.11.2018 r. charakteryzująca się odwrotną polaryzacją wobec grupy 27272, mimo obecności na tej samej północnej półkuli Słońca). Taka sytuacja to jedna z cech charakterystycznych dla minimów słonecznych, w których grupy plam sąsiadujących ze sobą cykli zaczynają się mieszać - jest to jednak proces bardzo powolny i wysoce rozciągnięty w czasie, który na obecnym etapie nie świadczy o końcu minimum, a wręcz przeciwnie, dopiero jego nadejściu. Credit: SDOObszar aktywny AR2727 (u dołu, tuż nad słonecznym równikiem) i grupa plam z 17.11.2018 r. charakteryzująca się odwrotną polaryzacją wobec grupy 27272, mimo obecności na tej samej północnej półkuli Słońca). Taka sytuacja to jedna z cech charakterystycznych dla minimów słonecznych, w których grupy plam sąsiadujących ze sobą cykli zaczynają się mieszać - jest to jednak proces bardzo powolny i wysoce rozciągnięty w czasie, który na obecnym etapie nie świadczy o końcu minimum, a wręcz przeciwnie, dopiero jego nadejściu. Credit: SDOObszar aktywny AR2727 (u dołu, tuż nad słonecznym równikiem) i grupa plam z 17.11.2018 r. charakteryzująca się odwrotną polaryzacją wobec grupy 27272, mimo obecności na tej samej północnej półkuli Słońca). Taka sytuacja to jedna z cech charakterystycznych dla minimów słonecznych, w których grupy plam sąsiadujących ze sobą cykli zaczynają się mieszać - jest to jednak proces bardzo powolny i wysoce rozciągnięty w czasie, który na obecnym etapie nie świadczy o końcu minimum, a wręcz przeciwnie, dopiero jego nadejściu. Credit: SDO
Obszar aktywny AR2727 (u dołu, tuż nad słonecznym równikiem) i grupa plam z 17.11.2018 r. charakteryzująca się odwrotną polaryzacją wobec grupy 27272, mimo obecności na tej samej północnej półkuli Słońca). Taka sytuacja to jedna z cech charakterystycznych dla minimów słonecznych, w których grupy plam sąsiadujących ze sobą cykli zaczynają się mieszać - jest to jednak proces bardzo powolny i wysoce rozciągnięty w czasie, który na obecnym etapie nie świadczy o końcu minimum, a wręcz przeciwnie, dopiero jego nadejściu. Credit: SDO

Zanim jednak następny cykl ruszy i plamy o odwróconej polaryzacji zaczną stanowić większość, musimy jeszcze przebrnąć przez równie odczuwalną lub wręcz jeszcze wyraźniejszą ciszę w produkcji plam, jaka nas czeka w roku 2019. Kres 24. cyklu słonecznego prognozowany na przełomie tej i następnej dekady jest już coraz bliższy, ale nie można wykluczyć sytuacji, że nowe minimum okaże się jeszcze głębsze, niż poprzednie - w każdym razie nie ma podstaw do twierdzenia, by miało już dobiegać końca.

Warto tu przypomnieć, że po finale 23. cyklu aktywności słonecznej rok 2007 przyniósł 152 dni bez plam, rok 2008 - 268, a rok 2009 - 260. Tak więc mimo, że rok 2008 stanowił początek 24. cyklu aktywności słonecznej, to nie stoi to na przeszkodzie temu, by już po rozpoczęciu produkcji plam nowego cyklu wciąż występowały liczne okresy z zerową liczbą Wolfa. Na razie jednak dominują plamy o polaryzacji obserwowanej w drugiej połowie bieżącego cyklu, więc o jego finale nie można mówić. Zakładając jednak nawet nie tyle dokładne co chociaż pobieżne podobieństwo nowego minimum do poprzedniego, można przypuszczać, że rok 2019 przyniesie sumę dni z zerową liczbą Wolfa również przekraczającą 200. Dawałoby to w takim najbardziej optymistycznym scenariuszu średnio 16,5 dnia bez plam na miesiąc, tyle że już w roku 2018 mieliśmy podobny wynik - 18,5, a był to rok, którego nie należy uznawać za wieńczącego minimum.

