Postęp 25. cyklu aktywności słonecznej: stan po IV kwartale 2024 roku + podsumowanie roku

Wraz z zakończeniem 2024 roku domknęliśmy zarazem piąty pełny rok 25. cyklu aktywności słonecznej. Jakby nie patrzeć, w roku 2025 osiągniemy półmetek średnio 11-letniego cyklu słonecznego i choć nie wiemy ile rzeczywiście 25. cykl potrwa - bo bywają i takie po 13 lat - to z dużą dozą pewności powinniśmy w najbliższych kilku-kilkunastu miesiącach doświadczyć przynajmniej przyzwoitej powtórki roku minionego. Okres Słonecznego Maksimum rozciągnięty zwykle na około 2-3 lata w centralnej części cyklu z pewnością jeszcze wiele będzie miał nam do zaoferowania i nawet jeśli miałoby się okazać, że realny szczyt w ścisłym tego pojęcia znaczeniu - ograniczony do konkretnego miesiąca, byłby już za nami, to wciąż jest zdecydowanie za wcześnie o przesądzaniu wejścia w etap fazy schyłkowej cyklu i wiążącego się z tym trwałego trendu wygasania aktywności słonecznej.

Wraz z nadejściem momentu publikacji tradycyjnego kwartalnego podsumowania, jak zawsze gdy mowa o IV kwartale - tekst uwzględniać będzie także spojrzenie całościowe na aktywność słoneczną w minionym roku. Najpierw jednak dla zachowania porządku weźmiemy pod lupę IV kwartał.

W październiku 2024 średnia liczba Wolfa wyniosła 166,4 i była wyższa o 56,1 w stosunku do prognozowanej (110,3) w oficjalnej predykcji z 2019 roku na ten cykl. Promieniowanie radiowe na długości 10,7cm (2800 MHz) wyniosło w październiku 222,62 s.f.u. (jednostek strumienia słonecznego), co stanowiło drugą najwyższą wartość w całym cyklu (jak dotąd) po sierpniu 2024 (245,6 s.f.u.). Listopad 2024 przyniósł nam nieznaczne zmniejszenie produkcji plam, co przełożyło się na średnią R na poziomie 152,5 wobec 111,3 prognozowanej na tym etapie w oficjalnej predykcji. Aktywność radiowa wyniosła 199,95 s.f.u. osiągając trzeci najwyższy jak dotychczas poziom w cyklu. Grudzień 2024 przyniósł porównywalną aktywność plamotwórczą z niewielkim jej nasileniem do poziomu średniej liczby Wolfa wynoszącego 154,5 (a 112,3 w prognozie sprzed pięciu lat). Aktywność radiowa 10,7 cm wyniosła w ostatnim miesiącu 2024 roku 196,9 s.f.u.

Grudzień 2024 stał się 51. z rzędu miesiącem przekraczającym oficjalną predykcję NASA/NOAA nawet na ścisły szczyt cyklu nie przewidującą średnich miesięcznych liczb Wolfa, które w roku 2024 zaobserwowaliśmy. Jej prognoza sugerowała maksimum słoneczne od czerwca do sierpnia 2025 roku ze średnimi miesięcznymi liczbami Wolfa na poziomie 115,2-115,3, tymczasem już w sierpniu 2024 - wyniosła ona 215,5 będąc o 100% wyższą względem predykcji dla tego miesiąca i pozostając na dziś najwyższą miesięczną średnią liczbą Wolfa w 25. cyklu słonecznym. Z tak dużą nadwyżką nie będącą chwilowym trendem, lecz przez kilka miesięcy dającą równie wysoką nadprodukcję plam, sierpień 2024 jest równocześnie mocnym kandydatem do stania się nowym rzeczywistym szczytem cyklu, kiedy będzie można uwzględnić także wygładzone liczby Wolfa za ten okres - kluczowy parametr odporny na krótkoterminowe w skali miesięcznej wahania i lepiej pokazujący na jakim rzeczywiście etapie cyklu jesteśmy.

