Burza magnetyczna kategorii G1-G2 (16-18.02.16). Krótkotrwała zorza polarna nad Bałtykiem - opracowanie wydarzenia

Czas na opracowanie drugiej w tym roku burzy magnetycznej, która mimo niewielkiej intensywności w ujęciu globalnym zaowocowała krótkotrwałym wystąpieniem bardzo subtelnych zórz polarnych nad umiarkowanymi szerokościami geograficznymi, w tym nad Polską. Z pewnych jednak przyczyn trudno mi tu pisać o nazwijmy to - "pełnoprawnym" wystąpieniu zórz nad naszym krajem, wśród których najważniejszą jest ta, iż zasięg zjawiska dosłownie nas musnął, a "nas" oznacza w tym wypadku zaledwie linię brzegową Polski, podczas gdy nawet na tej granicy widoczności zorze okazały się niezwykle delikatne. Z drugiej strony zorza to zorza i jakby nie patrzeć, na zdjęciach została jednak zarejestrowana, więc jakiś polski akcent w dzisiejszym opracowaniu również się znajdzie.

W ostatnim tygodniu doszło do czterech umiarkowanie silnych rozbłysków klasy M w zakresie rentgenowskim - odpowiednio M1.8, M1.1, i dwukrotnie M1.0. Rozbłyskom towarzyszyły krótkotrwałe blackouty (poziomu R1) fal radiowych wysokich częstotliwości na osłonecznionej półkuli i na tym się ich wpływ zakończył - nie uwalniały one bowiem koronalnych wyrzutów masy, które mogłyby ingerować w warunki pogody kosmicznej.

Burza magnetyczna z 16-18 lutego ma zatem zupełnie inne podłoże. To wspomniana 13 lutego na podstronie Solar Update południowa dziura koronalna jest przyczyną opisywanej dziś burzy. Posiadała ona znaczną rozpiętość poziomą i mimo dość dużej odległości od słonecznego równika zdołała uwolnić sporą część strumienia wiatru podwyższonej prędkości (CHHSS) ku Ziemi. Rozbłysków nie należy zatem łączyć z burzą i wzrostem aktywności zórz polarnych. Dotarcie strumienia CHHSS do naszej planety oczekiwane było właśnie około 16-17 lutego.

Pierwsze symptomy docierania CHHSS do Ziemi sonda ACE rejestrowała już od godzin południowych 16 lutego (środkowa grafika). Strumień z dziury koronalnej osiągnął naszą planetę w podręcznikowym wydaniu, przynosząc typową charakterystykę zmian właściwości wiatru słonecznego. W pierwszej kolejności zaobserwowany został stopniowy, rozłożony w czasie kilku godzin wzrost gęstości wiatru z około 3-5 do ponad 25-30 protonów/cm³. Dopiero pewien czas po wzroście gęstości stopniowo zaczęła rosnąć prędkość, z około 430 do blisko 700 km/sek., co wywołało także spadek uprzednio nabranej gęstości do mniej niż 10 protonów/cm³. Kluczowy element decydujący o rozwoju bądź zaniku aktywności geomagnetycznej - skierowanie pola magnetycznego wiatru słonecznego (składowa Bz) początkowo charakteryzował się częstymi wahaniami między skierowaniem północnym i południowym o niewielkim natężeniu do -5nT, co wystarczyło na zaistnienie słabej burzy magnetycznej kategorii G1 na wysokich szerokościach geograficznych. Około godz. 20:30 CET Bz stał się stabilnie południowy, a natężenie tego skierowania wzrosło do -10nT, okresami dochodząc do -15nT, co pozwoliło na rozwój burzy do kategorii G2 w godzinach między 19:00 a 22:00 CET, kategorii wiążącej się z 50% prawdopodobieństwem wystąpienia zórz nad naszym krajem. Był to jedyny epizod z taką aktywnością geomagnetyczną podczas nocy z 16 na 17 lutego - poprzedziło go i nastąpiło po nim 9 godzin ze słabą burzą G1 ograniczającą się do wyższych szerokości geograficznych.