Liczba dni bez plam w poszczególnych miesiącach 2018 roku. Oprac. własne
Liczba dni bez plam w poszczególnych miesiącach 2018 roku. Oprac. własne

Miesiące po maksimach 24. cyklu aktywności słonecznej, podczas których wystąpiły dni z R=0 - stan po 2018 roku. Poza wyraźnie dominującym lipcem 2018 roku z sumą 30 dni bez plam uwagę zwraca aż pięć innych poza lipcem miesięcy 2018 roku, podczas których przekroczono próg 20 dni. Były to kolejno: marzec - 24 dni, lipiec - 30 dni, wrzesień - 24 dni, październik - 21 dni, listopad - 20 dni i grudzień - 23 dni. Oprac. własne.
Miesiące po maksimach 24. cyklu aktywności słonecznej, podczas których wystąpiły dni z R=0 - stan po 2018 roku. Poza wyraźnie dominującym lipcem 2018 roku z sumą 30 dni bez plam uwagę zwraca aż pięć innych poza lipcem miesięcy 2018 roku, podczas których przekroczono próg 20 dni. Były to kolejno: marzec - 24 dni, lipiec - 30 dni, wrzesień - 24 dni, październik - 21 dni, listopad - 20 dni i grudzień - 23 dni. Oprac. własne.

Liczba dni z R=0 w poszczególnych latach po maksimach 24. cyklu aktywności słonecznej. Stan po 2018 roku. Oprac. własne
Liczba dni z R=0 w poszczególnych latach po maksimach 24. cyklu aktywności słonecznej. Stan po 2018 roku. Oprac. własne

W roku 2018 Słońce wytworzyło zaledwie 38 grup plam. Pierwszym widocznym obszarem aktywnym na tarczy słonecznej był AR2693 - ostatnim AR2731. Daje to średnio ~3,16 grupy plam na miesiąc. Produkcja plam bardzo niska, a zapewne jeszcze nie najniższa w tym minimum. Dla porównania w roku 2017 Słońce wytworzyło 70 grup plam, zatem nie tylko po sumie dni z zerową liczbą Wolfa, ale też po liczbie obszarów aktywnych widać ponad dwukrotne zmniejszenie produkcji plam względem roku poprzedniego. Porównując te 38 grup plam z roku 2018 do poprzedniego minimum w latach 2008-2009 widać nadal nieznacznie wyższą produkcję plam, ale już i tak bardzo zbliżoną do Słonecznego Minimum przed tym cyklem. Rok 2008 przyniósł bowiem 31 grup plam, a rok 2009 - 29, oscylujemy już więc w porównywalnie niskiej aktywności plamotwórczej.

Czwarty kwartał 2018 roku przyniósł w sumie 64 dni bez plam, czyli średnio 21,3 dnia na miesiąc. W porównaniu do trzeciego kwartału jest to delikatna nadwyżka (wówczas mieliśmy 68 dni bez plam), ale nie należy tego utożsamiać z początkiem odwrotnego trendu - podobnie sytuacja wyglądała tak choćby po I kwartale 2018 roku, czy dawniej po I kwartale 2017 - patrz wykres niżej.  Trzeci kwartał 2018 roku pozostaje więc na ten moment rekordowym w kwestii przyrostu dni z zerową liczbą Wolfa, a wielki w tym udział miał pamiętny  lipiec, który na 31 dni przyniósł aż 30 dni z czystą tarczą słoneczną. Poprzedni kwartał zamykaliśmy z sumą 158 dni bez plam, czwarty i cały  2018 rok zamknęliśmy z wynikiem 222 dni co stanowi 61% dni z całego roku, zatem Słońce z dużym zapasem sprostało przypuszczeniom z początku ubiegłego roku zakładającym podwójne zwiększenie sumy dni bez plam względem roku 2017.

