Pomoc

Na této stránce najdete přehled toho, o čem vesmírné počasí je. Chcete-li získat podrobnější vysvětlení pomocí obrázků a dalších užitečných nástrojů, vyzýváme vás, abyste klikli na odkazy, které najdete pod každým odstavcem. Pokud máte stále aktuální otázku, zanechte prosím příspěvek na našem fóru a my se vám pokusíme pomoci.

Základy vesmírného počasí

Vesmírné počasí začíná na Slunci. Slunce je mnohem víc než zářící horká koule uprostřed naší sluneční soustavy. Slunce je velmi dynamické a hraje klíčovou roli v celé sluneční soustavě.

První věc, kterou musíme pochopit, je, že prostor není tak prázdný, jak by mohl vypadat. Prostor je vyplněn konstantním proudem složeným z vysoce nabitých částic (elektronů), které pocházejí ze Slunce. Tento proud nazýváme sluneční vítr. Magnetické pole obklopující naši planetu zajišťuje, že každý, kdo zde žije, je chráněn před tímto slunečním větrem. Pokud bychom kolem naší planety neměli magnetické pole, byla by Země přesně jako Mars: pustá planeta bez atmosféry, kde bychom my lidé nebyli schopni přežít. I když je skvělé, že máme toto magnetické pole kolem naší planety, které nás chrání, naše magnetické pole není stoprocentně vodotěsné. Sluneční vítr je stále schopen proniknout do naší atmosféry poblíž slabých míst v oválném tvaru kolem magnetických pólů naší planety. Sluneční vítr tam koliduje s atomy kyslíku a dusíku, které tvoří naši atmosféru v nadmořské výšce hlavně mezi 80 až 600 kilometry. Když se sluneční vítr srazí s těmito atomy, atomy v naší atmosféře dočasně získají energii. Tato energie způsobuje, že atomy v naší atmosféře dočasně uvolňují fotony, což je forma energie, kterou vidíme jako světlo. Tyto atomy vydávají toto světlo, dokud se neuklidní. Světlo, které tyto atomy vydávají, je polární záře, kterou vidíme na noční obloze.

Sluneční vítr je první část skládačky, o které musíme vědět, abychom plně pochopili, o čem je vesmírné počasí. Druhý kousek skládačky souvisí s magnetickým polem Slunce. To je to, čemu říkáme meziplanetární magnetické pole. Meziplanetární magnetické pole je neseno sluneční soustavou slunečním větrem a jeho vlastnosti se neustále mění. Meziplanetární magnetické pole se neustále mění jak v síle, tak ve směru. Pro polární záři chceme, aby celková síla meziplanetárního magnetického pole byla co nejvyšší (označená Bt) a aby se Z-složka (Bz) meziplanetárního magnetického pole otočila na jih. Na grafu, který najdete na našich stránkách, uvidíte zápornou hodnotu, když se Z-složka (Bz) meziplanetárního magnetického pole otočí na jih.

Proč je ale pro nás tak důležité, aby se Z-složka meziplanetárního magnetického pole stočila na jih? To je vlastně docela snadné pochopit, pokud jste se někdy hráli s klasickým magnety. Pokud vezmete dva běžné tyčové magnety a pokusíte se spojit oba severní (nebo jižní) póly, uvidíte, že se magnety chtějí od sebe vzdálit. Odpuzují se navzájem. Dáte-li severní a jižní pól dohromady, uvidíte, že se navzájem přitahují! Opačné polarity se navzájem přitahují! Přesně stejný princip se děje ve vesmíru, kde se meziplanetární magnetické pole a magnetické pole Země setkávají jako linie magnetického pole od jihu k severu. Toto je Z-složka magnetického pole Země a to vždy ukazuje na sever. Když Z-složka meziplanetárního magnetického pole směřuje také na sever, uvidíme, že stejně jako tyčové magnety, které máme v našich domovech, je sluneční vítr odpuzován a nedokáže navázat spojení s magnetickým polem Země, což ztěžuje vstup naše atmosféra.

Nyní předstírejme, že se Z-složka (Bz) meziplanetárního magnetického pole otočila na jih. Nyní víme, že protože magnetické pole Země směřuje na sever, meziplanetární magnetické pole s jižní složkou Z má mnohem snazší čas se spojit s magnetickým polem naší planety. Přemýšlejte o tyčových magnetech! Jih a sever se navzájem přitahují! S tímto spojením bude mnohem snazší slunečnímu větru vstoupit do atmosféry. V grafu, který najdete na našich stránkách, chceme vidět zápornou hodnotu. To znamená, že Z- složka (Bz) meziplanetárního magnetického pole směřuje na jih.

