Untitled document

 

Je tu opět nová předpověď pro právě jen velmi pozvolna se rozbíhající 24. cyklus sluneční aktivity. Těžko spočítat, kolikátá již v pořadí.

Podle této prognózy současný cyklus dosáhne svého maxima v roce 2013 s číslem slunečních skvrn okolo 90 a bude tedy nejslabším za posledních více než 80 let. Měl by se podobat 16. cyklu, který kulminoval v letech 1928 a 29 s maximálním měsíčním průměrným číslem slunečních skvrn 105. Před třemi lety tatáž předpověď zněla: 24. sluneční cyklus bude tím nejintenzivnějším za uplynulých 50 let. Maximum dosáhne někdy na přelomu let 2010 a 2011 s číslem slunečních skvrn 160. Za tři roky se pragnóza postupně měnila z maximálního cyklu na minimální, vrchol obnoveného cyklu se přesunul z roku 2010 na rok 2013. Způsobilo to samotné Slunce, které je aktivní podle svých představ.

Kdyby jste měli, jen ze základních znalostí a známého grafu intenzity sluneční aktivity během předchozích cyklů udělat laickou předpověď pro cyklus nadcházející sluneční aktivity, je možné, že by jste se alespoň částečně trefili.

"Ukazuje se ale že žádný z našich modelů nebyl zcela správný" přiznává Dean Pesnell z Goddardova vesmírného střediska NASA, který ve výboru pro předpovědi šéfuje skupině zástupců NASA. "Slunce se chová velmi nečekaně a velmi zajímavě."

Problém předpovědí sluneční aktivity nespočívá v tom, že by vědci neznali základní mechanismy, které ji mají na svědomí. Slunce nerotuje jako homogenní plynná koule, ale vrstvy kolem jeho rovníku se pohybují rychleji než vrstvy při pólech. Rozdíl při jedné otočce je asi 11 dnů. Tato diferenciální rotace ionizované plazmy v magnetickém poli Slunce, vertikální konvektivní proudění plazmy a její horizontální proudění ve směru poledníků od solárního rovníku k pólům, tlak záření vznikajícího při jaderné syntéze - to jsou hlavní komponenty hnacího motoru sluneční aktivity, který se nazývá sluneční dynamo. Nepracuje však jako spuštěný stroj, jehož činnost umíme předvídat, protože do detailů známe všechny díly, jejich funkčnost a vzájemné propojení.

Fyzikálně-matematické modely solárního magnetického dynama jsou příliš složité. I kdybychom byli schopni řešit soustavy příslušných magnetohydrodynamických rovnic pro čtyřdimenzionální prostor (3D + čas), bude problém stanovit dostatečně přesné okrajové podmínky, aby model popisoval reálný stav a generoval věrohodné předpovědi. A už vůbec nebudeme schopni do modelu zakomponovat chaotické procesy a jejich kombinace. Proto kromě velmi zjednodušených počítačových modelů se vědci opírají o analýzy dosavadních pozorování a měření, hledají v nich možné souvislosti. Nejen na Slunci, ale i v magnetickém poli Země. Trpce pravdou však zůstává, že i když na prognózy sluneční aktivity vznikl speciální výbor, důvěryhodně ji nyní předpovědět nedokážeme.

Pokud se podíváme na graf předchozích cyklů a budete v něm hledat zdánlivé souvislosti, jistě si také řeknete, že po delším a výraznějším minimu většinou nastalo i méně výrazné maximum. Konečně i celkový trend vrcholů posledních cyklů naznačuje pokles. Největší aktivita Slunce se dá očekávat tak za 5 - 6 let od začátku cyklu, což včetně tohoto roku vychází na rok 2013 - 2014.

Takže předpověď máme. Má však smysl veřejnosti předkládat několikrát do roka dlouhodobé prognózy vývoje sluneční aktivity, zejména pokud se radikálně mění ? Asi nemá. Zvláště pokud NASA téměř každou zprávu doplní alespoň jedním z těchto záznamů:
1 / Před následky slunečních erupcí, které jsou zdrojem geomagnetické bouří. Ty zase mohou způsobit výpadky elektrických sítí, poškození elektrických rozvodů a telekomunikačních spojení, selhání systémů GPS.
2 / Před rizikem ochlazení klimatu, pokud se Slunce dlouhodobě neprobudí do aktivity. Hlavním argumentem je takzvaná malá doba ledová (1645 až 1715) během Maunderovho minima s extrémně nízkým počtem pozorovaných skvrn.