W czwartym kwartale wystąpiło 7 okresów z pozbawioną plam tarczą słoneczną, z czego jeden stał się nowym rekordzistą: od 18 października do 11 listopada tarcza słoneczna pozostawała wolna od obszarów aktywnych, co składa się na 25-dniowy okres absencji plam, będący najdłuższym takim okresem po maksimach 24. cyklu aktywności słonecznej. Wcześniej o mały włos rekordzistą nie stałby się wspominany lipiec z 30 dniami bez plam, ale 21 lipca widoczność niewielkiego obszaru aktywnego przerwała na jedną dobę 24-dniowy okres bez plam. Prócz tego na tle pozostałych okresów bez plam w czwartym kwartale wyróżnił się okres od 16 do 31 grudnia, na który złożyło się 16 dni ciągłej absencji obszarów aktywnych. Szczegóły okresów bez plam dostępne są na aktualizowanej na bieżąco  liście na podstronie Pogoda kosmiczna.

Kwartalne sumy dni z R=0 od początku 2016 roku. Stan po IV kwartale 2018 r. Oprac. własne.
Kwartalne sumy dni z R=0 od początku 2016 roku. Stan po IV kwartale 2018 r. Oprac. własne.
Suma obszarów aktywnych w poszczególnych latach 24. cyklu aktywności słonecznej - stan po roku 2018. Widoczny powrót do aktywności plamotwórczej poniżej 50 grup plam rocznie, to jest porównywalnie niskiej jak w latach poprzedniego Słonecznego Minimum 2008-2009. Oprac. własne
Suma obszarów aktywnych w poszczególnych latach 24. cyklu aktywności słonecznej - stan po roku 2018. Widoczny powrót do aktywności plamotwórczej poniżej 50 grup plam rocznie, to jest porównywalnie niskiej jak w latach poprzedniego Słonecznego Minimum 2008-2009. Oprac. własne


AKTYWNOŚĆ SŁONECZNA I GEOMAGNETYCZNA

W trakcie czwartego kwartału, podobnie jak w poprzednich kwartałach - zatem w całym 2018 roku - nie doszło do ani jednego rozbłysku klasy M lub wyższej. Rok 2018 stał się tym samym pierwszym od 2009 roku, w którym aktywność rozbłyskowa była wygaszona na taką skalę. Nie tylko w produkcji plam, ale także w emisji rozbłysków osiągnęliśmy już tak wyciszony etap cyklu słonecznego, z jakim mieliśmy do czynienia w roku 2009 składającym się wespół z rokiem 2008 na najgłębsze od ponad 100 lat Słoneczne Minimum.

Brak grup plam zdolnych emitować istotne rozbłyski z koronalnymi wyrzutami masy nie stoi jednak w sprzeczności z okresowymi wzburzeniami aktywności geomagnetycznej. Zapewniane one są licznie występującymi na tym etapie cyklu dziurami koronalnymi, które raz za razem emitują strumienie wiatru słonecznego podwyższonej prędkości w przestrzeń kosmiczną, a niekiedy również ku Ziemi. Taką sytuację w czwartym kwartale 2018 roku mieliśmy  7 i 8 października, kiedy to zaistniała słaba burza magnetyczna kategorii G1. Dzięki niej zorze polarne zostały zaobserwowane z wielu umiarkowanych szerokości geograficznych, w tym północnych województw Polski. Było to jednocześnie jedyne wydarzenie w całym IV kwartale, podczas którego zarejestrowano zorze polarne z naszego kraju - jej fotografie wykonane w trakcie tej burzy stanowiły ósme potwierdzone wystąpienie zorzy w 2018 roku. Możliwe, że faktycznie było tych wystąpień więcej, jako że nie zawsze okresy korzystnie wzburzonej pogody kosmicznej pokrywały się z godzinami nocnymi dla Polski, jak i też nie zawsze mogliśmy liczyć na sprzyjającą aurę w chwilach, gdy zjawisko najpewniej byłoby obserwowalne. Przykładowo 5 listopada rozwinęła się na trzy godziny umiarkowana burza magnetyczna kategorii G2, częściowo pokrywająca się z godzinami nocnymi dla Polski, jednak dominujący nad północnymi województwami stratus zakrywający niebo stanowił całkowitą przeszkodę i relacje o widoczności zórz z tej burzy się nie pojawiły.