  

Po lewej: średnie miesięczne liczby Wolfa w roku 2024 - stan po IV kwartale. Oprac. własne. Po środku: suma obszarów aktywnych w poszczególnych latach 24. cyklu aktywności słonecznej i w pierwszych pięciu latach 25. cyklu aktywności słonecznej - stan po roku 2024. W roku 2024 Słońce wyprodukowało 406 grup plam (355 w 2023, 258 w 2022, 125 w 2021 i 40 w 2020). Ilościowy przyrost obszarów aktywnych względem roku poprzedniego stał się najmniejszy od początku cyklu, co oznacza wejście w kilkuletni okres maksymalnej produkcji plam. Oprac. własne. Po prawej: najwyższa dzienna liczba Wolfa w trakcie IV kwartału wystąpiła 28 października i wyniosła R=288. Credit: SDO

Żadna z wartości w IV kwartale odnoszących się do produkcji plam nie wyróżniła się niczym szczególnym i na tle okresu maj-sierpień 2024 stanowiła wręcz wyraźny regres osiągając poziomy porównywalne z połową 2023 roku. Zrodziło to w niektórych środowiskach przypuszczenia o możliwości wejścia w kilkumiesięczny okres zniżkującej aktywności słonecznej przed potencjalnym drugim szczytem, który miałby się zaznaczyć w 2025 lub 2026 roku - zwłaszcza po północnej stronie równika, gdzie jak dotychczas widoczne jest znacznie większe uśpienie w produkcji plam w stosunku do południowej półkuli Słońca odpowiadającej za większą część obszarów aktywnych do tej pory uformowanych w 25. cyklu.

Pierwszym obszarem aktywnym uformowanym i oficjalnie zliczonym w roku 2024 była grupa plam 3537, ostatnim - 3943. Oznacza to, że od 1 stycznia do 31 grudnia 2024 roku Dzienna Gwiazda wyprodukowała 406 obszarów aktywnych. To o 51 grup plam więcej, niż przez cały 2023 rok (wzrost o 14,643% w stosunku roku 2023), a więc najniższy z dotychczasowych, co odpowiada około-szczytowemu etapowi cyklu na jakim się znajdujemy - gdy roczne sumy są bardziej porównywalne w stosunku do pierwszych lat cyklu, gdy procentowy przyrost plam staje się rok po roku najwyższy. Osiągamy więc najwyższe poziomy produkcji plam w cyklu i możliwe, że w roku 2025 w razie podtrzymania równie wyraźnej aktywności plamotwórczej suma obszarów aktywnych okaże się porównywalna. Dla przypomnienia, pierwsze 4 lata 25. cyklu przyniosły nam: po 40 obszarów aktywnych (2020), 125 (2021), 258 (2022) i 355 (2023). Z rokiem 2024 jako piątym w ramach 25. cyklu słonecznego Słońce może się poszczycić całościowym wynikiem 1186 obszarów aktywnych (w tym dwie grupy z grudnia 2019 jako pierwszego miesiąca 25. cyklu).

Jak zwykle przy okazji tego fragmentu przypomnę - ponieważ powtarza się on tylko raz do roku - że podane sumy obszarów aktywnych są tylko orientacyjne: nie wiemy jak kształtowała się aktywność plamotwórcza po niewidocznej z Ziemi stronie Słońca. Jeżeli dochodziło dopiero tam do powstania plam, które wykazały się krótszą żywotnością i znikały zanim wzeszły na dostrzegalną tarczę - nie zostały one zliczone. Podobnie lecz w stronę zawyżenia wyniku - niektóre grupy mogły zostać zliczone więcej niż 1 raz, na wypadek gdyby osiągając długą żywotność przetrwały więcej, niż jeden około 28-dniowy obrót Słońca i uzyskały nową numerację po ponownym wzejściu na tarczę będąc w istocie tą samą grupą, co miesiąc wcześniej.

  

Po lewej: Postęp 25. cyklu aktywności słonecznej w szerokiej perspektywie z porównaniem do poprzedniego 24. cyklu - stan po IV kwartale 2024 roku. Credits: SWPC/NOAA. Po środku: Postęp 25. cyklu aktywności słonecznej w szczegółowym ujęciu wyłącznie bieżącego cyklu. Na obecnym etapie w krótkoterminowej (miesięcznej) skali produkcja plam osiąga niekiedy wartości dwukrotnie wyższe od prognozowanych. Za sierpień 2024 roku średnia miesięczna liczba Wolfa wyniosła 215,5, podczas gdy w predykcji nawet na czas maksimum w połowie 2025 roku sugerowano wartości około R=115. Niewątpliwie przechodzimy przez okres Słonecznego Maksimum, choć niewykluczone, że zarysuje się jeszcze drugi szczyt za kilka do kilkunastu miesięcy. Credit: SWPC/NOAA. Po prawej: Postęp cyklu słonecznego na podstawie strumienia promieniowania radiowego 10,7 cm (2800 MHz). Credit: SWPC/NOAA

