Что такое солнечный цикл
Солнечный цикл — это постепенное усиление и ослабление магнитной активности нашей звезды. В среднем он длится около 11 лет, но это не часы: наблюдаемые циклы укладывались в промежуток от 9 до 14 лет. Самый удобный видимый признак этих изменений — солнечные пятна. Они возникают там, где сильное магнитное поле препятствует подъёму горячей плазмы из глубины. Такие участки холоднее окружающей поверхности, поэтому кажутся тёмными на её ярком фоне. На графике над статьёй вы видите, как количество пятен меняется в течение цикла. Это способ проследить долгую историю активности, а не изображение поверхности Солнца.
Причина цикличности связана с движением солнечного вещества и магнитным полем. Солнце вращается неравномерно: у экватора быстрее, чем вблизи полюсов. Магнитные силовые линии постепенно закручиваются, поле перестраивается, а примерно раз в 11 лет его общая полярность меняется. Северный и южный магнитные полюсы меняются местами; само Солнце в пространстве при этом не переворачивается. Примерно во время этой перестройки пятен и вспышек больше всего. Когда поле снова упорядочивается, активность постепенно ослабевает, хотя отдельные мощные события ещё могут происходить.
При чтении графика удобно различать рост, максимум, спад и минимум. Во время роста общее количество пятен увеличивается, вблизи максимума остаётся высоким и заметно колеблется. Затем начинается спад, который в итоге приводит к минимуму. Границы между этими фазами не похожи на смену даты в календаре: Солнце не переходит в новый режим за одну ночь. Поэтому краткое оживление на спаде не означает начала нового цикла, а спокойный месяц вблизи вершины не отменяет максимума.
Число пятен: месячное и сглаженное
Число солнечных пятен, или число Вольфа, — условный показатель, а не буквальное количество тёмных точек на снимке. В его основе простая схема: количество групп пятен умножают на 10, а затем прибавляют количество отдельных пятен. Таким образом, значение зависит и от того, сколько пятен видно, и от того, как они объединены в группы. Этот подход предложил Рудольф Вольф в середине XIX века. Сегодня наблюдения многих обсерваторий согласовывает SILSO при Королевской обсерватории. Именно этот сводный ряд и использован на странице.
Месячное значение обобщает наблюдения за месяц, но даже после такого усреднения кривая остаётся неровной. Пятна появляются, меняются и исчезают, а активные области по мере вращения Солнца выходят на видимую сторону и скрываются за краем. Поэтому соседние месяцы могут существенно различаться. Сглаженный ряд ослабляет эти кратковременные колебания и лучше передаёт общую тенденцию. Рассматривая график, сначала проследите его плавную линию, а уже затем изучайте отдельные месячные вершины. Высокий месячный скачок и вершина сглаженной кривой — разные характеристики активности, и напрямую их не сравнивают.
Именно сглаживание объясняет, почему максимум устанавливают задним числом. Чтобы оценить тенденцию вблизи определённого месяца, нужны также последующие наблюдения. Кроме того, после заметной вершины активность может снова вырасти. Только более длинный ряд позволяет отделить главный пик от временного колебания. Поэтому последняя доступная точка сглаженной кривой может отставать от последнего месячного значения — это не обязательно означает пропущенное обновление. NeSkazano обновляет данные раз в сутки, но от этого месячный показатель не становится ежедневным. Для сравнения циклов пользуйтесь одинаковыми рядами: месячным с месячным, сглаженным со сглаженным. Непрерывный ряд наблюдений SILSO начинается с 1749 года.
25-й цикл: где мы сейчас
25-й солнечный цикл начался в декабре 2019 года. Тогда сглаженное число пятен опустилось до 1,8 — это была нижняя точка между предыдущим циклом и новым подъёмом. Группа экспертов NOAA/NASA в прогнозе 2019 года ожидала сравнительно слабый цикл с пиком около 115. Такая оценка предполагала активность примерно на уровне предыдущего цикла. На графике над статьёй прогноз помогает увидеть первоначальные ожидания, а наблюдения — то, как в действительности менялась активность Солнца. Это разные типы информации: прогнозная линия — не продолжение уже измеренных значений.
Подъём оказался сильнее первоначального прогноза. Сглаженное число пятен достигло 160,9 в октябре 2024 года, а отдельные месячные значения превышали 200. Для корректного сопоставления с прогнозируемым пиком 115 берите именно сглаженное значение, а не самый высокий месячный скачок. Центр SIDC определил октябрь 2024 года как месяц максимума по сглаженному ряду. NASA и NOAA в октябре 2024 года также объявили, что Солнце находится в периоде максимума. Эти сообщения описывают близкие, но не тождественные вещи: конкретную вершину кривой и более широкий период высокой активности. Период максимума не ограничивается одним самым высоким месячным значением.
