Słowniczek zorzy polarnej

Słońce i to, co od niego leci

Korona: zewnętrzna, bardzo gorąca atmosfera Słońca. To z niej ucieka wiatr słoneczny i to ją widać jako perłowy wieniec podczas całkowitego zaćmienia.

Wiatr słoneczny: stały strumień naładowanych cząstek, głównie protonów i elektronów, płynący od Słońca z prędkością zwykle 300–500 km/s. Bez niego nie byłoby zorzy.

Plamy słoneczne: ciemniejsze obszary na powierzchni Słońca z silnym polem magnetycznym. Ich liczba wyznacza fazę cyklu słonecznego.

Cykl słoneczny: około 11-letni rytm aktywności Słońca. Obecny, 25. cykl osiągnął maksimum około końca 2024 roku, a w fazie opadania silne burze wciąż są prawdopodobne przez lata 2026–2027.

Rozbłysk słoneczny (flara): nagły błysk promieniowania w okolicy plam, opisywany klasami C, M i X. Sam rozbłysk nie daje zorzy. Liczy się to, czy towarzyszy mu CME skierowany w Ziemię.

CME (koronalny wyrzut masy): wielki obłok plazmy z polem magnetycznym wyrzucony z korony. Do Ziemi dociera zwykle po 1–3 dniach i to on odpowiada za największe burze.

Dziura koronalna: ciemny obszar w koronie z otwartym polem magnetycznym, z którego wypływa szybki wiatr słoneczny. Daje burze słabsze niż CME, za to regularne.

HSS (strumień szybkiego wiatru): wiatr z dziury koronalnej, często 500–700 km/s. Na Islandii czy w Laponii zwykle wystarcza do ładnej zorzy, w Polsce rzadko.

27-dniowa rekurencja: Słońce obraca się względem Ziemi mniej więcej raz na 27 dni, więc trwała dziura koronalna wraca. Jeśli zorza była 27 dni temu, warto sprawdzić prognozę na dziś.

Pomiary w drodze: L1, Bz i reszta

L1: punkt Lagrange'a około 1,5 mln km od Ziemi w stronę Słońca. Wiszą tam sondy mierzące wiatr słoneczny, zanim do nas dotrze.

DSCOVR i ACE: satelity w punkcie L1, z których dane wykorzystuje NOAA. Dają zwykle 15–60 minut wyprzedzenia, zależnie od prędkości wiatru.

IMF: międzyplanetarne pole magnetyczne niesione przez wiatr słoneczny. Jego kierunek decyduje, czy energia wejdzie do magnetosfery.

Bt: całkowita siła pola IMF w nanoteslach. Wysokie Bt to potencjał, ale bez ujemnego Bz niewiele z niego wynika.

Bz: składowa pola skierowana na północ lub południe. Ujemne Bz, czyli południowe, otwiera drogę energii do magnetosfery. 15–30 minut z wyraźnie ujemnym Bz to dobry znak.

Prędkość i gęstość wiatru: szybszy i gęstszy wiatr mocniej ściska magnetosferę. Nagły skok obu wartości oznacza zwykle nadejście CME.

Uderzenie (shock): moment, w którym czoło CME dociera do L1, a potem do Ziemi. Na wykresach widać skokowy wzrost prędkości, gęstości i Bt. Od tej chwili warto pilnować Bz.

OVATION: model NOAA pokazujący na mapie przewidywane natężenie zorzy w najbliższych kilkudziesięciu minutach. Opiera się na danych z L1, więc dalej w przód nie sięga.

Ziemia i indeksy burz

Dst: indeks mierzony przy równiku, w nanoteslach. Im bardziej ujemny, tym silniejsza burza. Spadek poniżej −100 nT oznacza dużą burzę, a w maju 2024 wartości zeszły daleko niżej.

Kp prognozowany i obserwowany: prognoza na kolejne dni to szacunek, a obserwowane Kp podaje się po fakcie, w blokach trzygodzinnych. Dlatego w trakcie burzy lepiej patrzeć na dane z L1 niż na samą prognozę Kp.

Magnetosfera: obszar wokół Ziemi kształtowany przez jej pole magnetyczne. Chroni nas przed wiatrem słonecznym, a zorza powstaje tam, gdzie część energii jednak się przedostaje.

Jonosfera: zjonizowana warstwa górnej atmosfery, mniej więcej od 80 km w górę. W niej świeci zorza.