AKTYWNOŚĆ SŁONECZNA i GEOMAGNETYCZNA

W czwartym kwartale 2024 roku zaobserwowaliśmy 243 rozbłyski klasy M - o 34 mniej, niż w III kwartale oraz 13 rozbłysków klasy X (o 4 więcej, niż w poprzednim kwartale). 79 rozbłysków klasy M i 8 rozbłysków klasy X wystąpiło w październiku, ponownie 79 rozbłysków klasy M, ale 1 klasy X w listopadzie, a 85 rozbłysków klasy M i 4 rozbłyski klasy X przypadły na grudzień. Wskutek październikowych rozbłysków nastąpiły dwie wysokiej aktywności burze magnetyczne w IV kwartale: silna burza magnetyczna kategorii G3 z 8 października oraz ciężka burza magnetyczna kategorii G4 z 10-11 października. Ta druga - choć oficjalnie wliczona do kategorii G4 była bardziej burzą G5- - przez około dwie godziny osiągała aktywność ekstremalną (Kp9-/8,67) i tylko z powodu przyjętej od początku metodologii przeliczania globalnego indeksu Kp nie została jako taka sklasyfikowana. Była to jak dotąd druga najsilniejsza burza magnetyczna 25. cyklu słonecznego (po burzy z maja 2024).

IV 2024

M - 243 | X - 13

G5 - 0 | G4 - 1 | G3 - 1 | G2 - 0 | G1 - 5

X - 79 / 8

XI - 79 / 1

XII - 85 / 4

Łącznie w roku 2024 doszło do 877 rozbłysków klasy M [342 w roku 2023 - wzrost o 535 rozbłysków (156%)] oraz 53 rozbłysków klasy X [13 w roku 2023 - wzrost o 40 rozbłysków (307%)]. Aż 21 rozbłysków klasy X (39%) przypadło na sam maj 2024, w tym 15 rozbłysków na jeden obszar aktywny - AR3664, sprawcę ekstremalnej burzy magnetycznej kategorii G5 - pierwszej takiej aktywności burzy w 25. cyklu słonecznym i pierwszej od czasu fazy schyłkowej 23. cyklu. Rok 2024 przerwał zatem absencję burz najwyższej kategorii po 24. cyklu, jaki podobnej siły wydarzenia nie przyniósł nam ani razu, maksymalnie fundując nam burze G4+ (Kp 8,33) w czerwcu 2015 i wrześniu 2017 roku.

W kwestii aktywności plamotwórczej, rozbłyskowej i geomagnetycznej (w sierpniu najwyższej od 23 lat) rok 2024 spełnił wszystkie oczekiwania, jakie można mieć od roku przynoszącego typowe Słoneczne Maksimum - wyraźnie korzystniejsze od poprzedniego (co nie jest niczym trudnym do osiągnięcia wobec faktu, że poprzedni 24. cykl był najsłabszym od stulecia), ale historycznie patrząc maksimum bardzo zwyczajnego.

  

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

Ostatni kwartał przyniósł nam w sumie tylko 7 burz magnetycznych, co stanowi wynik aż o 6 niższy względem III kwartału; z drugiej strony jedna z nich osiągała poziomy ekstremalne. W IV kwartale zaobserwowana została jedna ciężka burza magnetyczna kategorii G4 [Kp9-] (10.10), jedna silna burza kategorii G3 (08.10) i pięć słabych burz kategorii G1 (19.10; 28.10; 09.11; 30.11; 17.12). O burzy z 10-11 października zdecydowanie należy mówić jak o przypadku szczególnym, zdecydowanie wyłamującym się z ram typowej burzy magnetycznej kategorii G4, znacznie rzadziej od niej obserwowanym, ale też częściej od pełnoprawnej burzy ekstremalnej, która w tym wypadku rzeczywiście zachodziła, lecz "przegrała" ze wspomnianym w jej opracowaniu sposobem zliczania indeksu Kp.