Okazało się jednak, że podczas tego jedynego, niespełna trzygodzinnego epizodu z burzą G2 zorze polarne poszerzyły zasięg występowania do umiarkowanych szerokości geograficznych zahaczając o północne granice kilku państw środkowoeuropejskich, na czele z Polską, Niemcami i Holandią. Niestety z uwagi na bardzo niską gęstość wiatru słonecznego intensywność zjawiska była niesłychanie mała, a trudność w fotografowaniu (bo o wizualnym dostrzeganiu tym bardziej było ciężko myśleć) potęgowała obecność Księżyca na niebie, który oświetlony był już w około 70% i rozświetlał niebo tłumiąc jeszcze bardziej i tak słabe już zorze.

Jedyne fotografie, które dotarły do mnie od czytelników bloga zostały wykonane wieczorem 16 lutego z plaży w miejscowości Dębki nad samym Bałtykiem - a i tu zjawisko okazało się bardzo subtelne, podobnie w innych krajach na porównywalnej szerokości geograficznej. Jak na razie ich autora można traktować jako jedynego szczęściarza, który zdołał wykonać jakiekolwiek zdjęcia tej subtelnej zorzy, ale jeśli ktoś z Was także odniósł taki nieoczekiwany sukces, to oczywiście zachęcam do kontaktu, po którym z chęcią zaktualizuję ten tekst o kolejne fotografie z Polski. Przypuszczam jednak, że będzie o to trudno, wszak nawet na forach relacje właściwie w ogóle się nie pojawiały, a wśród korespondencji od czytelników poza wspomnianym wyjątkiem wyłącznie informacje o braku dostrzegalności czegokolwiek, zarówno wizualnie jak i na fotografiach. Ja niestety zjawiska nie dostrzegłem, choć nie z powodu fiaska w obserwacji, ale braku możliwości wyjścia na obserwacje - poprzedniego weekendu dopadła mnie uporczywa grypa, która od wczoraj dopiero nieśmiało odpuszcza i nawet gdybym chciał, zdrowie mi na wyjście w teren nie pozwalało. Poniżej zdjęcia autorstwa Piotra Okulskiego.

DOPISANE 21.02 o 19:40 CET: A jednak! Jest relacja od drugiego czytelnika, który 16 lutego sfotografował subtelną zorzę polarną podczas epizodu z burzą kategorii G2 - co jak sam wspomina - zauważył dopiero dzisiaj przy przeglądaniu wtorkowych zdjęć. Poniższe trzy fotografie nadesłał Piotr Potępa - zorza polarna nad Jeziorem Chełmżyńskim w województwie kujawsko-pomorskim.

DOPISANE 28.02 o 20:30 CET: Kolejne fotografie z 16 lutego z powiatu puckiego w województwie pomorskim. Zorza polarna nad Bałtykiem ze wsi Rewa - zdjęcia wykonał Marek Stan; jak widać słupy zorzy mimo ogólnej subtelności zjawiska okazały się tutaj całkiem wyraźne. Ponieważ lokalizacja jest tu nieodległa względem plaży Dębki, z której zostały wykonane pierwsze nadesłane fotografie, a warunki aktywności geomagnetycznej podczas bardzo wąskiego okresu obecności zórz nad szerokościami umiarkowanymi także były porównywalne, można stwierdzić, że wyraźniejsza struktura zorzy jest tu efektem zastosowania innej obróbki, detektora i (lub) ustawień ekspozycji.

W noc z 17 na 18 lutego burza została wznowiona, jednak tym razem na znacznie krótszy okres wynoszący 9 godzin, wśród których na około 3 godziny ponownie wystąpiła umiarkowana burza kategorii G2. Teraz doniesienia o subtelnych zorzach z szerokości umiarkowanych już w ogóle się nie pojawiły, co tylko podkreśla dużą losowość podczas burz zaledwie umiarkowanej siły. Widoczność subtelnej zorzy na prezentowanych zdjęciach z Polski należy więc traktować jako widoczność naprawdę krótkotrwałą i bardzo subtelną nawet jak na nasze warunki - wielu czytelników, którzy próbowali swoich sił nie odniosło sukcesu. Na brak zorzy na zdjęciach nie mogą za to narzekać obserwatorzy z wysokich szerokości geograficznych, gdzie to przede wszystkim burza ograniczała się z zasięgiem - poniżej kilka przykładowych fotografii z nocy z 16  na 17 lutego (informacje o autorstwie i lokalizacji po najechaniu kursorem na miniaturkę).

