Burze magnetyczne kategorii G1-G2 (02.08; 23.08 i 01-03.09.2016): zbiorcze opracowanie wydarzeń

Z pewnym poślizgiem zapraszam na obiecane od pewnego czasu opracowanie burz magnetycznych, które miały miejsce w sierpniu jak i na początku września tego roku. Poślizg jednak był od początku zamierzony, a i jak się dziś okazuje całkiem dobrze się stało, że nie publikowałem podsumowania za podsumowaniem zgodnie z nową strategią o jakiej wspominałem kilka miesięcy temu. Przyczyny wszystkich trzech burz były bowiem jednakowe i równie dobrze za każdą z nich mógłbym napisać to samo, jedynie z odmiennymi wartościami warunków wiatru słonecznego i fotografiami. Dziś więc podsumowanie zbiorcze, wszak jakieś ślady w archiwum po wszystkich wystąpieniach zórz polarnych nad Polską muszą pozostać.

Słaba burza magnetyczna kategorii G1 (02/03.08.2016):
Polskie zorze polarne po raz 10. w roku

Link do rozdziału

Pierwsza z podsumowywanych burz przypadła tuż po rozpoczęciu drugiej połowy wakacyjnego okresu, a tym samym stanowiła zjawisko na powitanie nowego sezonu obserwacyjnego wraz z powrotem nocy astronomicznych do całego kraju. Już od ostatnich dni lipca było jasnym, że w następnych dniach Ziemia stanie na drodze strumienia wiatru słonecznego podwyższonej prędkości (CHHSS), który uwalniany był przez dziurę koronalną zmierzającą ku centrum tarczy. Zaistnienie burzy nie było więc niespodzianką, ale znając możliwe efekty napływu strumieni CHHSS tym razem nie mogliśmy mówić o jakimś szczególnym wydarzeniu.

Napływ strumienia rozpoczął się kilka godzin po otwarciu okna prognozy. Rejestrowana wcześniej prędkość wiatru słonecznego wynosiła około 375 km/sek., ale wraz z dotarciem CHHSS wartość ta podskoczyła stopniowo do progu 500, a w maksimum 530 km/sek., przy gęstości poniżej 10 protonów/cm³ (wcześniej przed rozwinięciem aktywności geomagnetycznej rosła ona stopniowo do 40-50 protonów/cm³ ). To co jednak najbardziej istotne to fakt, że przy okazji napływu tego CHHSS korzystnie układała się sytuacja ze skierowaniem pola magnetycznego wiatru słonecznego (składowa Bz), który dzięki wyraźnie południowej polaryzacji dobrze "współpracował" z ziemskim polem magnetycznym mającym zawsze północne skierowanie w magnetosferze, a więc tam gdzie mamy "furtkę" dla dalszego przepływu wiatru ku Ziemi. Furtkę, która z korzyścią dla obserwatorów zórz polarnych otwiera się tylko wówczas, gdy pole magnetyczne wiatru słonecznego cechuje się skierowaniem południowym, przeciwnym ziemskiemu. W chwilach najwyższej aktywności burzy wartości, Bz dochodził do -17, okresowo -19nT co przy silnym wzroście prędkości zawsze  jest motorem napędowym dla rozwoju aktywności geomagnetycznej.

Niestety mimo korzystnie rysującej się sytuacji z główną składową wiatru decydującą o rozwoju bądź hamowaniu aktywności zórz, prędkości rzędu 500-530 km/sek. zdecydowanie nie należą do imponujących (wiem, że brzmi to śmiesznie - zatrzymajcie się w tym miejscu z czytaniem na chwilkę i wyobraźcie sobie podróżować z taką prędkością) - jednakże dla uderzeń materii słonecznej w mikroskopijną względem niej Ziemię są to przeciętne wartości. Z tego względu sytuacja zdołała się rozwinąć jedynie do poziomu słabej burzy magnetycznej kategorii G1, która niemal zawsze kończy się zorzami polarnymi jedynie nad wysokimi szerokościami geograficznymi, choć z nielicznymi pozytywnymi dla nas odstępstwami, które nawet w tym roku zdążyliśmy już doświadczyć.

Tym razem podobnie - mimo jedynie najniższej w skali burzy magnetycznej, subtelne światła zorzy polarnej dotarły nad północne województwa Polski. To swego rodzaju mały jubileusz - magiczna dziesiątka. Dla naszego kraju to zdecydowanie warte odnotowania wydarzenie - nie znajdujemy się przecież na kole podbiegunowym by taka częstotliwość zórz - choćby widocznych czasem tylko fotograficznie - była chlebem powszednim. A jednak umiarkowane szerokości geograficzne, na których jesteśmy położeni już po raz dziesiąty w 2016 roku znalazły się w strefie widoczności tego ulotnego zjawiska, a my przekroczyliśmy trudny niegdyś do wyobrażenia próg w chwili dopiero ledwo co rozpoczętego trzeciego kwartału. Niewielka jeszcze długość nocy astronomicznej na początku sierpnia nie okazała się przeszkodą, wszak w razie bardzo korzystnej pogody kosmicznej nawet brak nocy astronomicznych nie jest przeszkodzą, i po raz dziesiąty w roku napłynęły tu fotografie subtelnej zorzy polarnej, która zatańczyła nad Bałtykiem dla nielicznych szczęśliwców z pogodnym wówczas niebem.

