Postęp 25. cyklu aktywności słonecznej: stan po II kwartale 2024 roku

Za nami kwartał, który oglądany z większej perspektywy czasu być może okaże się za kilka lat okresem, w którym nadeszło Słoneczne Maksimum 25. cyklu słonecznego. W minionych trzech miesiącach w pigułce mieliśmy komplet zjawisk z zakresu aktywności słonecznej i geomagnetycznej, jakie są wizytówką każdego szczytu cyklu słonecznego, a pojęcie nuda czy marazm - stało się niemal abstrakcją. Czy i na ile zbliżyliśmy się do szczytu cyklu? A może to wciąż tylko skromne przedbiegi przed realnym maksimum lub drugi pik po wcześniejszym kilkumiesięcznym okresie uspokojenia aktywności? Pora na podsumowanie dokonań Gwiazdy Dziennej za drugi kwartał 2024 roku.

Tradycyjnie zaczniemy od spojrzenia na aktywność plamotwórczą. W kwietniu średnia liczba Wolfa wyniosła 136,5 w porównaniu do 101,4 prognozowanej na ten miesiąc. Było to to ponowne po miesięcznej przerwie wyjście poza margines błędu pierwotnej prognozy przebiegu 25. cyklu - zakres błędu na kwiecień wynosił 76,9-122, zatem realna produkcja plam była zauważalnie wyższa od górnej granicy prognozowanego zakresu. Miesięczny poziom promieniowania radiowego rejestrowanego na długości 10,7 cm (2800 MHz) wyniósł w kwietniu 161,7 s.f.u. i nie odstawał zauważalnie od poziomów rejestrowanych w większości ostatnich kilkunastu miesięcy. Kwiecień był też miesiącem, w którym odnotowaliśmy najwyższą jak dotąd dzienną liczbę Wolfa w 25. cyklu słonecznym - 21 kwietnia wyniosła ona 283. Prawdziwym przełomem - większym od czerwca 2023 - okazał się maj 2024.

  

Po lewej: średnie miesięczne liczby Wolfa w roku 2024 - stan po II kwartale. Oprac. własne. Po środku: kwartalne sumy dni z R=0 w ostatnich latach - stan po II kwartale 2024 roku. Oprac. własne. Po prawej: najwyższa dzienna liczba Wolfa w trakcie II kwartału wystąpiła 21 kwietnia i wyniosła 283 ustanawiając tym samym nowy rekord w dotychczasowym przebiegu 25. cyklu słonecznego. Dotąd najwyższą dzienną liczbą Wolfa cyklu była R=247 z 18.04.2024 r. Credit: SDO

Maj 2024 przyniósł nam średnią liczbę Wolfa na poziomie 171,1 w porównaniu do 103,1 prognozowanej na ten okres. Tym samym stała się ona nie tylko najwyższą w dotychczasowym przebiegu 25. cyklu słonecznego, ale też najwyższą od września 2002 roku (187,9) pokonując zarazem z bardzo dużym zapasem najwyższe wartości poprzedniego maksimum 24. cyklu kiedy w kwietniu 2014 roku średnia miesięczna liczba Wolfa osiągnęła 146,1.  Poziom promieniowania radiowego na długości 10,7 cm wyniósł 188,37 s.f.u., co także stanowi najwyższą od dwóch dekad wartość.

Czerwiec 2024 wiązał się z uśrednioną liczbą Wolfa na poziomie 164,2 wobec 104,9 prognozowanej na ten miesiąc, co stanowi drugą najwyższą wartość w dotychczasowym przebiegu 25. cyklu. Promieniowanie radiowe na długości 10,7 cm wyniosło w czerwcu 185,06 s.f.u. Zarówno maj jak i czerwiec 2024 okazały się zauważalnie aktywniejsze w produkcji plam od czerwca i lipca 2023, po którym nastąpiła zapaść w produkcji plam, co daje nam po części odpowiedź na pytanie stawiane w ostatnich miesiącach: czy najwyższe wówczas wartości cyklu w aktywności plamotwórczej stanowiły maksimum, czy tylko jakiś etap w drodze do realnego szczytu. Dziś wiemy, że były one tylko dość atrakcyjnym etapem poprzedzającym okres uspokojenia w drodze do maksimum, a analogiczne pytanie jakie stawiać można było odnośnie czerwca i lipca 2023 - możemy ponawiać dzisiaj w odniesieniu do maja i czerwca 2024 i na nowo zastanawiać się czy był to szczyt cyklu czy dopiero jego nadejście i wstęp do jeszcze bardziej interesujących miesięcy.

