Postęp 25. cyklu aktywności słonecznej: stan po II kwartale 2023 roku

Po wejściu w drugie półrocze przychodzi pora na podsumowanie drugiego kwartału 2023 roku w temacie aktywności słonecznej. Po tym do czego Słońce nas przyzwyczaiło przez większość dotychczasowego przebiegu wczesnej fazy cyklu słonecznego, a zwłaszcza w pierwszych trzech miesiącach bieżącego roku, który można było określać jako "Słoneczne Maksimum w skali mikro", kolejne miesiące dopełniające pierwszą połowę roku przyniosły nie tylko kontynuację tego obiecującego trendu, ale w pewnych względach także jego pogłębienie.

W kwietniu średnia liczba Wolfa wyniosła 96,4 wobec 72,2 prognozowanej w oficjalnej prognozie na ten okres. Była to najniższa z dotychczasowych aktywności plamotwórczych w skali miesiąca od początku 2023 roku, jedyna jak dotąd poniżej R=100. Miesięczny poziom promieniowania radiowego rejestrowanego na długości 10,7 cm (2800 MHz) wyniósł w kwietniu 145,86 s.f.u. (jednostek strumienia słonecznego) także będąc najniższym od początku roku. Od kolejnego miesiąca po chwilowym uspokojeniu Słońce znów zaczęło wrzucać "wyższy bieg" przynosząc nam w maju średnią liczbę Wolfa na poziomie 137,9 (wobec 74,9 w prognozie) prawie dwukrotnie przewyższając produkcję plam spodziewaną w tym czasie przez udostępnione 4 lata temu przewidywania na temat bieżącego cyklu. Wraz z przyrostem ilości plam także aktywność radiowa odbiła w górę i wyniosła 156,04 s.f.u. Prawdziwie wyższy bieg Słońce wrzuciło jednak w czerwcu. Miesiąc domykający II kwartał 2023 roku dał nam średnią R na poziomie 163,4 - po raz pierwszy w 25. cyklu aktywności słonecznej średnia liczba Wolfa przekroczyła kolejną symboliczną barierę 150 i była aż o 109% wyższa od prognozowanej.

To nie tylko rekord od początku 25. cyklu słonecznego, ale także najwyższa średnia liczba Wolfa od września 2002 roku (187,9). Przez ponad 20,5 lat nie obserwowaliśmy tak wzmożonej aktywności plamotwórczej na przestrzeni całego miesiąca, a jeśli sobie uświadomimy, że od Słonecznego Maksimum nadal dzielą nas około 2 lata (o ile nie nadejdzie ono szybciej) to ślinka musi amatorom cieknąć na samą myśl, gdzie możemy się wspiąć w połowie tej dekady. Poziom promieniowania radiowego na długości 10,7 cm wyniósł w czerwcu 162,39 s.f.u i stanowił trzeci wynik po styczniu i lutym - w tym względzie I kwartał stracił prawo do wyłącznego dzierżenia podium.

Po lewej: średnie miesięczne liczby Wolfa w roku 2023 - stan po II kwartale. Oprac. własne. Po środku: kwartalne sumy dni z R=0 w ostatnich latach - stan po II kwartale 2023 roku. Pierwszy raz w tym cyklu słonecznym widoczne 4 następujące po sobie kwartały bez oczyszczenia tarczy oznaczające domknięcie pełnego roku z nieustanną widocznością plam słonecznych. Oprac. własne. Po prawej: najwyższa dzienna liczba Wolfa w trakcie II kwartału wystąpiła 24 czerwca i wyniosła 200. Najwyższą dzienną liczbą Wolfa bieżącego cyklu jest od 11 lipca 2023 roku R=227. Credit: SDO

Czerwcowa średnia miesięczna liczba Wolfa była także o 17,3 wyższa od najwyższej produkcji plam w maksimum poprzedniego 24. cyklu słonecznym (luty 2014 - R=146,1). Ten drugi szczyt poprzedniego cyklu, mimo że był intensywniejszy od pierwszego z końca 2011 roku, został wyraźnie pokonany obecną aktywnością Słońca mimo, że nie weszliśmy nawet w okres maksimum - tym bardziej drugiego w jeszcze bardziej zaawansowanej fazie, gdyby ten cykl podobnie miał przynieść dwa maksima rozdzielone pewnym okresem uspokojenia i spośród których drugi szczyt okazuje się często aktywniejszy.

