Zorza polarna

Jak czytać prognozę zorzy polarnej?

Mapa pokazuje, gdzie według modelu NOAA OVATION w najbliższym czasie może występować aktywność zorzowa. Kolorowy obszar wokół bieguna nazywany jest owalem zorzowym. To właśnie w jego obrębie najczęściej pojawia się zorza polarna.

Podczas spokojnej pogody kosmicznej owal znajduje się głównie nad wysokimi szerokościami geograficznymi, między innymi nad północną Skandynawią, Islandią, Grenlandią i północną Kanadą. Gdy aktywność geomagnetyczna rośnie, owal może rozszerzać się dalej na południe. W czasie silniejszych burz geomagnetycznych zorza może wtedy stać się widoczna również z Polski i innych części Europy Środkowej.

Mapa 2D i glob 3D pokazują te same dane. Różni się tylko sposób ich prezentacji, dlatego przełączenie na glob nie oznacza dokładniejszej prognozy.

Co oznaczają kolory na mapie?

Kolory pokazują wartość obliczoną przez model OVATION. Im wyższa wartość, tym silniejszą aktywność zorzową model przewiduje w danym obszarze.

Zielony oznacza słabszą aktywność, natomiast przejście w stronę żółtego, pomarańczowego i czerwonego wskazuje coraz silniejszy sygnał modelu.

Wartości procentowych nie należy jednak traktować jako procentowej szansy zobaczenia zorzy z konkretnego miejsca. Model opisuje aktywność zorzową w atmosferze, a nie wszystkie warunki potrzebne do obserwacji z powierzchni Ziemi.

Zorza może być aktywna nad danym obszarem, ale jednocześnie niewidoczna z powodu dnia, jasnego zmierzchu, chmur, światła Księżyca lub zanieczyszczenia światłem.

Czym jest granica potencjalnej widoczności?

Biała linia nie oznacza krawędzi zorzy. Pokazuje przybliżony zasięg, z którego zorza może być potencjalnie dostrzeżona, również wtedy, gdy sam owal znajduje się dalej na północ.

Dzieje się tak dlatego, że zorza powstaje wysoko nad powierzchnią Ziemi. Silna zorza znajdująca się setki kilometrów od obserwatora może być widoczna nisko nad północnym horyzontem.

Granica prezentowana w SkyLep jest oszacowaniem przygotowanym na podstawie danych NOAA OVATION i modelu Case et al. (2016). Nie jest oficjalną granicą publikowaną przez NOAA i nie należy traktować jej jak ostrej linii oddzielającej miejsca, w których zorza będzie widoczna, od tych, w których nie będzie jej widać.

Im dalej na południe dociera granica, tym ciekawsza staje się sytuacja dla obserwatorów w Polsce.

Zwróć uwagę na czas prognozy

Model OVATION opisuje warunki dla konkretnego momentu. Pod mapą podajemy zarówno czas danych wejściowych, jak i czas prognozy.

To ważne, ponieważ owal zorzowy może zmieniać swój kształt i zasięg stosunkowo szybko. Prognoza widoczna na mapie nie opisuje całej nocy, lecz sytuację oczekiwaną w podanym momencie.

Dlatego przy szybko zmieniającej się pogodzie kosmicznej warto obserwować nie tylko pojedynczą mapę, ale również aktualne parametry wiatru słonecznego i ich zmiany w czasie.

Co mówią aktualne warunki kosmiczne?

Pod mapą pokazujemy kilka parametrów opisujących stan pola magnetycznego Ziemi i wiatru słonecznego. Żaden z nich osobno nie odpowiada na pytanie, czy zobaczysz zorzę. Najwięcej mówi ich wspólny obraz oraz to, jak zmieniają się w czasie.

Indeks Kp

Kp opisuje globalną aktywność geomagnetyczną w skali od 0 do 9. Niskie wartości oznaczają spokojniejsze pole magnetyczne Ziemi, a wysokie wskazują na coraz silniejsze zaburzenia.

Wraz ze wzrostem Kp owal zorzowy zwykle rozszerza się w stronę niższych szerokości geograficznych. Dlatego wysokie Kp zwiększa możliwość obserwacji zorzy dalej od obszarów polarnych.