 

Po lewej: postęp 25. cyklu aktywności słonecznej w szerokiej perspektywie z porównaniem do poprzedniego 24. cyklu - stan po II kwartale 2024 roku. Credit: SWPC/NOAA. Po prawej: postęp 25. cyklu aktywności słonecznej w szczegółowym ujęciu wyłącznie bieżącego cyklu. Widoczna jeszcze większa rozbieżność realnej aktywności plamotwórczej z pierwotną prognozą i radykalne odbicie od kilkumiesięcznego dołka z drugiej połowy 2023 roku. Po czerwcu i lipcu 2023 roku, maj i czerwiec 2024 stanowią 3. i 4. miesiąc 25. cyklu słonecznego, w którym uśredniona liczba Wolfa przekracza próg 150. W maju 2024 wyniosła ona 171,1 (obecny rekord cyklu), w czerwcu 164,2 (czerwiec 2023 - 163,4; lipiec 2023 - 159,1). Credit: SWPC/NOAA

 

Po lewej: spojrzenie na aktywność plamotwórczą na przestrzeni ostatnich niemal 22 lat. Produkcja plam z maja 2024 roku (R=171,7) osiągnęła w skali miesiąca najwyższy poziom od września 2002 roku (R=187,9), podczas gdy jesteśmy najpewniej w dopiero początkowym etapie Słonecznego Maksimum. W Żadnym momencie całego poprzedniego cyklu miesięczne liczby Wolfa nie zbliżyły się do obecnie obserwowanych poziomów. Oprac. własne na podst. danych SWPC/NOAA. Po prawej: postęp 25. cyklu słonecznego na podstawie strumienia promieniowania radiowego na długości 10,7 cm (2800 MHz). Także w tym względzie zarejestrowane zostały w II kwartale 2024 roku najwyższe wartości od ponad 20 lat, zauważalnie przekraczające oba maksima 24. cyklu słonecznego. Credit: SWPC/NOAA

AKTYWNOŚĆ SŁONECZNA i GEOMAGNETYCZNA

Za hipotezą, że w ramach II kwartału obserwowaliśmy okres godny miana Słonecznego Maksimum przemawia nie tylko aktywność plamotwórcza rejestrowana w tych miesiącach, nie tylko ilość plam bliskich słonecznemu równikowi i osiągających położenie bardzo adekwatne do szczytu danego cyklu, ale też aktywność rozbłyskowa i geomagnetyczna, jaka z tej ilości plam i ich natury wynikła.

Ile by nie pisać o licznych grupach plam, jakie od kwietnia do czerwca obserwowaliśmy, w żadnej mierze nie dorównają one dokonaniom regionu aktywnego 3664, jaki uformował się w pierwszym tygodniu maja i przyniósł nam jedną z najwyższych ilości rozbłysków w najnowszej historii obserwacji. Wiele spośród tych zjawisk dodatkowo miało charakter eruptywny, a z uwagi na uwalnianie ich w pobliżu centrum tarczy wprost ku Ziemi - także geoefektywny w najpełniejszym tego słowa znaczeniu.

Odkąd sondy GOES rejestrują aktywność słoneczną od 1976 roku, istniały tylko 3 grupy plam mogące poszczycić się wyższą produkcją rozbłysków. Tylko w tygodniu od 7-13 maja region 3664 wyprodukował 12 rozbłysków klasy X wyrabiając niemal 100% sumy za cały rok 2023 (13), a do tego 59 rozbłysków klasy M. AR3664 w maksimum rozwoju na przełomie pierwszej i drugiej dekady maja 2024 roku osiągnął rozmiar 2400 MH (14-krotnie szerszy od średnicy Ziemi), co czyni go największą dotychczasową grupą plam 25. cyklu słonecznego oraz 4. pod względem gabarytów od czasu 23. cyklu. Była to też pierwsza grupa od 23. cyklu, której aktywność zafundowała nam ekstremalną burzę magnetyczną kategorii G5.

