Burza magnetyczna kategorii G1-G2 (05-06.06.2016) i subtelne zorze polarne w polskie białe noce - opracowanie wydarzenia

Kwestią czasu było, gdy polskie niebo znowu zostanie przyozdobione subtelnymi światłami zorzy polarnej. Pierwszy czerwcowy weekend przyniósł nam umiarkowaną burzę magnetyczną, podczas której to ulotne zjawisko ukazało się nad naszym krajem już po raz dziewiąty od początku roku, a po raz drugi za sprawą tego samego źródła na Słońcu - dziury koronalnej, która po miesiącu ponownie wyemitowała następną porcję strumienia wiatru podwyższonej prędkości w kierunku Ziemi.

Mogło wydać się to przesadzone, ale gotowość zorzowa na blogu została ogłoszona już 2 czerwca. Z pewnych względów uznałem, że nie ma co czekać na ostatni dzwonek z powiadomieniem - po pierwsze dlatego, że ewentualna burza magnetyczna miała się rozwinąć w okresie weekendowym, gdy większość osób, choć zdaję sobie sprawę, że nie wszyscy, mogła liczyć na więcej czasu jaki można poświęcić na oddanie się zorzowym łowom. Po drugie dlatego, że już od kilku dni było wiadomym, że w ten weekend Polska pozostawać będzie pod wpływem wyżu uformowanego w zimnym i suchym powietrzu, którego efektem było oczyszczenie nieba z zachmurzenia. Po trzecie, że Księżyc będzie bliski nowiu - choć to tylko częściowe pocieszenie w związku z okresem białych nocy, i tak jasnych bez obecności Srebrnego Globu. Po czwarte - i co chyba najważniejsze - że korzystna dla naszego kraju burza magnetyczna była bardzo prawdopodobna dzięki temu, iż jej źródłem ma być ta sama dziura koronalna, która przed miesiącem zaowocowała silną burzą magnetyczną kategorii G3, z zorzami polarnymi zaobserwowanymi nawet ze Słowacji. I znów - mimo powolnego rozwoju sytuacji, ostatecznie stało się - po raz dziewiąty w roku.

Zmiana warunków wiatru słonecznego docierającego do Ziemi zaczęła się uwidaczniać w niedzielę 5 czerwca około godz. 11:00 CEST. Prędkością wyjściową poprzedzającą napływ strumienia wiatru podwyższonej prędkości (CHHSS) były jedne z niższych wartości w ostatnich tygodniach - rzędu 270-290 km/sek. Poprzedziło to tradycyjne dla napływu strumieni CHHSS zwiększenie gęstości wiatru z mniej niż 10 do wysokiej wartości sięgającej sporadycznie 110 protonów/cm³ widocznej zwykle przy bardziej obiecujących koronalnych wyrzutach masy. Później gęstość jak zwykle zaczęła słabnąć, wraz z dalszym wzrostem prędkości, co przekładało się na możliwość osłabienia intensywności zórz polarnych tam, gdzie mogły być wówczas obserwowane pod osłoną nocy, głównie nad południową półkulą. Bardziej istotne zmiany zaczęły się rysować popołudniu, około 17:00 CEST gdy wraz z dalszym wzrostem prędkości do blisko 500 km/sek. nastąpiło spodziewane przejście skierowania pola magnetycznego wiatru słonecznego (składowa Bz) na południowe, z umiarkowanym natężeniem dochodzącym do -10nT, a więc uruchomienie rozwoju aktywności geomagnetycznej, na które zawsze czekamy, a którego niestety czasem doświadczyć nie możemy.

Korzystna zmiana w skierowaniu Bz wystarczyła jednak na zaistnienie jedynie słabej burzy magnetycznej kategorii G1, z zasięgiem ograniczającym się początkowo do wysokich szerokości geograficznej - więc wciąż dla północnej półkuli nie dającej szans na zorzę w związku z bliskim już przesileniem letnim. Paradoksalnie w tych i najbliższych tygodniach wysokie szerokości geograficzne półkuli północnej są kompletnie pozbawione możliwości obserwacji tego zjawiska w przeciwieństwie do szerokości umiarkowanych, ale oczywiście rzecz ma się odwrotnie na półkuli południowej, gdzie niebawem nadejdzie najdłuższa noc w roku. Aktywność burzy na poziomie kategorii G1 była kontynuowana przez 12 godzin bez przerwy, następnie chwilowo osłabła by w drugiej połowie nocy z 5 na 6 czerwca zwiększyć intensywność do umiarkowanej kategorii G2. Wiąże się ona z 50% szansą na wystąpienie zorzy polarnej na polskim niebie, ale dla nas ten wzrost aktywności burzy był już bez większego znaczenia z uwagi na kompletnie rozjaśnione niebo. Po tym trzygodzinnym epizodzie z kategorią G2 burza magnetyczna wygasła.