Pokazywana przez SkyLep wartość Kp dotyczy zakończonego 3-godzinnego okresu. Jest więc opisem ostatniej aktywności, a nie natychmiastowym pomiarem i nie stanowi samodzielnej prognozy dla Polski.

Bz, kierunek pola magnetycznego

Bz jest jednym z najważniejszych parametrów podczas oceny warunków zorzowych. Pokazuje północno-południową składową międzyplanetarnego pola magnetycznego.

Dla rozwoju aktywności geomagnetycznej szczególnie korzystne są ujemne wartości Bz, czyli pole skierowane na południe. W takich warunkach energia wiatru słonecznego może znacznie skuteczniej oddziaływać z magnetosferą Ziemi.

Krótki spadek Bz poniżej zera nie musi jeszcze oznaczać silnej zorzy. Znacznie ważniejsze jest, jak ujemna jest wartość i jak długo takie warunki się utrzymują.

Bt, siła pola magnetycznego

Bt pokazuje całkowitą siłę międzyplanetarnego pola magnetycznego.

Wyższe Bt może sprzyjać silniejszemu oddziaływaniu wiatru słonecznego z magnetosferą, szczególnie wtedy, gdy jednocześnie Bz jest skierowane na południe. Wysokie Bt samo w sobie nie oznacza jednak, że wystąpi silna aktywność zorzowa.

Dlatego Bz i Bt najlepiej analizować razem.

Prędkość wiatru słonecznego

Wiatr słoneczny to strumień cząstek docierających ze Słońca. Jego prędkość może zmieniać się od stosunkowo spokojnych wartości do bardzo szybkiego przepływu podczas okresów zwiększonej aktywności.

Szybszy wiatr słoneczny może dostarczać magnetosferze więcej energii i sprzyjać aktywności zorzowej. Sama wysoka prędkość nie wystarczy jednak do powstania silnej zorzy. Duże znaczenie ma również kierunek i siła pola magnetycznego niesionego przez wiatr słoneczny.

Gęstość protonów

Gęstość protonów informuje, ile cząstek wiatru słonecznego znajduje się w określonej objętości przestrzeni.

Nagły wzrost gęstości może oznaczać silniejsze oddziaływanie wiatru słonecznego na magnetosferę i jej kompresję. Podobnie jak w przypadku prędkości, sam wzrost liczby protonów nie oznacza jednak automatycznie wystąpienia zorzy.

Jak czytać wykresy?

Pojedyncza wartość mówi tylko, jakie warunki panują w danej chwili. Wykresy pozwalają zobaczyć, czy sytuacja się rozwija, pozostaje stabilna, czy zaczyna słabnąć.

Przy obserwacji zorzy szczególnie warto zwracać uwagę na dłuższe okresy ujemnego Bz oraz na jednoczesny wzrost Bt i prędkości wiatru słonecznego. Krótkie skoki mogą być mniej istotne niż warunki utrzymujące się przez kilkanaście lub kilkadziesiąt minut.

Wykres Kp wygląda inaczej, ponieważ indeks ten jest podsumowaniem kolejnych 3-godzinnych okresów. Nie powinien być więc interpretowany tak samo jak minutowe pomiary wiatru słonecznego.

Najważniejsze jest obserwowanie trendu kilku parametrów jednocześnie, a nie szukanie jednej wartości, która samodzielnie oznacza "będzie zorza".

Czy zorzę będzie widać z mojego miejsca?

Nawet bardzo dobre warunki w przestrzeni kosmicznej nie gwarantują obserwacji.

Do zobaczenia zorzy potrzebne jest przede wszystkim ciemne niebo i odpowiednio dobra pogoda. Znaczenie mają zachmurzenie, jasność nieba, światło Księżyca, zanieczyszczenie światłem oraz odsłonięty horyzont.

W Polsce słabsza zorza często pojawia się nisko nad północnym horyzontem, dlatego miejsce z otwartym widokiem w kierunku północnym może mieć duże znaczenie.

Mapa OVATION i dane wiatru słonecznego odpowiadają więc przede wszystkim na pytanie:

Czy warunki w przestrzeni kosmicznej sprzyjają zorzy i jak rozwija się sytuacja?

Dopiero po połączeniu tych informacji z porą dnia i lokalnymi warunkami pogodowymi można ocenić rzeczywistą szansę na obserwację.