Cały ten rozdział kwartalnego opracowania mógłby właściwie ograniczyć się do wzmianki o regionie 3664, który w krótkim czasie przyćmił wszystko, co w aktywności słonecznej i geomagnetycznej obserwowaliśmy w dotychczasowym przebiegu 25. cyklu, jednak dla zachowania formy podsumowań kwartalnych wypada spojrzeć też na całokształt wszystkich miesięcy tego okresu.

I tak, w kwietniu 2024 doszło do 47 rozbłysków klasy M i ani jednego rozbłysku klasy X. Maj przyniósł nam 130 rozbłysków klasy M i 21 rozbłysków klasy X. Czerwiec 2024 to 53 rozbłyski klasy M i 3 rozbłyski klasy X. Pod względem aktywności rozbłyskowej mamy zatem nie tylko podtrzymanie trendu z I kwartału 2024, który okazał się wówczas najaktywniejszym co do ilości rozbłysków, ale wręcz radykalne nasilenie aktywności. Całościowo w II kwartale 2024 zarejestrowano 230 rozbłysków klasy M i 24 rozbłyski klasy X.

Aż 15 rozbłysków klasy X (w tym najsilniejszy klasy X8.6 z 14.05)  spośród 21 takich zjawisk w maju 2024 przypadło wyłącznie na obszar aktywny 3664  (przenumerowanym na 3697 w drugim tranzycie przez tarczę od końca maja). Dzięki temu maj 2024 pozwolił nam śledzić poczynania grupy plam, która stała się rekordzistką co do ilości rozbłysków klasy X w historii pomiarów GOES prowadzonych regularnie od 1976 roku. 15 rozbłysków klasy X w samym tylko maju 2024 stanowi poprawienie o 1 wyniku dotychczasowego lidera - regionu 5395 z czasów 22. cyklu słonecznego, który w marcu 1989 roku wygenerował 14 rozbłysków najwyższej energii.

Łączna liczba rozbłysków klasy M i X w II kwartale 2024 roku wyniosła 254, co stanowi aż 71,5% sumy takich zjawisk za cały rok 2023. Z kolei liczba rozbłysków klasy X w samym tylko maju 2024 stanowi 161,5% ilości takich zjawisk za cały rok 2023. Zestawiając ostatnie wyczyny Słońca w ujęciu kwartalnym i porównując je do I kwartału 2024 roku nasilenie aktywności słonecznej prezentuje się jeszcze bardziej okazale. W okresie od 1 stycznia do 31 marca zaobserwowaliśmy 127 rozbłysków klasy M i 7 rozbłysków klasy X.

Łącznie pierwsza połowa 2024 roku dała nam 31 rozbłysków klasy X (co stanowi 238% ilości na tle całego roku 2023) oraz 357 rozbłysków klasy M (104% ilości na tle całego roku 2023, który dał nam 342 takie rozbłyski). Widać zatem wyraźnie, jak na tle roku 2023 wzrosła nie tylko ilość plam, ale też zjawisk im towarzyszących, będących kwintesencją typowego Słonecznego Maksimum. Jeśli ktoś miał obawy po lipcu 2023, że rozpoczęliśmy konsekwentny zjazd po szybkim szczycie, kiedy ilość plam w drugiej połowie 2023 roku zaczęła zniżkować - rok 2024, a zwłaszcza drugi jego kwartał, definitywnie je rozwiał.

II 2024

M - 230 | X - 24

G5 - 1 | G4 - 1 | G3 - 2 | G2 - 4 | G1 - 6

IV - 47/0

V - 130/21

VI - 53/3

Prócz znacznego wzrostu aktywności rozbłyskowej II kwartał zaowocował znacznym - bo o 280% - zwielokrotnieniem liczby burz magnetycznych w stosunku do I kwartału. Tym razem mieliśmy ich aż 14, co stanowi największą ich ilość w ujęciu kwartalnym w dotychczasowym przebiegu 25. cyklu słonecznego. 3 burze przypadły na kwiecień, aż 7 na maj i 4 na czerwiec. Spośród wszystkich okresów wzburzonej aktywności geomagnetycznej jak zwykle przeważyły wydarzenia słabej siły i niewielkiego zasięgu, ale nie brakowało i tych znacznie atrakcyjniejszych dla miłośników zórz polarnych.