Mimo, że aktywność burzy wzrosła dopiero pod jej koniec i dodatkowo w okolicach wschodu Słońca, nie przeszkodziło to Polakom w zaobserwowaniu subtelnej zorzy polarnej nad naszym krajem w noc kończącą pierwszy czerwcowy weekend - było to dziewiąte potwierdzone wystąpienie zjawiska nad Polską od początku roku. W większości przypadków było to jednak wystąpienie bardzo subtelne i trudne w obserwacji okiem nieuzbrojonym, za to jak zwykle łatwiejsze dla matryc aparatów fotograficznych zawsze stanowiących bardziej czułe detektory od ludzkich oczu. Co ważne, mimo, że w ujęciu globalnym burza nie osiągnęła kategorii G3 tak jak przed miesiącem, delikatna purpurowa zorza uwidoczniła się nawet nad Podkarpaciem i Śląskiem - mieliśmy więc do czynienia z bardzo ciekawym wydarzeniem, które podczas nocy nad naszym krajem osiągało jedynie najsłabszą kategorię, a i tak zdołało przynieść subtelną zorzę po południowe województwa. Poniżej seria materiałów zebranych przez Czytelników, za nadesłanie których bardzo dziękuję. Informacje o autorstwie i lokalizacji po najechaniu kursorem na miniaturkę.

O tym, że zorze polarne nad Polska podczas okresu białych nocy są możliwe, przekonywaliśmy się już wiele razy, a poprzednio 22 czerwca 2015 roku niemalże w samo przesilenie letnie. Wówczas mieliśmy do czynienia z ciężką burzą magnetyczną kategorii G4, której zorze okazały się zwycięskie w starciu z rozjaśnionym niebem od schowanego płytko pod horyzontem Słońca, mimo, że białe noce osiągały swoje maksimum. Mało tego, było to w okolicach pełni Księżyca, a i tak zjawisko udało się zarejestrować wielu czytelnikom, którzy akurat mogli liczyć na okresowe rozpogodzenia, jako, że aura była tamtej nocy bardzo niejednorodna w skali kraju.

Jak widać, tym razem nie pojawiły się żadne relacje z północnych województw, które są standardem w tych opracowaniach, pomimo faktu, że z niedzieli na poniedziałek pogodna aura panowała w całej Polsce. To wyjątkowa sytuacja, ponieważ obecnie w sezonie białych nocy to właśnie centralne i południowe województwa mają ułatwione zadanie w kwestii zarejestrowania zórz polarnych. Każdy kolejny stopień szerokości geograficznej odsunięty w kierunku północnym to podnoszenie poprzeczki - aktualnie nad Pomorzem nawet w najciemniejszym momencie nocy złota łuna od płytko schowanego Słońca nie znika znad północnego horyzontu, a niebo staje się jedynie granatowe.

Nie znaczy to jednak, że z Pomorza czy Podlasia nie można obserwować zórz polarnych w tygodniach okalających moment przesilenia letniego. Można - o ile tylko zorze polarne są dostatecznie intensywne. Rozjaśnione niebo nie jest tu tak istotne, co gęstość wiatru słonecznego, natężenie jego pola magnetycznego i w efekcie intensywność zórz - tutaj mieliśmy jednak do czynienia z naprawdę subtelnym zjawiskiem, które gołym okiem mogło pozostać niezauważone, a które bezsprzecznie zarejestrowano na powyższych fotografiach, gdzie zorza uwidoczniła się nie tylko jako subtelne purpurowe pojaśnienie bez zarysowanych granic jak i w postaci subtelnych filarów.