Jeśli już na obecnym, nadal dość młodym etapie fazy wzrostowej cyklu 3,5 roku od jego rozpoczęcia, aktywność plamotwórcza potrafi tak wyraźnie przewyższyć maksimum poprzedniego cyklu i to nie w ujęciu jednego dnia, ale całego miesiąca trzymając fason całymi tygodniami, to łatwo sobie uzmysłowić, że różnica między 24. a 25. cyklem wcale nie musi być jedynie "nieznaczna" jak dość zachowawczo twierdzono po kilku pierwszych miesiącach zauważenia trendu korzystniejszego względem prognozy. Być może nie dobijemy aż do poziomów maksymalnej aktywności plamotwórczej z intensywnego maksimum 23. cyklu, ale biorąc pod uwagę w jakim momencie dopiero się znajdujemy, coraz więcej wskazuje na to, że bieżącemu cyklowi istotnie może być bliżej do 23. cyklu niż tylko słabego przewyższenia poprzednika.

Co nie dziwi przy powyższych liczbach, w drugim kwartale nie doszło do wyzerowania dziennej liczby Wolfa i oczyszczenia tarczy słonecznej z plam. To także przełomowy punkt, ponieważ wraz z zamknięciem II kwartału 2023 roku - a nawet 22 dni wcześniej - osiągnęliśmy punkt, w którym przez cały rok można było każdego dnia dostrzegać plamy słoneczne. Ostatni oficjalnie zliczony dzień bez plam - 8 czerwca 2022 roku - jest trochę taką kością w gardle, którą chciałoby się wymazać i której wymazanie nie byłoby może takim błędem jak inne ingerencje w statystyki, ponieważ sytuacja z czerwca ubiegłego roku była bardzo wątpliwa i nawet jeśli uznać, że przez kilka godzin plamy zanikły to stan ten nie utrzymał się łącznie nawet jednej pełnej doby. No, ale niestety oczyszczenie tarczy jednak na momencik nastąpiło. 

Pomijając tę kilkugodzinną "wyrwę" z 8 czerwca 2022 roku można uznać, że tak naprawdę od półtora roku mamy sytuację z codzienną widocznością plam, ale żeby trzymać się oficjalnych statystyk to teraz już nawet w odniesieniu do nich już bez żadnych skrupułów możemy mówić o pełnym roku z plamami. W poprzednim cyklu słonecznym taki moment nadszedł 14 sierpnia 2012 roku, w okresie pewnego wyciszenia między pierwszym z końca 2011 a drugim z początku 2014 roku szczytem 24. cyklu. Z perspektywy czasu widzimy zatem, że poprzedni cykl słoneczny był słaby do tego stopnia, że dopiero w okresie między jednym a drugim pikiem aktywności domknięty został pełen rok z widocznością plam - dziś pocieszać się możemy osiągnięciem tego punktu na długi czas przed Słonecznym Maksimum, gdy wspinamy się na coraz wyższe poziomy aktywności Dziennej Gwiazdy.

Od lewej: Postęp 25. cyklu aktywności słonecznej w szerokiej perspektywie z porównaniem do poprzedniego 24. cyklu - stan po II kwartale 2023 roku. Credits: SWPC/NOAA. Dalej: Postęp 25. cyklu aktywności słonecznej w szczegółowym ujęciu wyłącznie bieżącego cyklu. Widoczna coraz wyższa rozbieżność z oficjalną prognozą oraz po raz pierwszy przekroczenie średniej miesięcznej liczby Wolfa powyżej 150. Credit: SWPC/NOAA. Dalej: Rzut na aktywność plamotwórczą na przestrzeni ostatnich 20 lat. Credit: SWPC. Po prawej: Postęp cyklu słonecznego na podstawie strumienia promieniowania radiowego 10,7 cm (2800 MHz). Credit: SWPC/NOAA