Słaba burza magnetyczna kategorii G1 (23/24.08.2016): Otwieramy drugą dziesiątkę!

Link do rozdziału

Nie trzeba było długo czekać na kontynuację zorzowych emocji. Faza spadkowa cyklu słonecznego, w jakiej od ponad dwóch lat się znajdujemy podręcznikowo przynosi sporo dziur koronalnych, które w tym roku stanowią najczęstsze źródło burz magnetycznych. Nie inaczej było tym razem - kolejny strumień wiatru podwyższonej prędkości uwalniany z niewielkiej dziury koronalnej wyraźnie odchylonej na południe od słonecznego równika, dotarł do Ziemi 23 sierpnia i w noc z 23/24 sierpnia doprowadził do zaistnienia kolejnej słabej burzy kategorii G1. Zakres zmian wartości wiatru słonecznego był tym razem bardziej odczuwalny: z około 320 do maksymalnie 560 km/sek. po napływie CHHSS, gęstość tradycyjnie niska poniżej 10 protonów/cm³, przy głównej składowej Bz długotrwale południowej, w maksimum dochodzącej do -15nT.

Jak napisali czytelnicy, wał zorzy widoczny był wyraźnie i długotrwale, z bladozieloną barwą, zaś filary i słupy dostrzegalne dla nieuzbrojonego oka były tylko okresowo. Co innego dla matryc aparatów - tutaj o uwiecznienie w pełnej krasie wszystkich cech zorzy, jakie nie zawsze bywają dostrzegalne gołym okiem, było łatwiej, ale i tu nie obyło się bez trudności. Zadanie utrudniała wysoka wilgotność powietrza osadzająca rosę i zmuszająca do częstszego osuszania obiektywów aparatów. Mimo wszystko zorza polarna - zarówno wizualnie jak i fotograficznie, prezentowała się zauważalnie korzystniej względem poprzedniego, jubileuszowego wystąpienia nad Polską i stanowiła najefektowniejsze tegoroczne wystąpienie spośród burz kategorii G1. Była to jednocześnie trzecia w tym roku słaba burza magnetyczna zakończona zorzami polarnymi zarejestrowanymi w Polsce - poprzednia nie licząc sierpniowej miała miejsce 7 kwietnia.

Umiarkowana burza magnetyczna kategorii G2 (01-03.09.2016): Powtórka sprzed miesiąca

Link do rozdziału

Tak jak koniec lipca dawał nadzieję na zorzowe emocje z początkiem sierpnia, tak pod koniec wakacji sytuacja się powtórzyła i to, że skoki aktywności geomagnetycznej będą występować w pierwszym tygodniu września było praktycznie pewne, czemu dałem wyraz w ostatnim komentarzu Solar Update z ubiegłego miesiąca tytułując go "Garść optymizmu na koniec sierpnia". W tym czasie w koronie słonecznej wykształciły się jednocześnie trzy dziury koronalne, choć późniejsze efekty, które ładnie się wydłużyły, zawdzięczać mogliśmy głównie tej największej na północ od słonecznego równika. Wraz z ruchem obrotowym Słońca każda z nich emitowała kolejne porcje strumienia wiatru podwyższonej prędkości w naszym kierunku, a ten dotarłszy do Ziemi wpływał na aktywność geomagnetyczną przez ponad 3 doby. W chwilach gdy skierowanie pola magnetycznego wiatru osiągało słabsze natężenie zbliżając się do neutralnego lub wręcz północnego, aktywność zórz była znacząco ograniczana, ale kilka okresów ze składową Bz na długo utrzymujących się wartościach około -10nT przy prędkości wiatru dochodzącej do 700, okresowo 750 km/sek. pozwalało na zaistnienie umiarkowanej burzy magnetycznej kategorii G2, która taką aktywność posiadała nieco ponad 6 godzin. Poprzedziło ją kilka epizodów ze słabą burzą magnetyczną kategorii G1, będąca czwartą taką burzą w roku, w czasie której delikatna zorza została uchwycona z północnych regionów Polski.

Pochmurna aura nie była tu łaskawa dla obserwatorów, którzy z aparatami wyczekiwali choćby krótkotrwałych rozpogodzeń, ale najwięksi szczęśliwcy zdołali zarejestrować barwne smugi zorzy w bardzo krótkotrwałych przerwach między chmurami. Z uwagi na długotrwały napływ strumienia CHHSS sporadyczne okresy ze słabą burzą magnetyczną pojawiały się jeszcze po 3 września, ale kolejne relacje z Polski już im nie towarzyszyły - co w największej mierze wiąże się z faktem, że taka aktywność geomagnetyczna wywoływana była podczas dnia nad Europą Środkową.