První obohatila o nejnovější finančně vyčíslený katastrofický scénář: Pokud by silná sluneční erupce způsobila takovou geomagnetické bouři, jaká byla v roce 1859, pak by jen USA odstraňování škod vyšlo na 1 až 2 miliardy dolarů.

Při erupci se ze Slunce do prostoru uvolní oblak sluneční plazmy - ionizovaný částic, zejména protonů a elektronů. Pokud zasáhne Zemi, proudy rychle letících nabitých iontů interagují s planetární magnetickým polem, vznikají mnohé zajímavé jevy, z kterých je mezi lidmi známá zejména polární záře. Ta však je jen následkem srážek rychlých částic s molekulami atmosférických plynů, v nichž dochází k excitácii atomů. Při jejich návratu do původního energetického stavu se vyzáří foton - kvantum světla, jehož vlnová délka odpovídá typickým barvám polárních záře - červená a zelená pro kyslík, růžová nebo modrá až fialová pro dusík. No jiné, neviditelné jevy s hodnotami magnetického pole opravdu zahoupají. Letící oblak ionizovaný částic deformuje tvar zemské magnetosféry, v horních vrstvách atmosféry - v ionosfére se vytvářejí obrovské proudové systémy. Porucha trvá několik hodin a i když slovo bouře zní hrozivě, hodnoty pole na povrchu planety se změní pouze o desítky a stovky nanoTesla. Naměřená změna závisí od šířky, směrem k magnetickým pólům roste nejen intenzita geomagnetické pole, ale také míra jeho poruch, které způsobil intenzivnější sluneční vítr. Pokud se člověk nenachází někde na oběžné dráze, nepředstavují pro něj tyto výkyvy žádnou hrozbu. Běžně si v reálném životě vyrábíme větší magnetické anomálie. To, co je na Zemi nejohroženější jsou dlouhé rozvodné sítě. Na stovky až tisíce kilometrů dlouhých vodičích (nejen drátech, ale i potrubích) se následkem celoplanetárně poměrně rychle se měnícího magnetického pole během několika minut indukuje napětí. Čím je vodič, zejména úseky na polednících, delší, tím je vystaven většímu rozdílu magnetické indukce, takže se i při relativně malých, ale celoplošných rychlých změnách na něm naindukuje větší elektrický potenciál. To nemusí vydržet transformátory. Proto jsou ohroženy dlouhé elektrické rozvody v USA, a zejména v severní Kanadě, kde při opravdu větší geomagnetické bouři došlo k poškození sítí a k výpadkům dodávek elektrického proudu. Elektrické sítě se však modernizují tak, aby jejich obsluha dokázala zabránit případnému ohrožení a napětí v hlavních rozvodech je neustále monitorováno. Vyřešit bezpečnou ochranu před následky zvýšené indukce by neměl být problém.

To, co je však těžší vyřešit a co se nás, v našich v končinách Evropy týká nejvíce, jsou důsledky obrovských poruch v ionosféře. Ohrožují rádiové spojení, sítě GPS, navigační a komunikační letecké systémy. Pro všechny tyto případy, včetně zmíněného ohrožení elektrických a telefonních sítí, mají význam krátkodobé předpovědi, vázané na satelitní pozorování sluneční aktivity v reálném čase. Jsou aktuální, a dnes již v rámci 24 hodin dostatečně přesné. Na oběžné dráze je několik družic - SOHO, STEREO, HINODE, ACE, jež neustále sledují děje na Slunci. Po erupci trvá několik hodin, než ionizovaný oblak sluneční hmoty zasáhne Zemi. To poskytuje čas pro varování a bezpečnostní opatření. Žádné dlouhodobé předpovědi nemohou určit, kdy a kde nastane na Slunci extrémně velká erupce. Taková, že výron koronární hmoty v meziplanetárním prostoru zasáhne právě Zemi. To se totiž nestává vždy. Za posledních 33 let je pořadí největších erupcí, registrovaných na Slunci tyto: 1) 4. 11. 2003, 2) 2. 4. 2001, 3) 16. 8. 1989 4) 28. 10. 2003, 5) 7. 9. 2005
V historii zaznamenaných geomagnetických bouří je pořadí na prvních pěti místech v žebříčku podle jejich intenzity toto: 1) 2. 9. 1859, 2) 14-15. 5. 1921, 3) 13. 3. 1989, 4) 20. 11. 2003 5) 30. 10. 2003.
Ačkoli je to známo,  jedna z erupcí, a to z 28. 10. 2003 je zajímavá tím, že ač byla opravdu extrémní, způsobila 30. 10. 2003 né největší geomagnetickou bouři (5-tá v pořadí). Účinky té nejsilnější erupce nás jednoduše ve vesmírném prostoru minuli.

