GOTOWOŚĆ ZORZOWA 18-20.09.2023 | Prognozowana umiarkowana burza magnetyczna kategorii G2

Sobotnie przedpołudnie (16.09) przyniosło erupcję widocznego od kilku dni rozległego filamentu rozciągającego się ponad powierzchnią Słońca nieopodal centrum tarczy. Rozerwaniu protuberancji towarzyszył koronalny wyrzut masy (CME), który na zdjęciach z koronografu LASCO wykazał strukturę full-halo (materia rozchodząca się na pełnych 360 stopniach wokół tarczy słonecznej). Z uwagi na położenie sondy na linii Słońce-Ziemia i umiejscowienie źródła zjawiska nieopodal centralnych części tarczy słonecznej, taka struktura koronalnego wyrzuty masy jednoznacznie potwierdza jego skierowanie ku Ziemi, stwarzając gwarancję uderzenia materii w magnetosferę - co jednak nie musi zagwarantować burzy magnetycznej, gdyż ta będzie determinowana cechami wiatru słonecznego, jakie poznamy dopiero po dotarciu CME do Ziemi.

Zaktualizowany model WSA-Enlil agencji SWPC wylicza uderzenie wyrzutu na poranne wtorkowe godziny 19 września około godz. 04:00 CEST +/-7 godzin - okno prognozy, w którym można się spodziewać dotarcia CME (o ile model jest trafny) otwiera się w poniedziałek wieczorem 18.09 o godz. 21:00 CEST i trwa do wtorku do 11:00 CEST. Wyrzut koronalny może oczywiście dotrzeć w dowolnym innym momencie po 2-4 dobach od uwolnienia, ponieważ z chwilą opuszczenia pola widzenia koronografu LASCO staje się on niewidoczny, a tempo i stopień wytracania prędkości podczas podróży ku Ziemi, w żaden sposób nie może zostać zweryfikowane.

Po lewej: erupcja protuberancji z 16 września, rozciągającej się na znacznej długości nieopodal centrum tarczy słonecznej, w długości fali 304 angstremów. Credit: SDO. Po prawej: koronalny wyrzut masy (CME) widziany z perspektywy koronografu LASCO C3 na linii Słońce-Ziemia (widok z perspektywy Ziemi), uwolniony w następstwie rozerwania protuberancji. Z uwagi na strukturę full-halo i umiejscowienie protuberancji, jest pewne, że CME uderzy w Ziemię - niepewny pozostaje stopień wytracenia prędkości w drodze ku Ziemi oraz siła i kierunek pola magnetycznego wiatru słonecznego po uderzeniu CME. Credit: SOHO.

Model ten sugeruje możliwość wzrostu gęstości wiatru po dotarciu CME do Ziemi z około 3-5 do ponad 15 protonów/cm³ i prędkości z około 400 do blisko 500 km/sek. Nie są to imponujące skoki tych warunków, ale gdyby towarzyszyło im solidne wzmożenie natężenia pola magnetycznego wiatru w tym CME i jego długotrwała, silnie południowa polaryzacja, aktywność geomagnetyczna będzie miała szansę się rozwinąć. Z powodu spodziewanego uderzenia CME, agencja SWPC wystosowała prognozę umiarkowanej burzy magnetycznej kategorii G2 na dzień 19 września. W związku z tym na blogu po raz pierwszy od maja zostaje wprowadzony stan gotowości zorzowej dla polskich obserwatorów ważny od poniedziałkowego wieczoru wraz z otwarciem okna modelu WSA-Enlil.

Po lewej: model WSA-Enlil prognozuje uderzenie koronalnego wyrzutu masy 19.09 około godz. 02:00 UTC (04:00 CEST +/-7 godzin), co otwiera okno prognozy 18.09 o godz. 21:00 CEST a zamyka 19.09 o godz. 11:00 CEST, we wtorkowe przedpołudnie. Credit: SWPC. Po prawej: model IWSA sugeruje możliwość uderzenia CME dopiero 20.09 około godz. 00:00 UTC (02:00 CEST) w 22 godziny po spodziewanym dotarciu tego wyrzutu przez model agencji SWPC. Duża rozbieżność może konsternować, na szczęście bez względu który model okaże się bliższy prawdzie, w obu przypadkach uderzenie w Ziemię jest ewidentne, co z uwagi na rodzaj wyrzutu i jego umiejscowienie, nie zaskakuje. Dotarcie CME do Ziemi jest gwarantowane, niepewny zostaje jedynie moment uderzenia i potencjał wyrzutu do wzburzania aktywności geomagnetycznej. Credit: NASA