Na 14 burz magnetycznych z II kwartału 6 z nich okazało się słabych, plasując się jedynie w kategorii G1; 4 burze okazały się nieco aktywniejsze osiągając umiarkowaną (G2) siłę. Mieliśmy też dwie silne burze magnetyczne kategorii G3 (19.04 i 02.05), jedną ciężką (G4 - 28.06) oraz jedną ekstremalną (G5 - 10-11.05), która była zarazem pierwszą burzą najwyższej kategorii od czasów fazy schyłkowej 23. cyklu słonecznego. W jej trakcie zorze polarne zostały zarejestrowane ze zwrotnikowych szerokości geograficznych docierając w zasięg kamer obserwatorów nawet na tak oddalonych od bieguna równoleżnikach jak położone na 18 st. szerokości geograficznej północnej Portoryko na Morzu Karaibskim czy pustynnych obszarów Namibii w Afryce oraz Nowej Kaledonii niedaleko wysp Vanuatu przy Australii (21 st. szer. geograficznej południowej).

W szczytowym momencie zaburzeń geomagnetycznych, natężenie całkowite pola magnetycznego (Bt) niesionego przez wiatr słoneczny w skumulowanym uderzeniu koronalnych wyrzutów masy (CME) w postaci CME-kanibala wyniosło 73nT, co stanowiło drugą z najwyższych wartości kiedykolwiek rejestrowanych przez sondę ACE i funkcjonującą od 2015 roku sondę DSCOVR. Nawet w całym intensywnym 23. cyklu słonecznym zdarzyła się tylko jedna sytuacja z silniejszym natężeniem tego parametru (81nT - 6 listopada 2001 roku), które jest jednocześnie po dziś dzień najwyższym zmierzonym natężeniem Bt w punkcie libracyjnym Lagrange'a L1 od czasu obecności tam sond. Była to więc dopiero druga burza magnetyczna w XXI wieku, która przekroczyła wartość Bt powyżej 70nT w okresie maksymalnych zaburzeń, a z uwagi na rozwój możliwości rejestrowania zórz bez wątpienia najlepiej udokumentowana w najnowszej historii, choć wciąż bardzo odległa od najsilniejszych kiedykolwiek obserwowanych burz w minionych cyklach słonecznych.

  

Zapis danych wiatru słonecznego, kolejno od lewej: (1) od  1 do 30 kwietnia; (2) od 1 do 31 maja, (3) od 1 do 30 czerwca 2024 r. Credit: DSCOVR/ACE/SWPC, oprac. własne.

Drugim przypadkiem z II kwartału wartym paru słów więcej w podsumowaniu jest ciężka burza magnetyczna kategorii G4 z 28 czerwca. Spodziewany tego dnia koronalny wyrzut masy dotarł do Ziemi kilka godzin wcześniej od prognozy i wywołał natychmiastowy skok parametrów świadczący o silnym uderzeniu. Całkowite natężenie pola magnetycznego (Bt) wzrosło wówczas z 11 do 20nT [1], z długotrwałym przejściem kierunku pola (Bz) na południowe rzędu -19nT [2], przy skoku prędkości wiatru z 320 do 370 km/sek. [3] i gęstości z 5 do blisko 20 protonów/cm3 [4]. W miarę upływu godzin tak wzburzone warunki jeszcze się polepszyły: Bt w szczytowym momencie przekroczyło nieznacznie 30nT [5] przy silnie południowym Bz poniżej -24nT [6], gęstości powyżej 72 protonów/cm3 [7] i prędkości blisko 500 km/sek. [8] Tak nasilona gęstość stanowiła wyższą wartość nawet od tej z burzy ekstremalnej 10-11 maja, choć główne parametry Bt/Bz, oraz prędkość - były o rzędy wielkości słabsze. Z drugiej strony patrząc na przyczynę tych zaburzeń, były zachwycające jak rzadko kiedy: wywołane przez CME pochodzące zaledwie z erupcji filamentu a nie silniejszego rozbłysku, stanowiły pierwszy od 22. cyklu przypadek wzburzenia aktywności geomagnetycznej aż do kategorii G4 przy tego typu zdarzeniu przyczynowym.