*****

Jak widać, wszystkie wspomniane burze magnetyczne miały tę samą przyczynę - dziury koronalne, a konkretnie strumienie wiatru słonecznego podwyższonej prędkości przez nie uwalniane. Obserwujemy tym samym podręcznikowo przebiegającą fazę spadkową cyklu słonecznego, w czasie której wraz ze stopniowo rosnącą absencją plam słonecznych widoczna jest częsta obecność dziur koronalnych stanowiących dla miłośników zórz polarnych to, czym w okresach maksimów słonecznych bywają koronalne wyrzuty masy (CME) uwalniane w następstwie silniejszych rozbłysków w odpowiednio rozbudowanych grupach plam. Z jednej strony coraz poważniej nieobecne stają się źródła najsilniejszych wydarzeń w pogodzie kosmicznej, z drugiej jednak nie brakuje słabszych "następców" które przynoszą słabsze burze magnetyczne w porównaniu z wyrzutami koronalnymi.

W kontekście nadchodzącej astronomicznej jesieni warto w najbliższych kilku tygodniach wykazać się wzmożoną czujnością w temacie aktywności słonecznej i geomagnetycznej. Jak już wielokrotnie zdążyliśmy się przekonać, w okolicach obu równonocy w roku zorze polarne często mają tendencję do osiągania niższych niż normalnie szerokości geograficznych, również przy zupełnie niepozornych zjawiskach je poprzedzających, np. słabszych wyrzutach CME czy dziurach koronalnych o niewielkiej rozpiętości, które na pozór nie emitują istotnych strumieni wiatru w przestrzeń kosmiczną. Marzec i wrzesień z miesiącami je okalającymi przynoszą statystycznie największe szanse na sukces - serię przykładów z tego cyklu słonecznego przytaczałem niemalże idealnie przed rokiem w tym wpisie. Dziś po kolejnym roku wiemy, że do wspomnianych wówczas dat z burzami magnetycznymi zakończonymi zorzami polarnymi nad Polską możemy dodać wydarzenia z okolic czasu ostatniej równonocy wiosennej - silnej burzy magnetycznej kategorii G3 z 6-7 marca czy burz kategorii G1-G2 z 2 i 7 kwietnia.

Póki co, zdjęcia z sondy SDO wykonywane w długości fali 211 angstremów - kanale szczególnie istotnym przy monitorowaniu korony słonecznej, nie ukazują nowych dziur koronalnych, nie mówiąc już o takich, które dzięki pozycji nieopodal równika mogłyby w chwilach przetaczania się przez centrum tarczy być ukierunkowane bezpośrednio na Ziemię. Jest to jednak zdecydowanie stan chwilowy i wykształcenie się nowych dziur koronalnych jest kwestią czasu. W razie ich pojawienia się warto włączyć sobie w głowie tryb czuwania i mieć się na baczności w związku z możliwością wpływania takich zjawisk na aktywność geomagnetyczną w sposób bardziej odczuwalny, niż w innych miesiącach. Za nami w 2016 roku dwanaście burz magnetycznych, które przyniosły zorze polarne widoczne z Polski, choć niekiedy głównie fotograficznie na dłuższych ekspozycjach, a nie przy bezpośredniej obserwacji wizualnej.

Wystąpienie po raz trzynasty tego zjawiska na polskim niebie w tym czy kolejnym miesiącu jest, rzekłbym, co najmniej wysoce prawdopodobne. Nie możemy mieć oczywiście całkowitej gwarancji, bo przy takiej loterii jaką jest pogoda kosmiczna byłyby to zdecydowanie przesadzone prognozy. Cytując odpowiedź Nicka Pulowskiego, odegranego w "Żółtodziobie" przez mojego ulubieńca Clinta Eastwooda na prośbę zagwarantowania dobrej opieki policjantowi-nowicjuszowi - Jeśli chce pan gwarancji, niech pan kupi toster - i co najwyżej tak do tego musimy podejść. Jak pokazuje jednak praktyka na tle wcześniejszych obserwacji, w okolicach każdej z równonocy Polacy często otrzymują od naszej Dziennej Gwiazdy szansę na ujrzenie bądź sfotografowanie barwnych smug na północnym niebie, a te w poprzednim czy bieżącym roku zdecydowanie trudno nazwać atrakcją zarezerwowaną wyłącznie dla obserwatorów z okołobiegunowych szerokości geograficznych.

Komentarz do bieżącej aktywności słonecznej - podstrona Solar Update

Warunki aktywności słonecznej i zorz polarnych na żywo wraz z objaśnieniami nt. interpretacji danych - podstrona Pogoda kosmiczna

Czytelnikom, którzy zechcieli podzielić się swoimi fotografiami i relacjami na potrzeby opracowania dziękuję za nadesłaną korespondencję.

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