AKTYWNOŚĆ SŁONECZNA i GEOMAGNETYCZNA

W II kwartale zaobserwowaliśmy 83 rozbłyski klasy M i 1 rozbłysk klasy X. W kontekście umiarkowanie silnych i silnych zjawisk plasujących się w klasie M widzimy tu niewielki regres na tle I kwartału (108 rozbłysków), a także bardzo znaczny, niemal o 100% regres w ilości zjawisk najbardziej energetycznych - poprzedni kwartał dał nam aż 7 rozbłysków klasy X. Mimo tego faktu zaistniały w ostatni dzień astronomicznej wiosny rozbłysk klasy X1.1 jako ósme takie zjawisko od początku roku stanowił już o 1 rozbłysk klasy X więcej, niż przyniósł cały rok 2022 - koniec końców poprawienie zeszłorocznego wyniku przed półmetkiem 2023 roku jest dobrym zwiastunem i gdyby Słońce jedynie utrzymało w tym względzie aktywność w drugiej połowie roku, całościowa suma roczna zjawisk najsilniejszej klasy może być i tak około dwukrotnie wyższa od 2022 roku.

Wśród rozbłysków klasy M, 9 z nich przypadło na kwiecień, 20 na czerwiec i aż 54 w rozdzielającym te miesiące maju. To bardzo interesujące, widzimy bowiem, że czerwcowa najwyższa w skali miesiąca produkcja plam od ponad 20 lat nie przełożyła się w choćby odrobinę proporcjonalnym stopniu na wzrost aktywności rozbłyskowej - i choć nie brakowało dobrze rozbudowanych grup plam to jednak często wysokie dzienne liczby Wolfa powodowane były przez liczne lecz drobne plamy niezdolne do emitowania solidniejszych zjawisk. Zamieszczony wyżej przykład najwyższej dziennej liczby Wolfa z drugiego kwartału dobrze tę kwestię obrazuje - nic nie zyskujemy w aktywności rozbłyskowej jeśli wysoka ilość plam w skali całego miesiąca jest budowana przeważnie przez regiony składające się z prostych i drobnych plam, czasem niewiele większych od granuli, których proste konfiguracje magnetyczne wykluczają zazwyczaj potencjał takich grup do produkowania energetycznych zjawisk. Maj był jednak niewiele gorszy w produkcji plam i znacznie korzystniejszy w aktywności rozbłyskowej, więc przypadek wspomnianej nieproporcjonalności czerwca nie powinien budzić obaw - po prostu nie zawsze duża ilość plam musi się przekładać na wysoką liczbę silnych rozbłysków.

Zapis danych wiatru słonecznego od 1 kwietnia do 30 czerwca 2023 r. rejestrowanych przez sondę DSCOVR. Okresy z burzami magnetycznymi zostały oznaczone na osi czasu u dołu wykresu. Z kwartalnego zestawienia danych widzimy, że w kwestii prędkości rzadko przekraczany był próg 600 km/sek., którą można nazwać jedynie średnią jak na możliwości wiatru słonecznego i dominację prędkości słabych, poniżej 500 km/sek. Gęstość wiatru przeważająco słaba, poniżej 10 protonów/cm³, ale okresy bardzo niskiej gęstości poniżej 1 protona/cm³ stały się rzadsze względem poprzedniego kwartału, co pokazuje, że pomimo tylko 8 burz magnetycznych Ziemia częściej doświadczała nieco gęstszego napływu wiatru, niż w pierwszych miesiącach roku. Natężenie pola magnetycznego wiatru słonecznego przeważająco słabe poniżej 10nT, z widocznymi okresami nasilenia, zwłaszcza wybijającym się na tle całego kwartału okres ciężkiej burzy magnetycznej kategorii G4 z 23-24 kwietnia. W jej trakcie Bt uległo wzmożeniu do 34nT przy południowym Bz -33nT, co było najwyraźniejszym nasileniem od 8 lat i pierwszym takim zbliżeniem do wartości z podobnej burzy G4 z 22 czerwca 2015 roku, gdy Bt wzrosło do 42nT, a skierowanie południowe Bz opadło do -39nT. Dodatkowo parametry drugorzędne prezentowały się znacznie okazalej, przy prędkości przekraczającej 700, a w szczycie i 800 km/sek., i gęstości powyżej 53p/cm³. Burza magnetyczna kategorii G4 z 23-24 kwietnia 2023 r. była więc nie tylko słabsza w głównych parametrach magnetycznych decydujących o potencjale wiatru i zdolności jego wykorzystywania na rzecz wzburzania pogody kosmicznej, ale też w parametrach drugorzędnych, z prędkością około 500 do 600 km/sek. i gęstością przeważająco poniżej 20p/cm³. Pozostałe okresy burzowe w kwartalnym zestawieniu widoczne jako znacznie słabsze, z kilkoma najwyraźniejszymi nasileniami pola magnetycznego także już w ramach sezonu białych nocy. Credit: DSCOVR/SWPC, oprac. własne.