39 burz magnetycznych 2024 roku to najwyższa roczna suma od początku 25. cyklu i wynik o 5 wyższy w stosunku do roku 2023. Łącznie w całym roku zanotowaliśmy: 1 ekstremalną burzę magnetyczną kategorii G5, aż 5 ciężkich burz kategorii G4, 6 silnych burz kategorii G3, 8 umiarkowanych burz kategorii G2 i 19 słabych burz kategorii G1. Piąty rok 25. cyklu słonecznego okazał się więc przełomowy, umożliwiając po raz pierwszy od dwóch dekad uwzględnienie w bilansie rocznym burzy ekstremalnej. Statystycznie w typowym cyklu słonecznym obserwowane są średnio 4 takie burze, miejmy więc nadzieję, że Słońce będzie w stanie zapewnić nam jeszcze powtórkę takiego wydarzenia, nie tylko w trakcie niewątpliwie trwającego maksimum, ale także podczas fazy schyłkowej, gdy zwykle następuje najwyższa aktywność geomagnetyczna.

12 burz osiągnęło przynajmniej kategorię G3 wiążącą się z gwarantowaną widocznością zorzy polarnej z obszaru Polski (choć fotograficznej rejestracji zjawiska w subtelnym wydaniu niewidocznym dla gołego oka było więcej - także kiedy oficjalnie nie zachodziła nawet burza najsłabszej kategorii). Ponadto w roku 2024 - po raz pierwszy w 25. cyklu na przestrzeni wszystkich kwartałów zarysowała się obecność nie tylko najpospolitszych burz magnetycznych dolnego krańca skali, ale także - kategorii G4. Jedna z nich (28 czerwca) była zarazem pierwszą burzą kategorii G4 od 22. cyklu słonecznego, wywołaną przez wyrzut koronalny uwolniony w zaledwie erupcji filamentu, a nie silniejszym rozbłysku słonecznym klasy M lub X. Niestety nic z niej jako polscy miłośnicy zórz nie mogliśmy skorzystać, bo zachodząc ledwie przez 12 godzin niemal w środku prawie najdłuższego dnia w roku (tydzień po przesileniu letnim) wygasła, zanim jasny letni zmierzch dotarł nad Polskę. To jednak dzięki niej drugi kwartał 2024 roku jako jedyny może się poszczycić kompletem burz magnetycznych pod względem kategorii aktywności.

Dla porównania rok 2023 z 34 burzami magnetycznymi, w ujęciu kwartalnym przyniósł następujący bilans:

O ile na przestrzeni ostatnich dwóch lat zarysowała się porównywalna ilość słabych i umiarkowanych burz magnetycznych kategorii G1-G2, w roku 2024 widać znaczny przyrost wydarzeń o wyższej aktywności. Poza najbardziej rzucającą się w oczy zmianą w kontekście wydarzeń ekstremalnych na tle 2023 roku najbardziej zauważalnym postępem jest wzrost częstotliwości burz kategorii G4, które w roku 2023 wystąpiły tylko dwukrotnie - 23 marca i 23 kwietnia, podczas gdy w roku 2024 każdy kwartał przyniósł nam przynajmniej po jednym takim wydarzeniu, trzeci kwartał - nawet dwie takie burze: jedna w czasie maksimum aktywności Perseidów 11-12 sierpnia, druga - zaledwie nieco ponad miesiąc później 17 września; zaś czwarty kwartał - wspomnianą wyżej burzę o maksymalnym indeksie Kp=9- po raz drugi w tym roku osiągającą aktywność ekstremalną, choć tylko przez dwie godziny. Sumując wydarzenia mieszczące się w ramach dwóch najwyższych kategorii aktywności, rok 2023 dał nam jedynie dwie takie burze, ale rok 2024 - aż 6.

PODSUMOWANIE i PROGNOZA

Po raz pierwszy w tym cyklu nie musimy oczekiwać z nowym rokiem na nadejście Słonecznego Maksimum, bo ono realnie nadeszło. Po dokonaniach Dziennej Gwiazdy w 2024 roku - obojętnie czy spojrzymy na aktywność plamotwórczą (z rekordowymi od 23 lat wynikami i pierwszą średnią miesięczną liczbą Wolfa powyżej 200 w sierpniu), czy na aktywność rozbłyskową (w samym maju pokonującą dokonania Słońca za cały rok 2023) czy geomagnetyczną - z dwiema burzami osiągającymi ekstremalną aktywność i aż sześcioma burzami drugiej najwyższej kategorii G4 - rok ten przyniósł wszystkie wydarzenia, jakich podczas maksimum cyklu moglibyśmy oczekiwać. Jedną z największych niewiadomych pozostaje jednak pytanie czy będzie to cykl z pojedynczym szczytem jak zakłada oficjalna prognoza - wówczas może być trudniej doświadczyć jeszcze czegoś atrakcyjniejszego, niż w roku 2024; czy też zarysuje się podwójne maksimum jak w większości cykli słonecznych, gdy pierwszy szczyt odseparowany jest od drugiego okresem kilkunastomiesięcznego przygaszenia aktywności - wówczas nadal moglibyśmy liczyć na porównywalnie wielkie emocje w roku 2025 lub nawet rozciągnąć je na rok 2026.