Uvedené tři poslední geomagnetické bouře se udály koncem října 2003 a i my jsme mohli v našich zeměpisných šířkách spatřit polární záři. K tak intenzivní geomagnetické bouři došlo na Zemi.

Samozřejmě, že mechanismy, které pohánějí sluneční aktivitu je nezbytné sledovat, studovat, modelovat.  V médiích se někdy objeví zprávy typu - Američtí vědci varují před silnými geomagnetickými bouřemi během nadcházejícího extrémního cyklu, a současně typu - Slunce je příliš pokojné, hrozí nám ochlazení? To už není vědecká předpověď.

Mystikové varují před apokalyptický rokem 2012. Vědci také pomalu přicházejí na to, že si jich média a možná i grantové komise všímají více, pokud vyrukují s nějakým varováním. A tak nám varující a znepokojivé až katastrofické scénáře  předkládají a my proti nim budeme stále ľhostejnější, jelikož si na ně časem zvykneme.

David Hathaway a Robert Wilson v závěrech svých prací už v roce 2006 uvedli, že geomagnetické aktivita v letech, které předcházely minimu slunečního cyklu poskytuje spolehlivý odhad amplitudy maxima sluneční aktivity v následujícím cyklu. Vrchol této meziplanetární složky geomagnetické aktivity se obvykle objevuje 2 až 3 roky před minimem.Tehdy uvedli, že poslední maximum této složky geomagnetické aktivity koncem roku 2003 napovídá, že budoucí 24 cyklus bude srovnatelný s cyklem 21 a 22 s největším počtem slunečních skvrn 160 ± 30.
Je to překvapující prognóza, když právě Slunce a jeho činnost ovlivňuje geomagnetické pole.  Zpětná vazba, navíc po několikaletém odstupu je na první pohled zarážející až absurdní. Statisticky zjištěnou souvislost mezi těmito jevy jako první publikoval v roce 1966 ruský geofyziky A. I. Ohl. Hathaway a Wilson na vysvětlení uvádějí: "Index geomagnetické aktivity IHV - Interhourly variability index of geomagnetic activity se dá rozložit na dvě složky. Jednu, která je spjata se slunečními erupcemi, protuberancemi a výrony koronální hmoty, které kopírují cyklus sluneční aktivity. Druhá složka je svázána s nepřetržitým vysokorychlostním prouděním ionizovaných částic slunečního větru a není ve fázi s cyklem sluneční aktivity. Často vrcholí před nástupem minima sluneční aktivity a charakter tohoto zvýšení je jedním z nejdůvěryhodnějších indikátorů pro amplitudu následujícího slunečního maxima. Hathaway tehdy přiznal: "Nevíme, proč to funguje. Fyzika, která tvoří pozadí je záhadou, ale  funguje to".

Dodatek - ohledně vlivu sluneční činnosti na vývoj počasí a celkových klimatických změn : V souladu s předchozím odstavcem je potřeba poukázat na to, jak je důležité mít představu o souvislosti činnosti slunce a geomagnetické aktivity. Je například známo že ionty, jež jsou důsledkem dopadu kosmického záření, mají za následek vznik kondenzačních jáder v atmosféře s hygroskopickými vlastnostmi, a ty pak slouží ke zvyšující se tvorbě mraků, které nás pak chrání před dalšími účinky tohoto záření. Primární příčinou průniku záření je solární modulace kosmického záření. Ta však nezávisí na úrovni výskytu skvrn, ale na slunečním větru. Převážně jde o různé jeho variace, kdy například odliv plazmy pocházející z velmi horké koróny šíří ionizované částice nadzvukovou rychlostí ven z povrchu Slunce. Když sluneční vítr fouká silně, kosmické paprsky jsou slabé, a když pak následně dojde k odeznění, kosmické paprsky pronikají k Zemi ve větší míře. Nejvyšší rychlosti slunečního větru se dosáhne při sluneční erupci a při výskytu koronální díry. Silné erupce nemusí odpovídat maximálnímu výskytu počtu skvrn a dokonce k němu dojde poblíž minima výskytu slunečních skvrn. Sluneční skvrny nejsou dobrým ukazatelem síly slunečního větru /či síly nebo "aktivity" slunce/, jen ukazují variaci změn na Slunci, tedy jeho /proměnou/aktivitu.

--- z webu uvedeno s minimem úprav ---

http://pifs.sweb.cz/ydw/disc_solar.jpg

http://pifs.sweb.cz/earth/plocha3.jpg