W drugim kwartale 2023 roku doszło do ośmiu burz magnetycznych (tj. o jedną więcej względem I kwartału). Cztery z nich uplasowały się w słabej kategorii G1, trzykrotnie doszło do umiarkowanej burzy magnetycznej kategorii G2 i jeden raz do ciężkiej burzy magnetycznej kategorii G4 (23-24 kwietnia) będącej jednocześnie drugą taką burzą w 25. cyklu aktywności słonecznej, na dodatek zachodzącą dokładnie miesiąc po poprzedniej.

Kwietniowa ciężka burza magnetyczna okazała się jednak solidniejsza od poprzedniczki z 23 marca i pozwoliła zarejestrować z mniej więcej połowy obszaru naszego kraju (druga połowa pod zachmurzeniem) zorze polarne wyłamujące się ze schematu "polskiej zorzy" jako delikatnego pojaśnienia z kilkoma filarami ograniczającego się występowaniem nad północnym horyzontem, lecz zajmującej tym razem ponad 2/3 powierzchni firmamentu, docierającej nie tylko do zenitu, ale go przekraczająca i schodząca do nieba południowego, w obszar gwiazdozbiorów Lwa i Panny wówczas górujących w pierwszej części nocy. Zorza polarna została zarejestrowana także m.in. w południowej Francji, a nawet w Hiszpanii, z Calar Alto Observatory na 37. stopniu szerokości geograficznej północnej. Burza została wywołana przez uderzenie koronalnego wyrzutu masy z długotrwałego rozbłysku klasy M1.7 w obszarze 3283 z 22 kwietnia i była najaktywniejszą od czasu ciężkiej burzy magnetycznej kategorii G4 z 22 czerwca 2015 roku. Jej przebieg wraz ze szczególnie bogatą galerią czytelników i zapisem aktywności zorzy polarnej na całym niebie z kamer projektu ALPS (All-Sky Light Pillution Survey) koordynowanego przez Instytut Astronomiczny Uniwersytetu Wrocławskiego dostępne pod poniższym odnośnikiem.

Zorza polarna z 23/24 kwietnia 2023 r. zarejestrowana przez stację sieci ALPS (stacja obserwacyjna Obserwatorium Astronomicznego UW) w Ostrowiku koło Warszawy, w woj. mazowieckim. Patrząc od lewej kadry z godz. 21:45 CEST, 21:51 CEST, 21:59 CEST i 22:10 CEST. Centrum kadru stanowi zenit. Wraz z pogłębianiem aktywności burzy do kategorii G4 zorza polarna obejmuje większość firmamentu docierając nawet do gwiazdozbioru Lwa nad południowym horyzontem (trzecia i czwarta stopklatka) po tym jak zielono-czerwonawe filary zorzy można było dostrzec "od spodu" gdy ujawniły się bezpośrednio w zenicie - a to już wyraźne wyłamanie się zjawiska ze schematu typowej "polskiej zorzy". Credit: http://alps.astro.uni.wroc.pl/

Podekscytowani po trzech z rzędu miesiącach, jakie przyniosły nam burze magnetyczne kończące się zorzami polarnymi nad Polską, w tym najsilniejszą od 8 lat z 23-24 kwietnia, z rozbudzonymi apetytami przeżywaliśmy dużą część maja. Niemal całą pierwszą połowę miesiąca trwał tutaj stan gotowości zorzowej, co nie zdarzyło się na taką skalę nigdy więcej i jednocześnie okazał się ten okres jednym z najbardziej zawodzących oczekiwania amatorów spragnionych kolejnych zórz polarnych. Słońce popisywało się aktywnością, jakiej nie powstydziłoby się w czasie realnego maksimum cyklu, rozbłysk za rozbłyskiem, erupcja za erupcją, jeden koronalny wyrzut masy za drugim, z czego każdy o co najmniej częściowym skierowaniu ku Ziemi.