Model ISWA agencji NASA przewiduje znacznie słabszą prędkość wyrzutu przez 3 dni jego wędrówki ku Ziemi, a w konsekwencji słabsze efekty uderzenia. O ile tym razem ten model okaże się trafny w przeciwieństwie do modelu agencji SWPC, burza magnetyczna może zaistnieć nawet o dobę później. Model ISWA szacuje bowiem czas uderzenia na 20 września około godz. 02:00 CEST (okno od 19.09 godz. 19:00 CEST do 20.09 godz. 09:00 CEST), praktycznie 22 godziny później. Taka duża rozbieżność między dwoma wiodącymi modelami nie ułatwia planowania ewentualnych obserwacji, ale nie zdarza się ona po raz pierwszy - ostatnie przed białymi nocami stany gotowości zorzowej w maju także wiązały się często z bardzo rozmijającymi się wyliczeniami obu agencji, w tym roku jednak częściej sprawdzał się model agencji NASA. Pocieszające w tej rozbieżności jest uwzględnianie przez oba modele gwarantowanego uderzenia w Ziemię i brak ryzyka rozminięcia wyrzutu z naszą planetą, co jednak z uwagi na umiejscowienie źródła erupcji blisko centrum tarczy i najbardziej rozległy typ CME na obrazach z koronografów, nie powinno zaskakiwać.

Abstrahując od rzeczywistego czasu dotarcia CME do Ziemi, ewentualne sprawdzenie się prognozy SWPC i zaistnienie stanu umiarkowanej burzy magnetycznej kategorii G2 wiązać się będzie z 50-cio procentowym prawdopodobieństwem zwiększenia zasięgu widoczności zórz polarnych nad umiarkowane szerokości geograficzne, w tym Polskę. Będzie to jednak zależało od głównych, niemierzalnych cech CME, jak natężenie i kierunek pola magnetycznego, których przed uderzeniem nie poznamy. O tym czy podwyższona szansa na zorzę polarną zostanie spożytkowana zdecyduje też okres, w którym CME dotrze i rozwinie najwyższą aktywność geomagnetyczną. Z uwagi na finał astronomicznego lata mamy obecnie około 12 godzin nocy, co jest zwiększeniem marginesu o około 4 godziny w porównaniu z sytuacją z przesilenia letniego i tygodni z przesileniem sąsiadujących.

Bliskość rozpoczęcia astronomicznej jesieni to także najlepszy w roku czas na to, by nawet niewielkie porcje wiatru słonecznego były zdolne wywoływać wyższą aktywność geomagnetyczną, niż w pozostałych miesiącach. Efekt równonocy zawsze najsilniejszy w marcu i wrześniu może dać o sobie znać w tak bezpośredniej bliskości równonocy jesiennej, a to może uczynić burzę magnetyczną kategorii G2 wystarczającą dla obserwacyjnego sukcesu polskich amatorów, mimo, że taka aktywność burzy nie jest jeszcze gwarancją dotarcia zórz nad umiarkowane szerokości geograficzne. Pocieszeniem są też wyżowe na ogół prognozy na najbliższe dni oraz fakt bezksiężycowych nocy zapewniających nam obecnie najciemniejsze we wrześniu niebo. Za około 2 doby przekonamy się jaki scenariusz jest nam pisany tym razem.

AKTUALIZACJA 18.09  15:15 CEST

Uderzenie CME! Wszystko wskazuje na to, że koronalny wyrzut masy niewiele wytracił z energii po uwolnieniu i dotarł jeszcze przed otwarcim okna prognozy modelu WSA-Enlil. Dotarcie do sondy DSCOVR w punkcie Lagrange'a L1 na linii Słońce-Ziemia w około 48 godzin od erupcji czyni go dość typowym wyrzutem, ale zdecydowanie szybszym od obu przytoczonych wyżej modeli - to bardzo dobry zwiastun.