После этой вершины цикл находится в фазе спада. Это означает постепенное снижение общей активности, а не прекращение вспышек или магнитных бурь. Спад может быть неравномерным: на длинной нисходящей кривой остаются заметные подъёмы. Уже вблизи максимума цикл принёс бурю G5 в мае 2024 года — сильнейшую с 2003 года. В октябре 2024 года произошла и сильная буря G4. На спаде возможны другие мощные события, поэтому само название фазы не заменяет текущего прогноза космической погоды. Чтобы сориентироваться на странице, сопоставьте обозначенную фазу со сглаженной кривой, а самые свежие месячные точки используйте для оценки последних колебаний.
Сравнение с 23-м и 24-м циклами
Сравнение с предыдущими циклами позволяет увидеть масштаб, которого не хватает отдельному графику. 23-й цикл длился с августа 1996 года до декабря 2008 года. Его сглаженный максимум составил 180,3 в ноябре 2001 года. По этому показателю он был сильнее 25-го цикла с максимумом 160,9. Однако самые известные сильные бури того цикла произошли позже пика числа пятен: Хеллоуинские бури уровня G5 пришлись на октябрь 2003 года. Дата наибольшего сглаженного числа пятен и дата мощной магнитной бури могут заметно расходиться, так что смотрите не только на высоту вершины, но и на дальнейший ход кривой.
24-й цикл начался в декабре 2008 года и завершился в декабре 2019 года. Его максимум — 116,4 в апреле 2014 года — был значительно ниже; этот цикл стал самым слабым за 100 лет. Однако в марте 2015 года произошла сильная буря G4. Ещё позже, в сентябре 2017 года, случилась самая мощная вспышка 24-го цикла — уже далеко после его максимума. Вспышка и магнитная буря — разные явления: первая характеризует активность на Солнце, вторая — возмущение магнитного поля Земли.
Слабый цикл не исключает отдельной сильной бури, а высокий пик не означает непрерывных возмущений на Земле. Число пятен описывает общую солнечную активность, но не определяет силу каждого события на Земле. Сравнивая кривые, используйте сглаженные максимумы как общую меру силы циклов.
Что цикл значит для бурь и сияния
Вблизи максимума и в первые годы после него сильные магнитные бури случаются чаще, чем в спокойной части цикла. При этом график пятен не подскажет, будет ли сияние над вашим городом в ближайшую ночь. Самым заметным проявлением активности для наблюдателей стали полярные сияния 2024 года. Во время майской бури G5 их видели далеко к югу от привычных широт, а сильная октябрьская буря G4 снова сопровождалась сияниями. Для планирования наблюдений нужны актуальный прогноз космической погоды и обычный прогноз облачности.
Технические последствия зависят от конкретного явления. Рентгеновские вспышки могут нарушать коротковолновую радиосвязь на освещённой стороне Земли. Сильные магнитные бури способны на несколько часов ухудшать точность GPS — это важно там, где требуется точное определение положения, а не только приблизительная отметка на карте. Верхняя атмосфера во время повышенной активности нагревается и расширяется. Из-за этого спутники на низких орбитах сильнее тормозятся, а орбиту МКС в годы максимума приходится чаще поднимать с помощью двигателей. Операторы энергосетей в высоких широтах следят за прогнозами, чтобы при необходимости перераспределять нагрузку.
Для владельца домашних солнечных панелей число пятен — не прогноз выработки электроэнергии. По его росту или спаду нельзя определить, сколько энергии даст установка на крыше в конкретный день: это зависит от местного освещения и погоды. Точно так же сообщение о максимуме не означает неизбежного сбоя бытовой техники или связи. Повседневную жизнь солнечный цикл заметно не меняет. Радиолюбителям полезны сообщения об условиях радиосвязи, фотографам сияний — прогнозы возмущений и состояния неба. На этой странице можно оценить общий фон активности, а перед конкретным наблюдением проверить оперативные данные.
Как прогнозируют циклы
Прогноз солнечного цикла описывает ожидаемый долгосрочный ход активности. На этой странице прогнозная часть графика приведена по данным NOAA SWPC, а месячные и сглаженные наблюдения — по данным SILSO. Группа экспертов NOAA/NASA в 2019 году ожидала пик около 115, однако фактический сглаженный максимум 25-го цикла оказался выше. Это пример ограничений такого прогнозирования: общий сценарий можно оценить заранее, но точную высоту и время вершины устанавливают по наблюдениям. Продолжение линии на графике следует читать как ожидаемую тенденцию, а не как расписание будущих значений.
По прогнозу NOAA, следующий минимум ожидается ориентировочно в 2030–2031 годах, после чего начнётся 26-й цикл. Переход будет постепенным: первые пятна нового цикла должны появиться в высоких широтах Солнца ещё до завершения старого. На спаде также образуются большие корональные дыры, а быстрый солнечный ветер из них может приносить повторяющиеся умеренные бури примерно раз в 27 дней. Поэтому нисходящая прогнозная кривая не означает отсутствия возмущений. Сверяйте прогноз с новыми наблюдениями, а дату минимума воспринимайте как приблизительный ориентир. Для ближайших событий пользуйтесь оперативным прогнозом космической погоды.