Jakże bolesnego i zimnego prysznicu musieliśmy wówczas doświadczyć, kiedy z tej kumulacji solidnych zjawisk na Słońcu urodziły się zaledwie słabe G1 (dwukrotnie) i raz, z wielkim trudem, umiarkowana burza magnetyczna kategorii G2 (lecz po świcie nad Polską), spośród których pojawiła się tylko jednorazowa rejestracja subtelnej zorzy widocznej dla automatycznej kamerki zewnętrznej, którą jeden z czytelników bloga uchwycił ze Stargardu (zachodniopomorskie) w czasie kilkunastominutowej obecności na polskim niebie. Potencjał wynikający ze zjawisk produkowanych przez obszar aktywny 3296 był imponujący i gdyby udało się nam wylosować szczęśliwszą wersję scenariusza, była realna szansa na powtórkę z poprzednich miesięcy. Niestety region AR3296 zapisze się jako istny pozer wśród grup plam stanowiąc podobnie niechlubny przypadek co obszar aktywny 2192 z poprzedniego cyklu słonecznego widoczny w październiku 2014 roku. Najwidoczniej każdy cykl musi mieć jakąś "czarną owcę" wśród plam - miejmy nadzieję, że limit pecha na 25. cykl region 3296 już wyczerpał.

Czerwiec zapisał się w temacie aktywności geomagnetycznej znacznie spokojniej, przynosząc tylko po słabej i umiarkowanej burzy magnetycznej kategorii G1-G2, choć tej drugiej nie wiele brakowało do silnej G3 na skutek wyraźnego nasilenia pola magnetycznego wiatru słonecznego (Bt do 20nT, przy Bz do -12nT) jednak tylko połowicze wykorzystywanie dostępnego wtedy potencjału wiatru słonecznego przez umiarkowane południowe odchylenie skierowania Bz nie pozwoliło burzy w pełni rozwinąć swoich możliwości, które były zauważalnie większe od osiągniętego progu burzy umiarkowanej. Co więcej, przez rozminięcie szczytu zaburzeń z nocnymi godzinami, potencjalne zorze przeszły nam koło nosa, bo jest wysoce prawdopodobne, że z obszaru Polski - przynajmniej północnego pasa województw, mogłyby być rejestrowalne.

PODSUMOWANIE i PROGNOZA

Aby się nie powtarzać, pewne odniesienie do czerwca 2023 zostawiłem na finał. Wprawdzie każdy z miesięcy II kwartału był znacznie aktywniejszy od oczekiwań wynikających z oficjalnej prognozy 25. cyklu, to jednak czerwiec jest tu prawdziwym kamieniem milowym w przechodzeniu Słońca na coraz wyższe poziomy swojej aktywności. To bowiem o czym jeszcze nie wspomniałem odnośnie czerwca, a co w perspektywie długoterminowej jest najbardziej obiecujące dla amatorów spragnionych obserwacji wielu plam i częstszych w związku z tym szansach na rozległe wystąpienia zórz polarnych - czerwcowa średnia R=163,4 była aż o 48,1 wyższa od najwyższej (115,3) spodziewanej na czas Słonecznego Maksimum 25. cyklu w połowie 2025 roku w oficjalnej prognozie z 2019 roku. Czerwiec stał się zarazem 33. miesiącem z rzędu przewyższającym oczekiwania sugerowane w prognozie na ten etap cyklu.

Jeśli więc III kwartał nie przyniesie w tym względzie zmian na niekorzyść - a nie ma żadnych przesłanek by tego oczekiwać - z zamknięciem września dopełni się cały trzeci rok nieprzerwanie wyższej aktywności słonecznej względem prognozy. Pomijając 2020 rok jako "rok rozruchowy" po zainaugurowaniu 25. cyklu w grudniu 2019, prawie od samego początku i przez znaczną większość dotychczasowego przebiegu cyklu widzimy, że Słońce ma za nic przewidywania heliofizyków. Mało tego, im bardziej w bieżący cykl wchodzimy, tym rozwarstwienie między prognozą a rzeczywistością staje się coraz bardziej namacalne, nie tylko poprzez wyprzedzanie w czasie oficjalnej prognozy, ale też jej znaczące przekraczanie w kwestii intensywności.