Taki wariant, poza statystyką która na przestrzeni 24 obserwowanych dotąd cykli sprzyja hipotezom o dwóch szczytach, na ten moment wydaje się o tyle możliwy, że od IV kwartału 2024 obserwujemy wyraźnie niższą (mimo, że znacznie przewyższającą prognozę) aktywność plamotwórczą i rozbłyskową w stosunku do wcześniejszych okresów, oraz wobec bardzo wyraźnej desynchronizacji aktywności półkuli północnej z południową. Do tej pory zdecydowana większość plam i zjawisk im towarzyszących obserwowana była na południe od słonecznego równika.

Po okresie pewnego przystopowania produkcji plam wiążącego się z zanikiem globalnego pola magnetycznego Słońca i jego przebiegunowaniem następującym w bliskości realnego szczytu cyklu słonecznego (około +/- 6 miesięcy), aktywność powinna ruszyć na nowo do poziomów typowych dla maksimum, ale na przeciwnej - w tym przypadku północnej półkuli słonecznej. Także pod względem szerokości heliograficznych widzimy występowanie plam typowe dla maksimów, w niewielkiej odległości od słonecznego równika i bardzo rzadkie ich pojawianie się na wysokich szerokościach, jednak postęp diagramu motylkowego Maundera wciąż daje nadzieję na jeszcze całe mnóstwo atrakcji ze strony produkcji plam, a w konsekwencji zjawisk towarzyszących. Póki co znacznie lepiej od oficjalnej predykcji przebiegu 25. cyklu sprawdza się prognoza Scotta McIntosha i Roberta Leamona, fizyków Słońca z z Uniwersytetu Maryland w Baltimore w Stanach Zjednoczonych, którzy od początku sugerowali cykl znacznie aktywniejszy od prognozy zaproponowanej przez wspólny panel naukowców NASA/NOAA, jaki Słońce już dawno znacznie wyprzedziło i przewyższyło. Rzeczywiste ilości plam znacznie lepiej pokrywają się z ich przewidywaniami i jeśli ta tendencja zostałaby podtrzymana, to w roku 2025 możemy nie odczuć zbyt dużej różnicy w porównaniu do poprzedniego.

Większość dotychczasowych rozbłysków klasy M i wszystkie rozbłyski klasy X ze stycznia 2025 roku - oraz przeważająco z końca grudnia 2024 roku - były efektem aktywności grup plam na północ od równika. Kilka tygodni to wprawdzie zbyt krótki okres by przesądzać sprawdzanie się takiej hipotezy, ale rzeczywiście od pewnego czasu przyrost ilości obszarów aktywnych na półkuli północnej zaczyna się stawać wyraźniejszy, a wraz z nim rośnie także - na razie niespiesznie - ilość rozbłysków i CME w tych regionach.  Czy ten trend zostanie utrzymany i za kilka do kilkunastu miesięcy zaowocuje drugim szczytem 25. cyklu objawiającym się zwiększoną aktywnością plam na północnej półkuli, przekonamy się w ciągu roku lub dwóch. Podobne nadzieje możemy mieć do aktywności geomagnetycznej - rok 2025 zaczęliśmy od ciężkiej burzy magnetycznej kategorii G4, która choć będąc skutkiem zjawisk jeszcze ze starego roku - stanowi ze swoimi noworocznymi zorzami polarnymi pięknie optymistyczny omen, który chciałoby się rozciągnąć na kolejne miesiące. Skoro takim stylem rok otworzyliśmy, to dokąd dojdziemy, gdy przyjdzie czas na jego podsumowanie? Oby do jeszcze atrakcyjniejszych statystyk z perspektywy polskiego obserwatora - czego Wam jak i sobie bardzo życzę.

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 III kwartale 2024 roku

  f    t    yt   Bądź na bieżąco z tekstami, zapowiedziami, alarmami zorzowymi i wiele więcej - dołącz do stałych czytelników bloga na Facebooku, obserwuj blog na X (Twitter), subskrybuj materiały na kanale YouTube lub zapisz się do Newslettera.