 

Po lewej: zestawienie globalnego indeksu Kp (zaburzenia ziemskiego pola magnetycznego) za okres 27-29.06.2024 r. Burza magnetyczna kategorii G4 ograniczyła się do 12 godzin, z czego tylko 3 godziny między 12 a 15 UTC utrzymała swoje maksimum aktywności w kategorii G4, po epizodzie z burzą umiarkowaną (G2) i sześciu godzinach aktywności słabej (G1), jaka ostatecznie wygasła około 21 UTC. Niestety zarówno maksymalna aktywność geomagnetyczna przypadła w samym środku niemal najdłuższego dnia w roku, przez co trudno było liczyć na jej utrzymanie aż do późnego zmierzchu - gdy ten nadszedł, aktywność burzy była już tylko słaba, po czym szybko wygasła. Credit: SWPC. Po prawej: zestawienie danych wiatru słonecznego z DSCOVR z 28-29.06.2024 r. Omówienie wartości i zmian dostępne w poprzednim i następnym akapicie tekstu. Credit: SWPC

W przeważającej liczbie przypadków zjawiska takie jak erupcje filamentów (protuberancji) nie są kandydatami do przynoszenia tak intensywnej burzy, ograniczając się najczęściej do burz z zakresu G1-G2, a w jedynie sporadycznych przypadkach G3. Natomiast burza magnetyczna niemal najwyższej kategorii bez silnych rozbłysków i wyraźniejszych CME z nimi związanych, lecz jedynie wskutek powolnego CME z erupcji filamentu to już rzadkość podniesiona do kwadratu.

Była to czwarta w tym cyklu, a druga w tym roku burza magnetyczna osiągająca w maksimum kategorię G4 (wcześniej 23.03), pierwsza od 9 lat mająca miejsce w czerwcu, ale niestety też pierwsza tak znacznej siły burza, która nie dała jakiejkolwiek szansy na obserwacje zórz polarnych z Polski. Rozpoczęła się około godz. 09:00 UTC, jednorazowy szczyt (G4) osiągnęła w interwale między 12:00 a 15:00 UTC, a o 21:00 UTC wygasła [9] - po sześciu godzinach jedynie słabej aktywności z nieustannie słabnącą siłą po swoim maksimum. Łącznie trwała 12 godzin i w niewielkim stopniu pokrywała się jeszcze z zapadającym nad Polską zmierzchem, jednak przy zaledwie słabej wówczas aktywności mającej wyłącznie tendencję do zanikania i przy skrajnie rozświetlonym niebie w samo maksimum sezonu białych nocy, o obserwacjach zórz z tego wydarzenia mogliśmy tylko pomarzyć. Byłyby one jak najbardziej możliwe do ujrzenia pomimo jasnego nieba, gdyby tylko burza przesunęła się w czasie o około 12 godzin - tak by jej maksimum wypadło około północy, a niestety przypadło na sam środek niemal najdłuższego dnia w roku.

W drugim kwartale 2024 roku zarejestrowana została jedna silna burza radiacyjna poziomu S3, będąca pierwszym takim wydarzeniem w 25. cyklu słonecznym oraz dwie umiarkowane burze radiacyjne poziomu S2, które już zdarzały się w minionych kwartałach. Najsilniejsza z nich (S3 z 8 czerwca) była efektem silnego rozbłysku klasy M9.3 z regionu 3697 (dawniej 3664), który wyemitował go tuż przed zejściem z tarczy za południowo-zachodnią krawędź. Burza ta potrwała około dobę, ale poziom S3 utrzymała tylko przez kilkanaście minut szczytowych zaburzeń.