18 lutego powoli zaczęliśmy wychodzić ze strumienia CHHSS, co trwa do chwili obecnej - prędkość, która w maksimum dochodziła do 700 km/sek. spadła aktualnie do okolic 360 km/sek., co zamyka pierwszy w tym roku okres pogody kosmicznej kształtowanej do tego stopnia przez wiatr z dziury koronalnej. Było to pierwsze takie wydarzenie od 7 października 2015 roku, kiedy to strumień CHHSS wywołał zorze polarne zwiększające aktywność po szerokości umiarkowane w silnej burzy kategorii G3, jednak tym razem stało się to na znacznie mniejszą skalę, niż przed ponad czterema miesiącami.

Podsumowując, burza magnetyczna trwała łącznie około 30 godzin, jednak ponad 24 godziny należała ona do najsłabszej kategorii G1. Krótkotrwałe i głównie dostępne dla fotografów wystąpienie zorzy polarnej nad szerokościami umiarkowanymi miało miejsce podczas jedynego epizodu z burzą kategorii G2 wieczorem 16 lutego, jednak o objęciu przez burzę całej Polski nie było mowy - nawet nad samym Bałtykiem zjawisko było bardzo słabo widoczne, a czytelnicy próbujący swoich sił w innych regionach ani wizualnie, ani fotograficznie zorzy nie złapali - relacje o fiasku spłynęły m.in. z województwa łódzkiego, podlaskiego i warmińsko-mazurskiego. Z tych wszystkich względów jak już wspomniałem na wstępie, trudno traktować to pojawienie się zorzy jako "pełnoprawne", pozwalam sobie nawet na określenie "Bałtyk" zamiast "nad Polską" w tytule opracowania, ale też szczerzę gratuluję autorowi zdjęć polskiej zorzy, bo jej widoczność była naprawdę chwilowa.

Czy słabe bo słabe, ale jednak wystąpienie zórz polarnych nad szerokościami umiarkowanymi, można w tym wypadku wiązać w jakimś stopniu z niezbadanym efektem równonocy? (do poczytania dla chętnych - szerzej wspomniałem o nim tutaj). Wydaje mi się, że jeszcze nie. Znajdujemy się wprawdzie już tylko miesiąc przed równonocą wiosenną, ale fakt sfotografowania zórz znad Bałtyku przy zaledwie umiarkowanej burzy nie przekonuje mnie jeszcze by odpowiedzieć twierdząco na to pytanie. Dwa miesiące temu, 20 grudnia również mieliśmy burzę tej samej siły z zorzami polarnymi nad Polską, a nazwać tamten okres bliskim równonocy byłoby kompletnym nieporozumieniem. Rozsądnym wydaje się jednak wzrost czujności wśród obserwatorów w najbliższych tygodniach przy okazji ewentualnych zjawisk mogących mieć wpływ na aktywność geomagnetyczną, ponieważ teraz, a zwłaszcza w marcu istotnie szanse na docieranie zórz polarnych po szerokości umiarkowane będą większe niż w innych okresach roku - o ile oczywiście najpierw dojdzie na Słońcu do zjawisk mogących mieć wpływ na pogodę kosmiczną, to jest uformowania się grup plam zdolnych emitować silne rozbłyski połączone z koronalnymi wyrzutami masy bądź wykształcania się nowych dziur koronalnych.

I właśnie apropos tego drugiego, niewykluczone, że za około 2-3 dni ponownie aktywność geomagnetyczna wzrośnie. Na północnej półkuli Słońca uformowała się nowa dziura koronalna, będąca źródłem strumienia wiatru podwyższonej prędkości uwalnianego nieustannie w przestrzeń - najpełniejszy jej obraz uzyskamy posiłkując się fotografiami z SDO w długości fali 193 lub 211 angstremów. Warto zatem pamiętać o śledzeniu warunków aktywności geomagnetycznej od około 23-24 lutego, niestety na uwadze trzeba mieć także fakt, że gdyby nawet miało dojść do powtórki sytuacji sprzed tygodnia, warunki obserwacyjne będą jeszcze bardziej utrudnione za sprawą obecności Księżyca, który teraz oświetlony w jeszcze większym stopniu przebywać będzie już w okolicach pełni.

Komentarz dotyczący bieżącej aktywności słonecznej można śledzić na podstronie Solar Update

Warunki aktywności słonecznej i zórz polarnych wraz z objaśnieniami dostępne na podstronie Pogoda kosmiczna

Bądź na bieżąco ze zjawiskami astronomicznymi i zapleczem amatora astronomii - dołącz do stałych czytelników bloga na Facebooku lub GooglePlus.