Rok 2018 był także pierwszym od 2009 roku, w którym ani razu nie rozwinęła się silna burza magnetyczna kategorii G3 lub wyższej. Wszystkie wzburzenia pogody kosmicznej w 2018 roku mieściły się w kategorii G1-G2 i wszystkie z nich były efektem napływu strumieni wiatru słonecznego z dziur koronalnych. Raz jeszcze zatem widzimy, że bez dobrze rozbudowanych grup plam i koronalnych wyrzutów masy będących skutkiem silnych rozbłysków w tych grupach, trudno oczekiwać burz magnetycznych, jakie byłyby w stanie zapewnić zorzowe emocje większej liczbie Polaków, aniżeli tylko w pasie północnych województw.


PODSUMOWANIE

Jak widzimy już po całym roku 2018, Słońce sprostało założeniom wskazującym na podwojenie sumy dni bez plam w porównaniu do roku poprzedniego. Zaobserwowaliśmy aż 222 dni z zerową liczbą Wolfa wobec 104 dni w roku 2017 - to skok o ponad 113%. Rozpoczynamy nowe Słoneczne Minimum, które na dzisiejszym etapie jest wielką niewiadomą pod względem swojej głębokości i długości trwania - nie da się stwierdzić, czy będzie tylko porównywalnie głębokie jak minimum z lat 2008-2009, czy je przewyższy. Jedyną niemal pewną rzeczą możliwą do powiedzenia na dzień dzisiejszy jest ta, że minimum dopiero nadeszło i trudno oczekiwać, by w 2019 roku miało już się kończyć na rzecz powolnego wzrostu liczby plam. Wzrost co najwyżej może dotyczyć jedynie grup plam o odwróconej polaryzacji, a więc plam należących już do 25. cyklu aktywności słonecznej, jednak ich ilość w tym roku i tak powinna być marginalna.

W roku 2019 powinniśmy zaobserwować co najmniej 200 dni bez plam doświadczając powtórki sprzed roku, choć nie można wykluczać, że cisza pogłębi się na większą skalę - wszak minimum dopiero startuje. Nie są to optymistyczne słowa z punktu widzenia wszelkich miłośników obserwacji aktywności słonecznej, śledzenia amatorskimi sposobami rozwoju i ewolucji plam czy spragnionych intensywnej aktywności geomagnetycznej i częstych wystąpień zórz polarnych zawdzięczanych silnym rozbłyskom i potężnym koronalnym wyrzutom masy. Takie jednak już koleje losu w tych 11-letnich cyklach słonecznych, że co pewien czas musimy jakoś przebrnąć przez lata posuchy, a skoro dobrnęliśmy właśnie do jedenastego roku 24. cyklu słonecznego, to trudno by było inaczej.


Autorski komentarz do bieżącej aktywności słonecznej - podstrona  Solar Update
Warunki aktywności słonecznej i zórz polarnych na żywo wraz z objaśnieniami nt. interpretacji danych - podstrona  Pogoda kosmiczna


  f    t   Bądź na bieżąco z tekstami, zjawiskami astronomicznymi, alarmami zorzowymi i wszystkim co ważne dla amatora astronomii - dołącz do stałych czytelników bloga na Facebooku, obserwuj blog na Twitterze bądź zapisz się do subskrybentów kwartalnego Newslettera.

1 komentarz:

  1. No właśnie czy w 2019. roku będzie jeszcze mniej plam, czy minimum zbliża się do końca?
    https://wattsupwiththat.com/2018/06/07/the-approaching-solar-cycle-24-minimum/

    OdpowiedzUsuń

Zainteresował Ciebie wpis? Masz własne spostrzeżenia? Chcesz dołączyć do dyskusji lub rozpocząć nową? Śmiało! :-)
Jak możesz zostawić komentarz? - Instrukcja
Pamiętaj o Polityce komentarzy

W komentarzach możesz stosować podstawowe tagi HTML w znacznikach <> jak b, i, a href="link"