Burza geomagnetyczna: silne zaburzenie pola magnetycznego Ziemi wywołane przez CME lub szybki wiatr. W Polsce zorzę widać praktycznie tylko podczas burz.

Kp: planetarny indeks aktywności geomagnetycznej od 0 do 9, liczony w trójkach (5-, 5o, 5+). Wyznacza go GFZ Poczdam. Dla Polski sensowne wartości zaczynają się od Kp 5.

Skala G (G1–G5): skala burz NOAA. G1 to Kp 5, G2 to Kp 6, G3 to Kp 7, G4 to Kp 8, a G5 to Kp 9, jak 10–11 maja 2024.

Owal zorzowy: pierścień wokół bieguna magnetycznego, w którym zorza występuje najczęściej, około 65–72° szerokości magnetycznej. Przy burzy rozszerza się w stronę równika.

Szerokość magnetyczna: szerokość liczona względem bieguna magnetycznego, nie geograficznego. Gdańsk ma jej około 50–51°, dlatego potrzebuje dużo wyższego Kp niż Tromsø.

Subburza: nagłe uwolnienie energii zgromadzonej w magnetosferze. Zorza jaśnieje w kilka minut, rozlewa się po niebie i tańczy, potem zwykle słabnie.

Efekt równonocy: wokół marca i września burze są statystycznie nieco częstsze, bo ustawienie osi Ziemi sprzyja wejściu energii (efekt Russella–McPherrona).

Na niebie: formy i kolory

Zielona zorza: światło tlenu o długości 557,7 nm, na wysokości około 100–250 km. Najczęstszy kolor i ten, który oko łapie najłatwiej.

Czerwona zorza: również tlen, linia 630 nm, ale wysoko, powyżej około 200 km. Z Polski często widzimy właśnie czerwony lub różowy górny skraj zorzy, która świeci daleko na północy.

Fiolet i błękit: światło azotu, zwykle na dolnej krawędzi kurtyn, szczególnie gdy oświetla je jeszcze Słońce.

Łuk zorzowy: spokojna, pozioma wstęga ze wschodu na zachód. Od niego zaczyna się większość nocy z zorzą.

Kurtyny: pofałdowane, pionowo prążkowane pasma, które przesuwają się jak firana na wietrze.

Korona zorzowa: promienie zbiegające się w jednym punkcie wysoko nad głową. Widać ją przy silnej aktywności, w Polsce tylko podczas wyjątkowych burz. Nie myl jej z koroną Słońca.

Zorza pulsująca: plamy światła, które gasną i zapalają się co kilka sekund, często po subburzy, w drugiej połowie nocy.

STEVE: wąska, fioletowa lub różowawa wstęga biegnąca ze wschodu na zachód, na południe od właściwej zorzy. Mimo nazwy nie jest typową zorzą, bo nie powstaje z opadu cząstek.

Picket fence: zielone pionowe pręciki pod wstęgą STEVE, przypominające sztachety płotu.

Łuk SAR: stabilny czerwony łuk subzorzowy, rozmyta czerwona poświata nisko na niebie podczas silnych burz. Oko widzi go słabo, aparat wyraźnie.

Noc polarna: okres, gdy Słońce nie wschodzi nad horyzont. W Tromsø trwa mniej więcej od końca listopada do połowy stycznia. Nie oznacza całodobowej ciemności, bo w południe niebo jest granatowe.

Zanieczyszczenie światłem: łuna miast, która zjada słabą zorzę. W Polsce szczególnie przeszkadza ta od północy, bo właśnie tam patrzysz.

Najczęściej zadawane pytania

Które z tych pojęć naprawdę trzeba śledzić? Na co dzień wystarczą trzy: Kp, Bz i zachmurzenie. Prognoza Kp mówi, czy jest na co liczyć, Bz pokazuje, czy burza właśnie się rozkręca, a chmury decydują o reszcie.

Czym różni się Kp od skali G? To ta sama informacja w dwóch zapisach. Kp 5 odpowiada burzy G1, a każdy kolejny pełny stopień Kp to o jeden poziom G więcej.

Dlaczego z Polski zorza wydaje się czerwona? Bo oglądamy ją z daleka i z boku. Zielona część świeci niżej i chowa się za horyzontem, a nad nim wystaje wysoka, czerwona warstwa tlenu.