Natężenie pola magnetycznego wiatru słonecznego rejestrowane przez sondę DSCOVR przed momentem nasiliło się z 9 do aż 22nT (nie musi to być jeszcze ostateczna wartość), przy prędkości nabranej skokowo z dotychczasowych 420 do ponad 550 km/sek. powyżej szacunków modelu WSA-Enlil. Także gęstość wiatru skokowo wzrosła z 5 do ponad 15 protonów/cm3. Gdyby w najbliższych godzinach przy tak silnym Bt także skierowanie pola magnetycznego (Bz) przybrało silnie południowe odchylenie około -20nT, obserwowana zmiana warunków wystarczyłaby dla rozwoju co najmniej silnej (G3) jeśli nie wręcz ciężkiej (G4) burzy magnetycznej. Obecnie skierowanie pola magnetycznego pozostaje nieznacznie północne, co stanowi całkowite zblokowanie potencjału, ale przynajmniej wiemy już teraz, że jest on wysoki - jeśli zostanie odblokowany przejściem Bz na silnie ujemne wartości, solidna burza magnetyczna z niemal pewnymi zorzami polarnymi nad Polską czeka nas już w najbliższych godzinach.

Sonda DSCOVR od kilkunastu minut rejestruje skokową i silną zmianę warunków wiatru słonecznego docierającego do Ziemi o cechach jednoznacznie wskazujących na uderzenie koronalnego wyrzutu masy o dużym potencjale magnetycznym (na razie zablokowanym północnym Bz). Credit: SWPC

AKTUALIZACJA 18.09  18:00 CEST

Około godzina do zachodu Słońca nad Polską. Burza magnetyczna jeszcze się nie rozwinęła, jednak od kilkunastu minut zaczynają pojawiać się pierwsze zwiastuny potencjalnej zmiany, jaka może być kwestią najbliższego czasu: skierowanie pola magnetycznego (Bz) stało się południowe i zaczyna się stabilnie utrzymywać przy ujemnych wartościach, obecnie rzędu -11nT, co jest mniej więcej połowicznym wykorzystywaniem dostępnego potencjału wynikającego z bardzo wyraźnie wzmożonego natężenia (Bt) rzędu 21-22nT. Utrzymanie przynajmniej obecnego odchylenia Bz powinno umożliwić szybkie wzburzenie aktywności burzy, jednak na razie każda minuta przynosi coraz wyraźniejsze południowe skierowanie pola magnetycznego, co bardzo optymistycznie rokuje na najbliższe godziny - jeśli nie nastąpi niekorzystne tąpnięcie, a tendencja coraz bardziej ujemnego Bz będzie w dalszym ciągu podtrzymana, zorze polarne mogą stawać się rejestrowalne krótko po zmroku, zanim niebo zupełnie pociemnieje. Niestety od zachodu Polski wkracza front atmosferyczny i po wielu dniach stabilnej pogodnej aury widać, że szykuje się pogodowa powtórka z 23-24 kwietnia, gdy wschodnia połowa kraju mogła liczyć na wiele rozpogodzeń, a zachodnia tonęła pod zachmurzeniem.

Warunki wiatru słonecznego, stan na godz. 18:20 CEST. Widoczna korzystna zmiana w przejściu skierowania pola magnetycznego wiatru słonecznego na południowe (coraz silniejsze ujemne wartości Bz) - oznacza to rozpoczęte wzburzania pogody kosmicznej, która niebawem powinna osiągnąć stan burzy. Credit: DSCOVR

AKTUALIZACJA 18.09  18:40 CEST

Ależ wspaniale postępuje zmiana w skierowaniu pola magnetycznego - parametr Bz osiąga już wartość -17nT niemal w całości wykorzystując dostępny wysoki potencjał wyrzutu koronalnego do wzburzenia pogody kosmicznej. W obecnej sytuacji osiągnięcie poziomu burzy magnetycznej, prawdopodobnie wyższej od umiarkowanej kategorii G2 powinno być kwestią kilkunastu-kilkudziesięciu minut. Obserwatorzy wschodniej połowy Polski powinni już być w gotowości w terenie - przypominam o odpowiednich warunkach, które warto możliwie dobrze wypełnić aby zwiększyć swoje szanse na obserwacyjny lub fotograficzny sukces. Gęstość wiatru pozostaje stabilna i przekracza 15 protonów/cm3, przy prędkości około 550, a momentami do 570-590 km/sek. "Awans" stanu gotowości w alarm zorzowy wydaje się w najbliższej po zachodzie Słońca godzinie przesądzony.