Warto w tym względzie pamiętać, że zgodnie z młodą jeszcze teorią "Termination Event" (TE) fizyków Słońca, Scotta McIntosha oraz Roberta Leamona z Uniwersytetu Maryland w Baltimore w Stanach Zjednoczonych, 25. cykl słoneczny miałby okazać się znacznie aktywniejszy od poprzedniego, a w szczególnie atrakcyjnym scenariuszu nawet jednym z bardziej intensywnych. Obserwowana od blisko 3 lat aktywność plamotwórzca i rozbłyskowa może zaskakiwać na plus jedynie w odniesieniu do oficjalnej prognozy NASA/SWPC opartej o założenie kontynuacji słabego trendu w tej dekadzie po najsłabszym od stulecia 24. cyklu, ale już nie dziwi i w bardzo dużej mierze pokrywa się z przewidywaniami McIntosha/Leamona. Więcej o tym pokrywaniu się ich prognozy z realnym zachowaniem Słońca wspominałem w poprzednim opracowaniu kwartalnym, więc zainteresowanych odsyłam do tamtego tekstu.

Po pierwszym półroczu 2023 roku jesteśmy po 191 rozbłyskach klasy M, 8 rozbłyskach klasy X (nie licząc dziewiątego X1.1 z 3 lipca, ale to zjawisko już wykracza poza ramy czasowe tego podsumowania) oraz po 15 burzach magnetycznych, w tym dwóch ciężkich kategorii G4, jednej silnej G3, czterech umiarkowanych G2 i ośmiu słabych G1. Co najmniej trzykrotnie burze te przyniosły zorzę polarną w skali ogólnokrajowej (26-28 lutego, 23-24 marca, 23-24 kwietnia), choć subtelne i bardziej lokalne wystąpienia tego zjawiska ograniczone do polskiej linii brzegowej czy pasa północnych województw z pewnością były częstsze - takich przypadków nie opracowuję, a bywają niekiedy sytuacje gdy bez stanu burzy magnetycznej znad Zatoki Gdańskiej czy otwartego Bałtyku daje się zarejestrować subtelne barwy zorzy parę stopni powyżej północnego horyzontu, gdy napływa na nas wiatr słoneczny nieco korzystniejszy, niż na co dzień, ale jeszcze nie aż tak solidny by wywołać burzę i by mieszkańcy centrum lub południa Polski mieli możliwość spożytkowania takich warunków.

Choć pewne wahania na minus w aktywności plamotwórczej i rozbłyskowej zawsze są możliwe niezależnie od stopnia zaawansowania cyklu słonecznego, co pokazał choćby tegoroczny kwiecień, to widać czarno na białym, że zmierzamy w lata znacznie atrakcyjniejsze, niż jeszcze przed tym cyklem mogliśmy oczekiwać. Szykujmy się na więcej plam, także tych rozbudowanych i widocznych nieuzbrojonym okiem przez sam filtr słoneczny bez dodatkowej optyki, a za pół miesiąca wraz z pożegnaniem białych nocy i otwarciem nowego sezonu z nocami astronomicznymi i powrotu warunków obserwacyjnych umożliwiających kolejne po letniej przerwie szanse na zorze polarne - a tych za sprawą zachowania naszej Dziennej Gwiazdy z pewnością będzie tylko przybywać.

Autorski komentarz do bieżącej aktywności słonecznej dostępny na podstronie Solar Update

Warunki aktywności słonecznej i geomagnetycznej na żywo wraz z objaśnieniami nt. interpretacji danych dostępne na bieżąco na podstronie Pogoda kosmiczna

Powiązane:
Prognoza 25. cyklu aktywności słonecznej
25. cykl aktywności słonecznej jednym z najsilniejszych w historii? Termination Event - nowa zaskakująca teoria
Postęp 25. cyklu aktywności słonecznej: stan po I kwartale 2023 roku

  f    t    yt   Bądź na bieżąco z tekstami, zapowiedziami, alarmami zorzowymi i wiele więcej - dołącz do stałych czytelników bloga na Facebooku, obserwuj blog na Twitterze, subskrybuj materiały na kanale YouTube lub zapisz się do Newslettera