Sluneční vítr a meziplanetární magnetické pole nejsou konstantní ve své síle, směru, hustotě a rychlosti. Tyto hodnoty se mohou od okamžiku k okamžiku dramaticky lišit. Sluneční vítr zde na Zemi má za normálních podmínek rychlost asi 300 km / s. Tato rychlost se však může drasticky zvýšit díky určitým událostem na slunci na 1 000 km / s nebo někdy i více! Hustota slunečního větru (počet částic slunečního větru na čtvereční centimetr) se také může od okamžiku k okamžiku úplně lišit. I meziplanetární magnetické pole se může dramaticky zvýšit v síle, což zase může způsobit mnohem dramatičtější odezvu při interakci s magnetickým polem Země. S vysokou rychlostí a hustotou slunečního větru a silným meziplanetárním magnetickým polem na jih vidíme, že magnetické pole Země je zahlceno slunečním větrem, což zase způsobuje, že stále více a více částic slunečního větru zasahuje do atmosféry. Polární záře se rozjasní a polární ovál se rozšíří do nižších zeměpisných šířek, než je obvyklé. Když k tomu dojde, mluvíme o geomagnetické bouři. K tomu se vrátíme později, protože nejprve se musíme naučit, co způsobuje tyto vylepšené vesmírné povětrnostní podmínky. Abychom našli příčinu, samozřejmě musíme znovu zaměřit naši pozornost na Slunce. Máme dva odlišné jevy, o kterých se musíme naučit: koronální díry a výrony koronální hmoty.

Koronální díra

Začínáme s koronálními otvory. Koronální díra je oblast na Slunci, kde se čáry magnetického pole Slunce táhnou daleko do vesmíru. To způsobí vytvoření díry v koróně, nejvrchnenší vrstvě našeho Slunce. Tyto koronální díry jsou oblasti na Slunci, kde může sluneční vítr unikat vyšší rychlostí než obvykle. Když taková oblast směřuje k Zemi, sluneční vítr takové koronální díry začne dohánět normální sluneční vítr, který je často podstatně pomalejší než sluneční vítr z koronální díry. To způsobí vznik rázové vlny, kde má sluneční vítr vyšší hustotu a nese s sebou také mnohem silnější meziplanetární magnetické pole. Když rázová vlna prošla, uvidíme, že hustota a síla meziplanetárního magnetického pole klesá a rychlost slunečního záření se zvyšuje. Koronální díry jsou často zdrojem menších až středních geomagnetických bouří zde na Zemi.

Vyhazování koronální hmoty

Nejdramatičtější účinky vesmírného počasí pocházejí z takzvaných výronů koronální hmoty. Vystřikování koronální hmoty (nebo zkráceně CME) je v zásadě obrovský mrak sluneční plazmy zalitý čarami solárního magnetického pole, které jsou vyháněny Sluncem během dramatických událostí, jako jsou sluneční erupce a erupce vláken. Později se podíváme, co přesně jsou sluneční erupce a erupce vláken, ale je rozumné si tyto dva pojmy pamatovat, jak je v našich analýzách často uslyšíte!

Pojďme se ale hlouběji podívat na výrony koronální hmoty. Vysunutí koronální hmoty je obrovský oblak částic slunečního větru, který je často mnohem rychlejší a hustší než sluneční vítr. Meziplanetární magnetické pole v rámci takového vyhození koronální hmoty je také často mnohem silnější. Meziplanetární magnetické pole má normálně celkovou sílu (Bt) asi 6 nanoTesla zde na Zemi, ale uvnitř výboje koronální hmoty se to může zvýšit na 40 nT nebo dokonce více! Dokážete si představit, že magnetické pole Země může reagovat dost prudce, když se síla meziplanetárního magnetického pole o tolik zvýší!

Důležitou věcí, kterou musíme pochopit, je, že výrony koronální hmoty lze vypustit jakýmkoli směrem. Více často budou směrováni pryč od Země. Pokud máme štěstí, že k naší planetě přichází takový plazmový mrak, pak si s trochou štěstí můžeme vychutnat fantastické polární záře, často v mnohem nižších zeměpisných šířkách, než je obvyklé.