Stan na godz. 18:40 - parametr kierunku pola magnetycznego (krzywa czerwona, bz) coraz silniej ujemny - południowa polaryzacja się nasila, co musi w najbliższych minutach zaowocować rozwojem solidnej burzy magnetycznej. Credit: DSCOVR

AKTUALIZACJA 18.09  19:40 CEST

Nad Polską zapadł już zmierzch cywilny i zmrok postępuje dalej. Niestety pas graniczny z naszymi zachodnimi sąsiadami już tonie w zachmurzeniu, gdzieniegdzie pada. Front wkracza coraz głębiej do kraju. Drugie niestety, być może chwilowe - parametr skierowania pola magnetycznego wiatru słonecznego po chwilowym ostrym zejściu do -17nT około 18:30 CEST odbił ponownie ku północy i choć nadal jest ujemny (-6, -8nT) to wykorzystuje on potencjał CME zaledwie w 1/3 - co sprawia, że stan burzy nadal nie został osiągnięty. Jak na tak silne wzmożenie pola magnetycznego nadal przekraczające 18nT i dochodzące do 22nT, które zaobserwowaliśmy w momencie uderzenia wyrzutu, aktywność geomagnetyczna rozwija się nadzwyczaj słabo, zwłaszcza biorąc pod uwagę bliskość równonocy jesiennej. Przy obecnie słabnącym Bz zbliżającym się do zera wydaje się, że będziemy mogli mówić o szczęściu, jeśli przynajmniej słaba burza magnetyczna kategorii G1 zdoła zaistnieć - rzadko spotykana sytuacja biorąc pod uwagę tak wyraźny skok Bt po uderzeniu CME.

Na tę chwilę wygląda to tak, jakby ziemska pogoda chciała uchronić zachodnią, pokrytą już pełnym zachmurzeniem połowę kraju przed smutnym zawodem analogicznym do nocy z 23/24 kwietnia - co z pewnością nie jest w smak amatorom na wschód od linii Wisły, gdzie wciąż występuje wiele pogodnego nieba. Z drugiej strony stabilnie wysoki parametr Bt podtrzymuje wyraźny potencjał wiatru dla wzburzenia aktywności, więc jej odblokowanie i rozwój pozostaje możliwy - czy i na jaką skalę zależne jest w tym wypadku od siły południowego kierunku pola (Bz), a parametr ten po około 60-minutowym zaostrzaniu apetytów ponownie zdaje się zmierzać ku polaryzacji północnej i zablokowaniu rozwoju sytuacji.

AKTUALIZACJA 18.09  20:00 CEST

Próg słabej burzy magnetycznej kategorii G1 właśnie został osiągnięty. Po chwilowym północnym skierowaniu Bz parametr ten znów wraca do ujemnych wartości, co wznawia rozwój aktywności geomagnetycznej - oby ta tendencja utrzymała się możliwie długo, a wartości południowego skierowania pola magnetycznego stały się porównywalne z tymi sprzed półtorej godziny. Fortuna kołem się toczy i na tę chwilę wygląda na to, że znów warunki zaczynają sprzyjać - niestety cechy pola magnetycznego zmieniać się mogą dowolnie w sposób losowy, dlatego próbujmy wykorzystać każdy choćby najkrótszy okres południowego Bz i sprawdzajmy północny horyzont zwłaszcza metodą fotograficzną. W taki okres właśnie teraz wchodzimy.

AKTUALIZACJA 18.09  23:50 CEST

Potwierdzenie zorzy polarnej nad Polską. Relacje czytelników spłynęły m.in. z Karwii i Dębek; podobnież i ja potwierdzam wystąpienie zjawiska, które przez około pół godziny (około 22:15-22:45 CEST) dane mi było rejestrować z okolic Tczewskich Łąk (pomorskie) w postaci zielonkawego wału ponad horyzontem i purpurowych filarów, w dużym niestety towarzystwie chmur piętra wysokiego, a później i niższego, które ostatecznie zasnuło niebo do stopnia uniemożliwiającego rejestrowanie zjawiska. Przez niemal żaden moment okresu widoczności na zdjęciach nie byłem w stanie dostrzec zorzy gołym okiem; jedynie krótki moment jej większej intensywności w postaci różowych słupów pozwalał ujrzeć delikatnie rozjaśnione niebo, bez jednak barwy filarów wyraźnie rejestrowanej nawet na kilkusekundowych już ekspozycjach.