Przy okazji tak delikatnych wystąpień zórz polarnych wychodzi też prawda o tym, jak niewielką mamy na ogół świadomość co do natury tego zjawiska, jego możliwego wyglądu czy dynamiki. Okazuje się, że wielu internautów gotowych było stwierdzić, że na powyższych fotografiach zjawiska tego nie udało się ich autorom zarejestrować. Miałem okazję przeczytać nieco dyskusji w sieci, gdzie wśród sceptyków dominowały powątpiewania choćby tylko dlatego, że "nie widać tu zorzy, bo tak ona nie wygląda, zorza jest zielona", że to nie może być zorza "bo te zabarwienia są zbyt nisko" czy nawet dlatego, że "na Słońcu nie ma żadnych plam". Co zrozumiałe, nie każdy musi poważniej interesować się tym tematem, zwłaszcza na tyle by śledzić długie i nudne wypociny publikowane na tym blogu, by wiedzieć, że aktywność zórz kwalifikuje się na podstawie pięciostopniowej skali burz magnetycznych, że zjawisko to wywołują nie tylko wyrzuty koronalne po rozbłyskach w grupach plam - rozumiem to, bo obracamy się tu w już bardzo wąskiej i szczegółowej materii, ale mimo to wciąż jest zdumiewające dla mnie stosowanie takich argumentów przy dostępnych dziś materiałach. Mało tego, nie trzeba nawet czytać podstawowych informacji o naturze zorzy polarnej dostępnych choćby i w tej niepewnej często Wikipedii, bo wystarczy wręcz wpisać w dowolną wyszukiwarkę frazę "zorza polarna" by w sekundzie otrzymać przed oczy dziesiątki fotografii zórz o rozmaitych barwach, i już można się uchronić przed wypisywaniem słów, że "zorza musi być zielona".

Zauważyłem też inną ciekawą rzecz, mianowicie, że przy takich wydarzeniach jak podsumowywana dziś burza wciąż znajdują się osoby, które automatycznie rezygnują z prób obserwacji tylko dlatego, że widzą zbyt niski indeks Kp - poważny błąd. Jak już wielokrotnie wspominałem, rosnący indeks Kp jest jedynie skutkiem następujących wcześniej silnych zmian w natężeniu pola magnetycznego wiatru słonecznego. Wiatr słoneczny o słabym natężeniu pola magnetycznego, na domiar z północnym skierowaniem nigdy nie zaowocuje wzrostem Kp choćby napływał na nas z prędkością 1000 km/sek. Nie należy kierować się tym, że dajmy na to - za ostatnią godzinę indeks Kp w skali globalnej wynosił 5 przez co teoretycznie nie ma szansy ujrzeć zorzy polarnej, tylko aktualną wartością składowej Bz widocznej zawsze na zbiorze danych z ACE nt. wiatru słonecznego jako krzywa czerwona. Nie warto czekać na oficjalne potwierdzenie wzrostu indeksu Kp na powyższych wykresach słupkowych w sytuacji gdy widać, że Bz jest stabilnie południowy o wyraźnym natężeniu, bo w takiej chwili przy dostatecznie wysokiej prędkości wiatru zorza może już u nas występować. Słupki globalnego indeksu Kp zawsze uwzględniają takie sytuacje z opóźnieniem, dlatego bardziej niż spojrzenie na te wartości za ostatnie 3 godziny wskazany jest zawsze rzut oka na informacje dotyczące wiatru słonecznego spływające z ACE w czasie rzeczywistym.

Dziewiąte wystąpienie zorzy polarnej w Polsce miało miejsce akurat podczas pierwszego od blisko dwóch lat całkowitego zaniku plam na tarczy słonecznej, która coraz częściej przypomina nam widoki z minimum, a do którego ponownie zmierzamy. Ośmielę się zauważyć, że ten zorzowy sukces był w pewnym sensie poprzeplatany ze smutkiem, zupełnie jakby w analogii do wydarzeń sportowych z tamtego weekendu. Z jednej strony bowiem mogliśmy się radować z awansu polskich siatkarzy na tegoroczne Igrzyska Olimpijskie, z drugiej strony tego samego dnia odszedł od nas znakomity trener siatkarski Andrzej Niemczyk. Trudno tu nie dostrzec pewnej analogii - Dzienna Gwiazda zasnęła najpoważniej od wielu lat, ale w tym samym czasie przyniosła nam kolejną zorzę polarną, jakby na pocieszenie wobec sytuacji, którą obserwujemy i z którą będziemy mieć do czynienia coraz częściej, na coraz większą skalę wraz z kolejnymi miesiącami i latami prowadzącymi nas do Słonecznego Minimum.

Autorski komentarz do bieżącej aktywności słonecznej - podstrona Solar Update

Warunki aktywności słonecznej i geomagnetycznej na żywo wraz z objaśnieniami - podstrona Pogoda kosmiczna

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