Sluneční skvrny, sluneční erupce a vlákna

Nyní víme, co je to vyhození koronální hmoty, ale jak Slunce vyvrhuje tyto obrovské mraky plazmy? Za tímto účelem samozřejmě obrátíme naši pozornost ještě jednou ke Slunci. Nejsilnější vyhození koronální hmoty je téměř vždy výsledkem slunečních erupcí. Sluneční erupce jsou intenzivní výbuchy na Slunci, ke kterým dochází ve složitých oblastech slunečních skvrn. Sluneční erupce je tak neuvěřitelně silná, že si jen těžko dokážeme představit jejich sílu. Jedna sluneční erupce se rovná síle milionů jaderných bomb. Tyto výbuchy mohou zlomit linie magnetického pole poblíž oblasti slunečních skvrn a vyvrhnout část sluneční atmosféry (korónu) do vesmíru. Plazma, která je vypuzována a začíná svou cestu meziplanetárním prostorem, nazýváme vyhozením koronální hmoty.

But more about those sunspots because without sunspots, we will not have any solar flares. Sunspots are darker and cooler areas on the solar surface where strong magnetic field lines come up from the interior of the Sun through the solar surface. When these magnetic field lines become entangled with each other and snap, they release a huge amount of energy which we call a solar flare. Sunspots are however not something we can always find on our Sun, the Sun follows a pattern of about 11 years where the Sun goes from pretty much no sunspots to very many sunspots, and back to no sunspots again. This is what we call a solar cycle.

Také takzvané erupce vláken mohou vypustit koronální hromadný výboj do vesmíru. Vlákna jsou mraky ionizovaných plynů, které se tvoří nad solárními povrchy mezi oblastmi opačných magnetických polarit. Když se vlákno stane nestabilním, často se zhroutí a absorbuje ho Slunce. Další možností je, že vybuchne a dokáže uniknout z gravitace Slunce, výsledný plazmový mrak se nazývá… opravdu jste to uhádli... koronální hromadný výboj.

Násilné sluneční události, jako jsou sluneční erupce a erupce vláken, někdy vytlačují do vesmíru velké množství nabitých částic. Nejdůležitější částice jsou protony, které mohou způsobit poškození satelitů a poškodit nebo dokonce znemožnit vysokofrekvenční rádiovou komunikaci v polárních šířkách. Když tyto protony překročí určitou hranici, mluvíme o bouři slunečního záření.

Aurora

Dobře, nyní víme hodně o kosmickém počasí. Zrekapitulujme si: víme, že vesmírné počasí začíná na Slunci, kde ze Slunce uniká konstantní proud vysoce nabitých částic nazývaný sluneční vítr. Občas vidíme dramatický nárůst množství slunečního větru, který opouští Slunce: proudy slunečního větru v koronální díře a výrony koronální hmoty. Sluneční vítr bere s sebou magnetické pole Slunce, které nazýváme meziplanetární magnetické pole. Když se Z-komponenta (Bz) meziplanetárního magnetického pole otočí na jih (záporně), pak to způsobí dobré spojení s magnetickým polem Země, což zase usnadní slunečnímu větru proniknout do naší atmosféry. Když všechny kousky skládačky zapadnou na místo, uvidíme dramatický nárůst aurorální aktivity, což způsobí, že polární záře bude viditelná z nižších zeměpisných šířek, než je obvyklé. To je to, čemu říkáme geomagnetická bouře.

Geomagnetická bouře je tedy výsledkem proudu slunečního větru z koronální díry nebo z ejekce koronální hmoty, která dorazila na Zemi. Když víme, že by mohla existovat šance na zvýšení polární činnosti, je na čase zkontrolovat, co nám říkají magnetometry. Magnetometry jsou velmi citlivé senzory, které jsou rozmístěny po celém světě a měří narušení magnetického pole kolem naší planety. Na síti magnetometrů po celém světě najdeme mnoho grafů a pokud zkombinujeme všechna tato data, můžeme docela dobře odhadnout, jak silná je geomagnetická bouře právě teď a v jakých zeměpisných šířkách bychom mohli vidět polární záři. S daty těchto magnetometrů můžete dát geomagnetickému rušení určitou hodnotu Kp. Kp-index začíná na 0 a jde k 9. Geomagnetické bouře začínají na Kp 5, což je malá geomagnetická bouře a jde až k Kp9, což by byla extrémní geomagnetická bouře. Kp-index je tedy základní způsob, jak nám říct, jak velký je polární ovál a jak silná bude polární záře.

Počítače se také snaží pomocí dat slunečního větru a IMF odhadnout, jaký bude Kp-index v blízké budoucnosti. To není vždy stoprocentně spolehlivé, ale pro začátečníky je to vynikající nástroj k hrubé předpovědi, pokud v nadcházející hodině bude šance na polární záři. Podrobnější nápovědu vám doporučujeme přečíst si níže uvedené články.

<< Přejít na předchozí stránku