Obecnie warunki w dalszym ciągu są zmienne; okresowo mamy epizody ze słabą burzą magnetyczną kategorii G1 przerywane okresami północnego skierowania pola magnetycznego tłumiącego rozwój aktywności burzy. Pomimo tych wahań, osoby mające nadal pogodne niebo warto by czuwały do samego ranka, ponieważ burza z pewnością nie powiedziała jeszcze ostatniego słowa.

AKTUALIZACJA 19.09  09:00 CEST

W drugiej połowie nocy burza zintensyfikowała się do umiarkowanej (G2), zaś o świcie osiągnęliśmy próg silnej burzy magnetycznej kategorii G3. To już aktywność burzy gwarantująca zorze polarne nad naszym krajem, nawet jeśli nie są one jeszcze potwierdzone z którejkolwiek lokalizacji np. przez fakt zachmurzenia. Przejście skierowania pola magnetycznego na południowe na dłuższy czas, nieprzerywany później wahaniami widocznymi w pierwszej części nocy poskutkował solidniejszym "zastrzykiem paliwa" dla aktywności geomagnetycznej, skutkiem czego zorze polarne w ostatnich godzinach dotarły bez trudu nad umiarkowane szerokości geograficzne, tym razem z maksimum burzy faworyzującym Stany Zjednoczone. Mimo to większość drugiej połowy nocy bez wątpliwości przynosiła dalszą obecność zórz nad Polską, ponieważ był to okres, w którym umiarkowana burza pięła się wzwyż aż do silnej G3 osiągniętej o godz. 07:59 CEST.

Pozostaje nieco ubolewać, że takiej stabilności w głównym parametrze wiatru słonecznego, jaka zaistniała nad ranem, nie doświadczyliśmy w pierwszych godzinach po uderzeniu CME - przy początkowym natężeniu pola magnetycznego Bt powyżej 22nT, dzisiejsza poranna stabilność obserwowana wczorajszego wieczoru bez trudności momentalnie zainicjowałaby ciężką burzę kategorii G4, zaś przy słabszych już wartościach Bt/Bz nad ranem (za to znacznie stabilniejszych) wystarczyła dla silnej burzy kategorii G3. Pomimo uciechy wielu czytelników z faktu zarejestrowania zorzy trzeba przyznać, że długo już nie obserwowaliśmy tak potężnego zmarnowania potencjału CME, jaki przewyższał nawet ten z marcowej burzy G4, a który w nieco lepszym wydaniu został wykorzystany właśnie dopiero o świcie, na mniejszą już skalę niż było to możliwe bezpośrednio po uderzeniu wyrzutu.

Obecnie parametry się stabilizują i wracają do normalnych wartości, całkowite natężenie pola magnetycznego osłabło z początkowych po uderzeniu CME 22nT przez 15nT w połowie nocy do aktualnych 6nT niemal zupełnie wytracając już potencjał wiatru do wpływu na aktywność geomagnetyczną, odchylenie południowego skierowania pola zbliża się do zera po kilku godzinach stabilnego i wyraźnego kierunku południowego, stabilne pozostają gęstość (około 10-12 protonów/cm3) i prędkość nadal powyżej 550 km/sek. Z tego też względu sporadyczne okresy burzowe na mniejszą skalę możliwe są jeszcze w najbliższych godzinach, ale z biegiem dnia powinniśmy obserwować coraz częściej systematyczne uspokajanie warunków.

Czytelników, którzy w noc 18/19.09 odnieśli sukces w rejestracji zorzy polarnej, a którzy chcieliby zaprezentować efekty swoich obserwacji szerszemu gronu zapraszam do kontaktu i wysyłania fotografii poprzez fejsbukowy profil bloga lub na adres kontakt@polskiastrobloger.pl - koniecznie ze wskazaniem lokalizacji, z której obserwacja została wykonana, a w miarę możliwości w których godzinach dokonano obserwacji - aby zdjęcia miały także walor poznawczy przy późniejszej analizie zmian w warunkach wiatru słonecznego i przebiegu burzy. Opracowanie burzy magnetycznej pojawi się na witrynie kilka dni po wydarzeniu.

Autorski komentarz do bieżącej aktywności słonecznej można śledzić na podstronie Solar Update.

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

  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.