PODSUMOWANIE i PROGNOZA

W kwartalnych podsumowaniach przypadek II kwartału 2024 roku stanowi pierwszą sytuację prawdziwie godną miana Słonecznego Maksimum, choć nie pierwszą, kiedy możemy się zachwycać przyzwoitą aktywnością plamotwórczą. Do porównywalnej ilości plam jakie widzieliśmy w maju czy czerwcu 2024 przyzwyczaiły nas już czerwiec i lipiec 2023 roku, które przez pewien czas traktowane były jako potencjalni kandydaci do szczytu tego cyklu, głównie za sprawą wyraźnie zniżkującej tendencji w produkcji plam, jaka dała się we znaki od sierpnia 2023 do końca roku. Pierwszy jednak raz tak znacznie zwiększonej produkcji plam towarzyszyła bardzo wyraźna aktywność rozbłyskowa, jaka w krótkim czasie, głównie za sprawą rekordzistki w najnowszej historii - grupy plam AR3664 - przebiła z wielokrotnością sumy obserwowanych rozbłysków nie tylko w skali poprzedniego kwartału, ale też w skali całego poprzedniego roku.

Co więcej, tej intensywnej aktywności rozbłyskowej towarzyszyły także wielkie emocje związane z obserwacjami globalnych zórz polarnych podczas pierwszej od blisko dwóch dekad ekstremalnej aktywności geomagnetycznej i kilku innych silnych burz, jakie dały się we znaki w każdym z tych trzech miesięcy: 19 kwietnia, 2 maja czy 28 czerwca, pomiędzy którymi występowały też burze słabsze i umiarkowane. Nie wiemy na ile realne są szanse na kolejne tego typu miesiące jak maj 2024 w najbliższym roku czy dwóch, ale oceniając postęp 25. cyklu słonecznego do dnia dzisiejszego, żaden z dotychczasowych kwartałów nie zasłużył na miano Słonecznego Maksimum w tak bezdyskusyjny sposób, jak to uczynił II kwartał 2024 roku.

Po dotychczasowym przebiegu lipca (stan na 20.07) jesteśmy na dobrej drodze do podtrzymania wysokiej średniej miesięcznej liczby Wolfa, a nawet zbliżenia się do tej majowej, choć tym razem przy radykalnie spokojniejszym wydaniu aktywności rozbłyskowej i geomagnetycznej. Pocieszać się jednak możemy, że trend jaki dał się we znaki w drugiej połowie 2023 roku był chwilowym odpoczynkiem na drodze do tego, co miało nadejść w drugim kwartale 2024 roku rozwiewając pewne obawy o rychłe minięcie szczytu, które dochodziły do głosu wobec zauważalnego pomniejszenia produkcji plam, która w marcu 2024 zbliżyła nas najbardziej do wartości z oficjalnej prognozy od czasu zakończenia sierpnia 2021 roku. Radykalne zmiany w aktywności słonecznej, które dały się we znaki od kwietnia do czerwca 2024 roku sprawiły, że testowa comiesięcznie aktualizowana prognoza SWPC/NOAA umiejscawia obecnie maksimum cyklu między lipcem 2024 a styczniem 2025 roku. To już bardzo zawężony okres w porównaniu do prognoz z początku roku i tym samym znacznie pewniejszy od tamtych oczekiwań.

Pomimo, że po miesiącu czy nawet kwartale nie da się przesądzić czy ścisły moment szczytowej aktywności w danym cyklu nadszedł i minął, czy dopiero nas czeka pewne jest, że w drugą połowę 2024 roku możemy wchodzić ze znacznie większą nadzieją, niż przed rokiem, z nastawieniem, że Słoneczne Maksimum rozumiane jako okres 2-3 lat środkowej, najatrakcyjniejszej części cyklu rzeczywiście nadeszło: pierwszy bowiem raz wysokiemu zwiększeniu produkcji plam towarzyszy zauważalny przyrost zjawisk towarzyszących jak rozbłyski, CME czy burze magnetyczne. Na tym tle produkcja plam z połowy 2023 roku - mimo, że wówczas zachwycająca po fatalnym 24. cyklu - okazała się jedynie niewinnym przedsmakiem tego, co miało nadejść z drugim kwartałem 2024 roku i co miejmy nadzieję, będzie konsekwentnie kontynuowane w najbliższych kilkunastu miesiącach.

Powiązane:
Nowa prognoza 25. cyklu aktywności słonecznej i rozważania na jakim etapie cyklu jesteśmy
Prognoza 25. cyklu aktywności słonecznej (grudzień 2019)
Postęp 25. cyklu aktywności słonecznej: stan po I kwartale 2024 roku
Bieżący komentarz do aktualnej aktywności słonecznej i geomagnetycznej

  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.